3 4 Molekulare Simulation von Grenzflächen: Bionik auf molekularer Ebene? 46 3 5 Bionisch-adaptive Architektur: Molekulare Mechanismen als Vorbild 48 3 6 Bionik im Antihaftbeschichtungen Putzstrukturen strukturierte Oberfläche mit den gewünschten Eigenschaften hergestellt Entwicklungsstand:
Previous PDF | Next PDF |
[PDF] Bionik: Strukturierte Antihaftbeschichtungen nach dem Vorbild der
Bionik: Strukturierte Antihaftbeschichtungen nach dem Vorbild der Natur In den letzten zehn Jahren erlebt der Begriff Bionik, ein Kunstwort aus Biologie und
[PDF] Antihaftbeschichtungen nach dem Vorbild der Natur - Rhenotherm
nanotechnologie Biologisch strukturierte Beschichtungen bieten Eigenschaften, die weit über Bionik Antihaftbeschichtungen nach dem Vorbild der Natur
Antihaftbeschichtungen
BIONIK Antihaftbeschichtungen nach dem Vorbild der Natur Biologisch strukturierte Beschichtungen bieten Eigenschaften, die weit über den bekannten
[PDF] Nanotechnologie in der Natur - Bionik im Betrieb - Technologieland
3 4 Molekulare Simulation von Grenzflächen: Bionik auf molekularer Ebene? 46 3 5 Bionisch-adaptive Architektur: Molekulare Mechanismen als Vorbild 48 3 6 Bionik im Antihaftbeschichtungen Putzstrukturen strukturierte Oberfläche mit den gewünschten Eigenschaften hergestellt Entwicklungsstand:
[PDF] bionik - Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen
Das Verhältnis von Natur und Technik in der Bionik 29 3 1 Bionik als Markt ( z B Fassadenfarben, Antihaftbeschichtungen, Riblet-Folien) > Natürliche hydrophoben und hoch strukturierten Oberflächen nach dem Vorbild der Blätter
[PDF] TAB AB_108 - Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen
wissen von lebenden auf technische Systeme ist zentral für die Bionik Bionik übt in der sondern eben »nur« als Vorbild für technische Problemlösungen Bionisch strukturierte Beschichtungen bieten mittlerweile Eigenschaften, die weit über den Markt (z B Fassadenfarben, Antihaftbeschichtungen, Riblet-Folien)
[PDF] Schlussbericht für die Deutsche Bundesstiftung Umwelt Bionik
Bionik-Dübel nach Parasiten-Vorbild helfen am Bau 17 Korrosionsschutzschichten, Antihaftbeschichtungen von Farbwannen oder Druckereiwalzen, selbst mikroskopischen Hohlfasern mit einer speziell strukturierten Oberfläche für eine
[PDF] bionik - KIT - ITAS
Markt (z B Fassadenfarben, Antihaftbeschichtungen, Riblet-Folien) hydrophoben und hoch strukturierten Oberflächen nach dem Vorbild der Blätter
[PDF] Deutscher Bundestag Bericht
8 déc 2006 · Das Verhältnis von Natur und Technik in der Bionik 16 3 1 Bionik als und hoch strukturierten Oberflächen nach dem Vorbild der Blätter der So fallen hier auch Antihaftbeschichtungen sowie Oberflächen zur
[PDF] Bioorganische Chemie - Online Media Server
[PDF] Bioparc Fuengirola Los Reales de Sierra Bermeja Alhambra de - Conception
[PDF] BiopestIcides domestiques reconnus par l`ARLA (PDF - Anciens Et Réunions
[PDF] biophen cs-21-66-pc - France
[PDF] Biophysik Studienwettbewerb 1999/2000 A1. An einem warmen
[PDF] BIOPI sans Q - SFR Condorcet FR CNRS 3417
[PDF] Bioplug - MedicalBiomat
[PDF] BIOPREPA
[PDF] Biopresse - Les Cultures Et Les Semences
[PDF] Biopresse 201
[PDF] Biopresse 211
[PDF] Biopresse 212
[PDF] biopro - Cbhs.fr - France
[PDF] Bioproduction et cosmétologie - reconversion et
Hessisches Ministerium f¸r Wirtschaft,
Energie, Verkehr und Landesentwicklung
www.hessen-nanotech.deHessenNanotech
Nanotechnologie in der Natur
- Bionik im BetriebNanotechnologie
in der Natur - Bionik im BetriebBand 20 der Schriftenreihe
der Technologielinie Hessen-NanotechImpressum
Nanotechnologie in der Natur - Bionik im Betrieb
Band 20 der Schriftenreihe der Technologielinie
H essen-Nanotech des Hessischen Ministeriums f¸r Wirtschaft, Energie, Verkehr und LandesentwicklungErstellt von:
Dr. Wolfgang Luther
VDI Technologiezentrum GmbH
Zuk¸nftige Technologien Consulting
VDI-Platz 1
40468 D¸sseldorf
In Kooperation mit:
Dr. Heike Beismann
Dr. Heike Seitz
VDI-Gesellschaft Technologies of Life Sciences
Verein Deutscher Ingenieure e.V.
VDI-Platz 1
40468 D¸sseldorf
Redaktion:
Sebastian Hummel, Susanne Sander
(Hessisches Ministerium f¸r Wirtschaft,Energie, Verkehr und Landesentwicklung)
Alexander Bracht, Markus L‰mmer
(Hessen Agentur, Hessen-Nanotech)Herausgeber:
Hessen Trade & Invest GmbH
Konradinerallee 9
65189 Wiesbaden
Telefon0611 95017-8326
Telefax0611 95017-8620
www.htai.de Der Herausgeber ¸bernimmt keine Gew‰hr f¸r die Richtig- keit, die Genauigkeit und die Vollst‰ndigkeit der Angaben sowie f¸r die Beachtung privater Rechte Dritter. Die in der Verˆffentlichung ge‰ußerten Ansichten und Meinungen m¸ssen nicht mit der Meinung des Herausgebers ¸berein- stimmen.© Hessisches Ministerium f¸r Wirtschaft,
Energie, Verkehr und Landesentwicklung
Kaiser-Friedrich-Ring 75
65185 Wiesbaden
www.wirtschaft.hessen.de Vervielf‰ltigung und Nachdruck - auch auszugsweise - nur nach vorheriger schriftlicher Genehmigung.Gestaltung: Theißen-Design, Lohfelden
Druck: A&M Service GmbH, Elz
www.hessen-nanotech.de1. Auflage August 2011
2., unver‰nderte Auflage Januar 2015
Quelle: Festo
Abbildungen Cover
oben: Festo unten links: Plant Biomechanics Group Freiburg unten Mitte: Dupont Deutschland GmbH unten rechts: Claudia Bl¸m, Thomas ScheibelInhalt
Vorwort ..........................................................................................................................3
1Bionik und Materialtechnologie .......................................................................4
1.1Grundlagen .............................................................................................................. 4
1 .2 Lernen von der Natur - Konzeption und Strategie f¸r bionische Innovationen...... 6 1 .3Motivation f¸r Unternehmen zur Nutzung bionischer Verfahren ....................... 81.4Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz ............................................................... 8
2 Bionische Lˆsungsans‰tze f¸r technische Problemstellungen ..........92.1Bionische Oberfl‰chensysteme ............................................................................. 9
2.2Materialien und Bauteile.......................................................................................23
2.3SelbstX-Eigenschaften ..........................................................................................31
2.4Leichtbau und Architektur ....................................................................................33
2.5Robotik ...................................................................................................................36
2.6Bionische Sensorik ................................................................................................38
2.7Sonstige Anwendungen .......................................................................................39
3 Praxisbeispiele mit Bezug zu Hessen ...........................................................403.1Umweltschonende Antifoulinganstriche ............................................................40
3.2Impulse aus der Natur...........................................................................................42
3.3Automobiler Leichtbau durch Anwendung der Bionik .....................................44
3.4Molekulare Simulation von Grenzfl‰chen: Bionik auf molekularer Ebene? ....46
3.5Bionisch-adaptive Architektur: Molekulare Mechanismen als Vorbild ............48
3.6Bionik im Bauwesen ..............................................................................................50
4Kompetenztr‰ger und Netzwerke
auf nationaler/internationaler Ebene4.1VDI-Gesellschaft Technologies of Life Sciences (VDI-TLS) ................................52
4.2Biokon und Biokon international..........................................................................54
4.3Fachausschuss "Bionik und bioinspirierte Materialien"
der Deutschen Gesellschaft f¸r Materialkunde (DGM)......................................55 5 Literatur und weiterf¸hrende Informationen ...........................................56Schriftenreihe Hessen-Nanotech
1 2TechnologielinieHessen-Nanotech
Die Technologielinie Hessen-Nanotech des
Hessischen Ministeriums f¸r Wirtschaft,
Energie, Verkehr und Landesentwicklung
b¸ndelt und koordiniert die Aktivit‰ten desLandes Hessen im Bereich der Nano- und
Materialtechnologie sowie der angrenzenden
Felder der Ober fl‰chentechnologie, der
Mikrosystemtechnologie und der Photonik.
Die bei der landeseigenen Wirtschaftsfˆrde-
rungsgesellschaft Hessen Trade & Invest GmbH angesiedelte Technologielinie hat das Ziel, dieWettbewerbsf‰higkeit hessischer Techno-
logie- und Dienstleistungsunternehmen weiter zu st‰rken.Dazu werden Kompetenzen, Erfahrungen
und Potenziale des Wirtschaftssektors dar - gestellt und weiterentwickelt. Eine wichtigeRolle spielt dabei die Vernetzung von
Technologieanbietern und -anwendern.
Aufgaben der Technologielinien sind auch
das Technologie- und Standortmarketing, dieOrganisation des Informationsaustauschs
und die Informationsvermittlung sowie dieFˆrderung der Netzwerkbildung.
www.hessen-nanotech.de N anotechHessen Die Natur ist ein großer Innovator. Seit 3,8 Milliarden Jahren entwickelt und optimiert sie unerm¸dlich biologische Strukturen, Prozesse, Materialien und Funktionen, um das Leben auf der Erde den stetig wechselnden Umweltbedingungen anzupassen. So sind ¸ber 2,5 Millionen Tier- und Pflanzenarten entstanden mit oft staunenswerten Eigenschaften und F‰higkeiten. Man kann auch sagen: 2,5 Millionen Antworten auf spezifische Herausforderungen. Aus diesem gewaltigen Ideenschatz Lˆsungen f¸r technologische Probleme zu gewinnen, ist Forschungsgegenstand der Wissenschafts- disziplin Bionik. Die Wirkprinzipien der Natur zu verstehen, ist dabei elementar. Was mit der Betrach- tung des Vogelflugs im 15. Jahrhundert durch Leonardo da Vinci begann, f¸hrte in unseren Tagen zu Entwicklungen mit dem Klettverschluss, selbstsch‰rfenden Messern und selbstreinigenden Oberfl‰chen. Diesen drei Beispielen ist gemeinsam, dass sie auf Nanostrukturen basieren - ebenso wie biologische Zellen als kleinste Einheiten des Lebens. Die Erforschung dieser mikroskopisch kleinen Dimension verschafft uns Einsichten und Anregungen f¸r neu - artige Produkte und Verfahren, mit denen sich hessische Unternehmen Wettbewerbs- vorteile erarbeiten kˆnnen. Hessen hat dieses Potenzial erkannt und als bedeutender Standort der Material- und Nanotechnologie den Blick auf die Strategien der Natur und ihren Wert f¸r Innovatio- nen gelenkt. Diese Brosch¸re ist ein Fundus bionischer, nanotechnologisch ausgerich- teter Ans‰tze und Praxisbeispiele, der Anreize auf der Suche nach Problemlˆsungen geben soll.Ich w¸nsche Ihnen eine anregende Lekt¸re.
3Tarek Al-Wazir
Hessischer Minister f¸r Wirtschaft,
Energie, Verkehr und Landesentwicklung
Vorwort
1Bionik und Materialtechnologie
1.1Grundlagen
4 Angesichts einer wachsenden wirtschaftlichen, tech- nologischen und gesellschaftlichen Dynamik im 21.Jahrhundert sehen sich Unternehmen einem zuneh-
menden Innovationsdruck ausgesetzt. Die Globali- sierung der Wirtschaft schreitet voran, technischeEntwicklungen werden schneller und komplexer,
zentrale gesellschaftliche Herausforderungen wieUmwelt- und Klimaschutz, Ressourcenverknappung
oder der R¸ckgang der Biodiversit‰t m¸ssen gemeis- tert werden. Neue Technologien, mit denen innova- tive und intelligente Produkte effizient und mˆglichst ressourcenschonend hergestellt werden kˆnnen, werden dringend benˆtigt. Die Bionik und die Mate- rialtechnologie gelten hierbei als aussichtsreichste technologische Zukunfts felder, die Lˆsungsbeitr‰ge f¸r diese Herausforderungen bereitstellen kˆnnen. Die Bionik hat bereits eine lange Tradition. So wird oft Leonardo da Vinci als erster Bioniker genannt, da er beispielsweise versuchte, Erkenntnisse aus der Analyse des Vogelfluges f¸r die Konstruktion von Flugapparaten zu nutzen. Etwa seit den 80er Jahren wird die Bionik auf die Nano- und Mikroskala erwei- tert (z.B. Lotus-Effect®; Barthlott und Neinhuis 1998). Insbesondere die sich rasant entwickelnden Techno- logiebereiche Informatik, Nano technologie, Mecha- tronik und Biotechnologie, die vielfach eine 'bertra- gung komplexer biologischer Systeme erst ermˆg - lichen, liefern wichtige Impulse (Kesel 2005). An zahl- reichen Hochschulen und außeruniversit‰ren For- schungseinrichtungen ist die Bionik inzwischen alsLehr- und Forschungsgegenstand vertreten.
Es gab in der Vergangenheit viele Ans‰tze f¸r eine einheitliche Definition der Bionik. Die aktuelle VDI Richtlinie VDI 6220 definiert Bionik folgendermaßen: Bionik verbindet in interdisziplin‰rer Zusammen- arbeit Biologie und Technik mit dem Ziel durchAbstraktion, 'bertragung und Anwendung von
Erkenntnissen, die an biologischen Vorbildern
gewonnen werden, technische Fragestellungen zu lˆsen. Biologische Vorbilder im Sinne dieser Definition sind bio logische Prozesse, Materialien,Strukturen, Funktionen, Organismen und Erfolgs-
prinzipien sowie der Prozess der Evolu tion.Technik lernt von der Natur
Eine qualitativ vergleichende Absch‰tzung von Prof. Vincent (vgl. Vincent et al. 2006) beschreibt die
unterschiedlichen Anteile an Ressourcen, die f¸r konventionelle technische Problemlˆsungen undProblemlˆsungen in der Natur benˆtigt werden. Es zeigt sich, dass nat¸rliche Prozesse insbesondere
bei Grˆßenskalen kleiner als ein Meter durch einen intelligenten Strukturaufbau deutlich weniger
Energie und Material benˆtigen als konventionelle technische Bauteile und Strukturen. 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2