Stipendienschwerpunkt: Bionik (2005-2010, abgeschlossen)

Ludwig_Baubotanik © Ferdinand Ludwig
Baubotanischer Turm aus Silberweiden
Rosenthal_Diss © Michael Rosenthal
Bionisch inspiriert: Dreidimensional verformbares Furnier aus Druckholz

Einführung

In den Jahrmillionen ihrer Entwicklung hat die Natur unzählige geniale Konstruktionsprinzipien und Lösungen für viele komplexe Fragestellungen gefunden. In der Bionik wird nun diese biologische Kreativität für technische Anwendungen nutzbar gemacht. Der Fokus des Stipendienschwerpunkts lag auf der Verwendung von Pflanzen für bionisch inspirierte Materialien und Konstruktionen – ein Themenfeld, welches bis dahin noch relativ wenig bearbeitet wurde.

Ergebnisse

Zwei der sieben Promotionen des Schwerpunktes befassten sich mit Baubotanik. Dabei ging es einmal darum, die botanischen Grundlagen zu erarbeiten und für architektonische Entwürfe anwendbar zu machen. Die zweite Promotion in diesem Teilbereich analysierte die Reaktionsmuster der baubotanisch verwendeten Pflanzen auf Umweltbedingungen.

Das Thema weiterer drei Promotionen waren technische Materialien, die von pflanzlichen Eigenschaften und Konstruktionsprinzipien abgeleitet wurden. Die pflanzliche Wundheilung diente dabei als Vorbild für selbstreparierende Membran, die in pneumatischen Strukturen eingesetzt werden können. Pflanzen regulieren ihre Steifigkeit, um z.B. auf Windbiegung zu reagieren; diese Prinzipien wurden für technische Textilien und Schäume angewandt, die ihre Steifigkeit und somit ihre Dämpfungseigenschaften anpassen können. Erkenntnisse über pflanzliche Faser-Matrix-Übergänge wurden für strukturoptimierte Faserverbundwerkstoffe genutzt.

Des Weiteren wurde ausgehend vom Reaktionsholz von Nadelbäumen bionisch inspiriertes Furnierlagenholz entwickelt, welches dreidimensional verformbar ist. Der pflanzliche Mechanismus, Wasser aus dem Boden in die Höhe zu pumpen, war außerdem Vorbild für eine solare Entsalzungsanlage.

Kontakt

Für Rückfragen steht Ihnen bei der DBU gerne Dr. Volker Wachendörfer zur Verfügung.

Wissenschaftliche Koordinatoren des Stipendienschwerpunktes:

Prof. Dr. Christoph Neinhuis
Technische Universität Dresden, Institut für Botanik
https://tu-dresden.de/mn/biologie/botanik/botanik/die-professur/inhaber-in

Prof. Dr. Thomas Speck
Universität Freiburg, Botanik: Funktionelle Morphologie und Bionik
https://www.botanischer-garten.uni-freiburg.de/mitarbeiter/pbg/thomasspeck