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Bionik : Was versteht man darunter?

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by

Youngjae Park

on 6 May 2014

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Transcript of Bionik : Was versteht man darunter?

Bionik : Wie die Natur die Forscher inspiriert?
Die Bionik beschäftigt sich mit dem Übertragen von Phänomenen der Natur auf die Technik.
Im Jahr 1960 verwendete ein amerikanischer Luftwaffenmajor erstmals diesen Begriff "bionics".
Der Begriff "Bionik" ist nicht so alt, trotzdem seit langer Zeit wollte man die Natur nachahmen.
Leonardo da Vinci entwickelte schon im 16. Jahrhundert den Flügelschlag nach dem Vorbild des Vögel.
Warum entwickelt man an den Eigenschaften der Natur zu neuen Technologien?
Die Evolution : Die Tiere und Pflanze haben sich im Laufe der Zeit angepasst, um zu überleben.
Die Forscher versuchen wertvolle Naturprinzipien und als Vorbild zu nutzen.
Wer überleben will, braucht besondere Fähigkeiten und Eigenschaften.
Die Lotuspflanze (Lotus-Effekts)
Die Kletten bilden ihre Früchte mit Spitzen aus.
Diese klammern sich an Kleidern von Menschen fest.
Es handelt sich um ein Haltensystem.
Seit wann verwendete man diesen Begriff "Bionik"?
Der Lotus : Das ist eine Pflanze mit einer besonderen Oberfläche, auf deren Blättern das Wasser einfach abperlt.
Die kleine Wachsspitzen sind etwa 10~20 Mikrometer hoch und 10~15 Mikrometer voneinander entfernt.
Wassertropfen
Die Wachsspitzen
gleitet das herab.
Wenn Wasser schwer wird,
die Blättern
"Lotus-Effekts"
Die Blätter der Pflanze sind nicht glatt.
Wassertropfen haben nur wenige Kontaktstellen mit dem Blatt und daher können nicht anhaften.
- Diese Oberfläche werden gar nicht nass.
Wassertropfen perlen kugelförmig ab und nehmen dabei Schmutzpartikel mit.
- Es kommt zur Selbstreinigung.
Technische Umsetzung : künstlichen Oberflächen
Dieser Lotuseffekt hat heutzutage viele Einsatzbereiche.
z.B) Regenjacken, Fassadenfarbe, selbstreinigende Produktion.
Diese Oberflächen haben eine superhydrophobe Eigenschaft.
- Das bedeutet wörtlich "Wassermeidend".
- Die superhydrophobe Oberflächen mischen nicht mit Wasser und lassen einfach abperlen
Der Klettverschluss ist eine direkte Nachahmung der Natur.
Die Idee für den heute Klettverschluss kam einem Schweizer Erfinder auf Spaziergängen mit seinem Hund.
Er entwickelte den textilen Klettverschluss.
Im Jahr 1951 meldete er seine Idee zum Patent an.
Wer erfand den Klettverschluss?
Streifen mit elastischen Widerhäkchen
Streifen mit weichen Schlaufen
(Das ist ein Kunststoff)
Der Klettverschluss besteht aus zwei Nylonstreifen.
Presst man die beiden Streifen zusammen
Schlaufen und Häkchen verhaken sich ineinander
Der Klettverschluss ist bekannt als textiles
z.B) ein praktisches Hilfsmittel, in der Gesundheitpflege, in Wohnung usw.
Von Haifischhaut inspiriertes Hightech
Viele schnell schwimmende Haie besitzen kleine Hautschuppen mit millimeterfeinen und beweglichen Längsrillen.
Diese Schuppenstrukturen verringern den Reibungswiderstand.
Dank der beweglichen Schuppen ist es Möglichkeit, sich die Muscheln nicht in der Haihaut festzusetzen.
Technische Umsetzung : Künstlich Haihaut
Die Forscher entwickelt die ganz speziellen Schwimmanzüge mit einer Rillenstruktur nach Art der Haihaut.
Die Rillenstrukuren auf Materialien können in Wasser und Luft übertragen werden.
Es ist ein neuer Anstrich entwickelt worden.
Seit Jahrzehnten werden die Schiffe mit bioziden Chemikalien versiegelt, um Seepocken und Muscheln fernzuhalten. Aber mit künstlicher Haihaut schützen die Schiffe vor Bewuchs und Meere vor Gift.
Bionik schlägt eine Brücke für das Zusammenwirken von Biologie, Technik und Wissenschaft.
Skizze von Leonardo da Vinci
Invention
Ideenfindung
Biologie
Lösung
(Vorbild)
Technik
Problem
(Bedarf)
Funktionsanalogie
Prinziptransfer
In dem Begriff "Bionik" verstecken sich die Wörter Biologie und Technik.
Sie arbeiten sehr eng zusammen.
Erforschung und Versuche der Natur
Übertragung der Erkenntnisse von Biologen
Was ist "Bionik"?
Bionik bedeutet somit, von der Natur zu lernen.
* abperlen : etwas kann in etwas nicht eindringen und bildet deswegen an dessen Oberfläche Tropfen
*hydro : Wasser / phob : abweisend
*hydrophob : wasserabweisend, nicht in Wasser löslich.
<Sauber dank selbstreinigender Oberfläche>
<Eine superhydrophobe Eigenschaft>
*die Reibung : die Kraft, die entsteht, wenn ein Körper auf einen anderen drückt und dabei bewegt wird.
- Dies spielt einen großen Rolle die Umweltprobleme.
Bio
Tech
nik
logie
Diese Pflanze hat eine selbstreinigende Funktion.
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
und schönes Wochenende!

Ausblick : Die Zukunft der Bionik
Deutschland ist hier derzeit in allen Bereichen von Forschung und Entwicklung bis hin zur Standardisierung führend.
Der VDI veröffentlicht gemeinsam mit BIOKON ein neues Positionspapier zur Zukunft der Bionik.
Im Vergleich zu anderen Wissenschaften ist Bionik mächtiger.
(Verein Deutscher Ingenieure)
(Bionik-Kompetenznetz e.V))
Die umfassende Denkweise der Bionik hat daher das Potenzial und Bionik wird auf absehbare Zeit ein aktuelles Forschungsfeld bleiben.
Die Natur hatte Millionen von Jahren Zeit, Lösungen für die Probleme zu finden, zu verfeinern.
*die Schuppe : eine der vielen kleinen flachen Platten, die den Körper von Fischen, Reptilien und Insekten bedecken.
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