Bionik ein dynamischer Prozess Die Erforschung der Evolution und die Entwicklung der technischen Kultur

1. Bionik ein dynamischer ProzessDie Erforschung der Evolution und die Entwicklung der technischen Kultur

2. Die Anfänge • Der Traum vom Fliegen • Ikarus sollte Scheitern • Leonardo da Vinci ( 1452-1519) Künstler und Universalgelehrter konstruierte legendäre Flugmaschinen nach dem Beispiel der Natur • 1989 – Jahre danach testete der Rugbystar Rory Underwood den Nachbau…

4. Bionik eine vernetzte Wissenschaft • robuste Materialien • optimierte Mobilitätstechniken • energieeffiziente Bau- und Wohnformen • durchdachte Informations-und Kommunikationsmechanismen • hochsensible Wahrnehmungssensoren • hocheffiziente Organisationsformen

5. Lernen von der Natur • Minimum-Maximum- Prinzip • Entwicklung im Versuchs – Irrtums-Prozess als Methode • Optimierung des Ganzen statt Maximierung des Einzelelements • Feinabstimmung gegenüber der Umwelt • Nutzung der Sonnenenergie • Vernetzung statt Linearität • Multifunktionalität • Recyclingfähigkeit für Nachhaltigkeit

6. Bionik als Impulsgeber • Auto-, Flugzeug-, Schiffs-, Bahn,-, Flugzeugbau • Architektur • Werstofftechnik • Informatik • Maschinentechnik • Computertechnik • Medizin • Kosmetik…

7. Wunderwerk Natur und Wunderforschung • „es gibt keine Wunder für den, der sich nicht wundern kann“ • Was Kinder interessiert?- „ Wunderforschung“ ein lebenslanges Experiment • Entdecken • Entschlüsseln • Übertragen • Modellbau und Konstruktion • Anwenden

9. Den Alltag erforschen Begegnung mit bionischen Phänomenen im Alltag- Entwicklung eines Portfolios-Prozessdokumentation und ein Spaziergang im Wald…….

10. Die Pflanze als Erfinder Raoul Francé in 1899

12. Bauen und Architektur 1.Stabilität durch Knicke und Falten 2.Sandwichstrukturen 3.Bienenwabe- Wespennest optimale Räume und stabile Strukturen durch Selbstorganisation im Material 4.Vorbild Fächerpalme 5.Pflanzentürme- Getreide- Bambus- und Schachtelhalme natürliche T- Träger durch Hohlräume im Zellaufbau flexible Stapelkonstruktionen stabile Röhre durch Ringknoten mit vernetzten Fasern

14. Oper Sydney

15. 5.

16. Taipei 101, 508 m, Taipeh ( Taiwan) Stapel und Pendel

18. 2.

21. Baumaterialien • Sperrholzplatten- vernetzte Faserschichten • Biegsamkeit –Vorbild Zellwandaufbau bei Gräsern • Papier- Bau der Wespen • Betonhart- Schnecken und Muscheln- Perlmutt- weiche und harte Stoffe werden kombiniert - Plättchenstapel umgeben von einer Matrix- als Vorbild für unkaputtbare Verbundmaterialien- Stahlbeton-Druck- und Zugfestigkeit

25. Wärmedämmung • Wärmedämmende Materialien – Vorbild Eisbärenfell- ein System zur Umwandlung und Speicherung von Sonnenenergie in Wärme • Doppelwandige Haarzylinder- Umwandlung des kurzwelligen Lichtes in langwelliges Wärmelicht- schwarze Eisbärhaut als Wärmespeicher

28. Fortbewegung und Mechanik • der Propeller als Antriebssystem in der Luftfahrt-Vorbild- Ahorn- Samen verbreiten sich durch Windflug- Drehpunkt-Samenkapsel- Rotation und Hub Experiment) • Rotortechnik nach Vorbild der Libelle • Rückstoßtechnik – der Düsenantrieb der Quallen und Tintenfische – Impuls und Impulserhaltung

31. Ein Fallschirm aus Härchen • Der sichere Sturz in die Tiefe- Samenkörper des Wiesenbocksbartes „ Pusteblume“- der Schwerpunkt ist weit unten gelagert und die tragende Fläche des Härchenschirmes ist nach oben gebogen- stabiles kontrolliertes Fliegen

33. Pflanzenmuskeln- Material und Motor

34. Düsenantrieb aus dem Meer

35. Laufen Springen Kriechen Dehnen Schleichen Gehen Krabbeln Rollen Greifen Öffnen Schließen Öffnen Zusammenziehen Strecken Dehnen Laufen Springen Kriechen Tanzen Schleichen Gehen Krabbeln Rollen Greifen Öffnen Schließen Gehen Zusammenziehen Strecken Dehnen Schleichen Gehen Krabbeln Rollen…

38. Zusammenspiel • Gelenken • Knochen • Muskeln -Spieler und Gegenspieler z.B. Beuger und Strecker am Arm • Sehnen und Bänder • Nerven

42. Neue Materialien und Technologien

43. Bioverbundstoffe Abb. Karosserieteile bestehen aus einem Flachs- Baumwollgewebe gtränkt mit einem leinöl- Acrylat.Die Flachsfaser sorgt für Stabilität, Baumwolle ist dehnbar und kann Schläge abdämpfen. Kombination von sehr leichten stabilen Pflanzenfasern mit einer Matrix aus herkömmlichen zunehmend auch biologisch abbaubaren Kunststoffen.

44. Vorbild - Baum • Nachwachsend, abbaubar, recycelbar • Struktur von Massivholz-= Bioverbundsystem • Lignin- natürliches Polymer als Füll- und Stützmaterial für Druckfestigkeit • In diese Matrix sind unzählige Fasern aus Zellulose eingebettet. Diese nehmen die Zugkräfte auf. Im Verbund besteht dieser Hochleistungsverbund den gewaltigen Stürmen und trägt die Last meterhoher Baumkronen.

45. Abb. Verbund aus Biokunststoff auf der Basis von einem Gemisch aus Maisstärke und Sojaöl werden Flachsfasern eingebracht- der Kern besteht aus Korkmatten

46. Abb.Basaltfaser-Steinfaser- temperatur und chemikalienbeständig

47. Hüllen und Schichten • Oberflächenmaterialien die Schmutz abweisen, Schadstoffe abbauen, Bakterien bekämpfen oder sich bei Rissen und „ Kratzern selbst heilen können , sind durch neuartige Technologien im Mikro – und Nanobereich möglich.

48. Abb. Naturvorbild- Lotoseffekt- Oberfläche ist in Anlehnung an das Lotosblatt noppenartig geformt. Wasser perl tab und nimmt aufgelagerte Schmutzpartikel mit. Anstriche für Außenfassaden. Nanostruktur des Lotosblattes. unten- Lotoseffekt- Nano

49. Selbstheilende Kunststoffe ahmen das Prinzip der Haut nach-Membranaufbau Abb. Prinzip –selbstheilender Kunststoff- Zikulation einer Reperaturflüssigkeit in einem materialinternen Kapillarsystem

50. Schadstofffilter Schmutz .Lärm, Strahlungen, Feinstaub- um Luftqualität- Gebäudeoberfläche kann hier als Filter dienen. Lebensqualität in Ballungszentren verbessern Abb. Buchsbaumart bewachsenen Flächen überziehen die Fassade- vertikaler Garten besteht aus einem mit Substrat gefüllten Stahlboxen