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Funktionelle Morphologie und Biomechanik
 
 
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Expertise

Die interdisziplinäre Arbeitsgruppe forciert die deutschlandweite Etablierung der biologischen Tribologie. Die funktionellen Oberflächen von über 400 Insektenarten wurden ultrastrukturell untersucht. Es besteht ein Netzwerk nationaler und internationaler Kooperation mit Industrie und Wissenschaft.

Kernkompetenzen

Anwendung speziell entwickelter Technik zur Messung mechanischer Eigenschaften biologischer Materialien und der Richtungsaktivität von Reibungskräften (Zentrifugaleinrichtung Biospin-01 und Mikrokrafttester Basalt-BT01)
Untersuchungen der Materialeigenschaften von Reibungsflächen, insbesondere flexibler Kutikula von Insekten, deren mechanische Eigenschaften denen künstlicher Faserverbundwerkstoffe ähneln
Grundlagenforschung zur Morphologie (LSM, Cryo-SEM, SEM, TEM, AFM), Mikrostruktur und Funktionsweise von Haftsystemen als Voraussetzung für weiterführende experimentelle und technische Ansätze
Bewegungsstudien zur Kinematik bei Haft- und Ablösevorgängen (Videoanalysen und 3D-Rekonstruktionsverfahren)
Relevanz haftender und schmierender kutikulärer Sekrete in Reibungssystemen und Anhaftungsprozessen
Zentrifugaltests mit Biospin-01 zur Ermittlung der Reibungseigenschaften Haftsystemen auf künstlichen Oberflächen mit definierten Rauhigkeiten

Bionische Kompetenzfelder
Strukturbionik

Erforschung der hocheffizienten Flügelgelenke und biologischer Federsysteme (Resilin) bei Insekten zur Anregung innovativer technischer Ansätze
Konstruktionsbionik

Technische Umsetzung der Vorbildfunktion von Tintenfischsaugnäpfen in industrieller Kooperation
Bewegungsbionik

Studien zur Insektenlokomotion im Hinblick auf technische Innovationsideen
Gerätebionik

Konstruktion von Mikrogreifern nach Bauprinzipien der Natur in industrieller Kooperation
Sensorbionik

Untersuchungen zu Struktur und Mechanik von Mechanorezeptoren bei Arthropoden

Das Hauptaugenmerk gilt der Erforschung funktioneller biologischer Oberflächen durch

  • mikrostrukturelle Untersuchungen,
  • Betreiben einer Datenbank biologischer Oberflächen,
  • quantitative Beschreibung der Oberflächenbeschaffenheit,
  • mechanische Untersuchungen in makroskopischem und mikroskopischem Maßstab,
  • Reibungs- und Adhäsionsmessungen sowie Design und Entwicklung von Eigenschaften neuartiger künstlicher Oberflächen.

 
Sponsor: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)