Der Fachausschuss „Bio-inspirierte und ­interaktive ­Materialen“

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Vom Gen zum Material
Gehört zu:
Bio-inspirierte und interaktive Materialien
Arbeitskreis Mitglieder: 29

Gegenstand des Arbeitskreises ist die molekularbionische Erzeugung und Charakterisierung neuer komplex strukturierter multifunktioneller Materialien, die über konventionelle Herstellungsprozesse nicht zugänglich sind. Im Hinblick auf die Materialgenese werden insbesondere genregulierte Prozesse und Prinzipien aus der belebten Natur, die bei Umgebungsbedingungen ablaufen, betrachtet. Weitere Schwerpunkte bilden die strukturelle Charakterisierung und die physikalisch/chemischen Eigenschaften der erzeugten Materialien in Verbindung mit Arbeiten zur Modellierung.

• in vivo-Prozesse: Bildung von Funktionsmaterialien durch lebende Organismen unter genetischer Kontrolle. • in vitro-Prozesse: Materialgenese durch bio-inspirierte Selbstorganisationsprozesse. • Eröffnung des Zugangs zu neuen Material- (bioorganisch/anorganisch) bzw. Eigenschaftskombinationen und somit erweiterten technischen Anwendungsfeldern für Funktionsmaterialien. • Zusammenführung von Arbeitsgruppen auf den Gebieten Materialwissenschaft, Biologie, Chemie, Physik. • Initiieren von Verbundprojekten von Universitäten, Forschungsinstituten und der Industrie.


A 2

Prof. Dr. Eduard Arzt
INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH
FA-Mitglied
Dr. Petia Atanasova
Universität Stuttgart
FA-Mitglied

B 4

Dr. Johannes Baier
Universität Stuttgart
FA-Mitglied
Prof. Dr. Joachim Bill
Universität Stuttgart
Leiter
Prof. Dr. Franz Brümmer
Universität Stuttgart
FA-Mitglied
Dr. Zaklina Burghard
Universität Stuttgart
FA-Mitglied

E 1

Dr. Sabine Eiben
Universität Stuttgart
FA-Mitglied

F 1

Dr. Sandra Facey
Universität Stuttgart
FA-Mitglied

H 1

Prof. Dr. Bernhard Hauer
Universität Stuttgart
FA-Mitglied

J 1

FA-Mitglied

K 1

Dr. Stefan Klein
Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.
DGM-Fachreferent
01.08.2016

L 1

Dr. Marie-Louise Lemloh
Universität Stuttgart
FA-Mitglied

M 2

FA-Mitglied
Prof. Dr. Werner E.G. Müller
Universitätsklinikum der Johannes Gutenberg Universität Mainz
FA-Mitglied

P 1

Prof. Dr. Jürgen Pleiss
Universität Stuttgart
FA-Mitglied

R 1

Dr. Dirk Rothenstein
Universität Stuttgart
FA-Mitglied

S 8

Dr. Giulia Santomauro
Universität Stuttgart
FA-Mitglied
Prof. Dr. Thomas Scheibel
Universität Bayreuth
FA-Mitglied
Prof. Dr. Siegfried Schmauder
Universität Stuttgart
FA-Mitglied
FA-Mitglied
Thomas Schreiber
Universität Stuttgart
FA-Mitglied
Dr. Denitsa Shopova-Gospodinova
Universität Stuttgart
FA-Mitglied
FA-Mitglied
Wei-Lin Sun
Universität Stuttgart
FA-Mitglied

T 1

Prof. Dr. Günter Tovar
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
FA-Mitglied

W 3

Prof. Dr. Christina Wege
Universität Stuttgart
FA-Mitglied
Prof. Dr. Ingrid Weiss
Universität Stuttgart
stellv. Leiterin
Prof. Dr. Carsten Werner
Technische Universität Dresden
FA-Mitglied

Z 1

Dr. Yixin Zhang
Technische Universität Dresden
FA-Mitglied

Aktuelle Termine

Keine aktuellen Termine

Nach der Natur. Bioinspirierte Materialen

Die Entwicklung von bioinspirierten Materialien ist ein moderner interdisziplinärer Ansatz der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik mit dem Ziel, Vorbilder für technische Anwendungen in der Natur zu identifizieren, zu verstehen – und basierend darauf neue Lösungen zu etablieren. Es werden jene optimierten Lösungen analysiert, die die Evolution für bestimmte mechanische, strukturelle oder organisatorische Probleme entwickelt hat, um die gefundenen Prinzipien dann aufbereitet und in einer abstrahierten Form der Technik zugänglich zu machen.

Bioinspiration ist auf unzählige Felder und Bereiche anwendbar. Die Entwicklungen reichen vom berühmten „Lotus-Effekt“ für schmutzabweisende Oberflächen oder den Klettverschluss über Implantatbeschichtungen aus biotechnologisch hergestellter Spinnenseidebis hin zu Riblet-Folien, deren Schuppenstruktur der Haut von Haien nachempfunden ist, um Luftwiderstände zu verringern. Die Innovationsmöglichkeiten sind deshalb gerade auf diesem Disziplinen überschreitenden Gebiet immens - eine Erkenntnis, die sich auch in immer mehr Industrieunternehmen durchsetzt.

Neue Wege jenseits der Konventionen

Für die Analyse von biogenen Materialien und den Erkenntnistransfer in die Anwendung ist eine enge, intensive und offene Zusammenarbeit verschiedener wissenschaftlicher Disziplinen untereinander und mit der Industrie unabdingbar. Hier gilt es insbesondere, interdisziplinäre Hemmnisse zwischen Natur- und Ingenieurwissenschaften zu überwinden. Zudem müssen Unternehmen noch stärker als bisher dafür gewonnen werden, traditionelle Verfahren durch neuartige bioinspirierte Ansätze und Prozesse zu ersetzten.

Inhaltlich gilt es in Zukunft, insbesondere die Wechselwirkung zwischen Organismen und Materialien besser zu erforschen. Die Kenntnis der Steuerung molekularer Wechselwirkungen, bzw. von Organisations- und Materialbildungsprozessen wird es erlauben, anwendungsnahe, komplex strukturierte und multifunktionelle Materialien zu generieren, die auf konventionelle Weise nicht hergestellt werden können.
Derzeit ist das Wissen über die Materialgenese und Prozessprinzipien aus der belebten Natur nur für wenige ausgewählte, bereits etablierte Materialbeispiele so weit fortgeschritten, dass eine Übertragung auf industrielle Herstellungsprozesse möglich ist. Eine Ausweitung auf weitere Beispiele und Materialien stellt eine große Herausforderung für zukünftige Forschungs- und Entwicklungsvorhaben dar.