Der Fachausschuss „Bio-inspirierte und ­interaktive ­Materialen“

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Grenzflächen: Statisch und dynamisch
Gehört zu:
Bio-inspirierte und interaktive Materialien
Arbeitskreis Mitglieder: 23

Im Zentrum des Interesses stehen grenzflächendominierte Materialien, wobei so-wohl innere Grenzflächen (Kompositmaterialien, Inter-Phasen) als auch Oberflä-chen untersucht werden. Biologische Grenzflächen zeigen besondere Benetzungs-, Adhäsions-, tribologische, Permeabilitäts-, mechanische, elektrische und optische Eigenschaften. Dies betrifft sowohl die (quasi-) statischen Eigenschaften, aber vor allem auch das dynamische Verhalten (Transport von Energie und Materie, Reor-ganisation, Responsivität, Smart Materials, oberflächengetriebene Strukturbil-dung, Adaption, chemische Reaktivität).

• Untersuchung und Verständnis von Funktion und Aufbauprozessen biologischer Ober- und Grenzflächen • Übertragung von Funktion und Aufbauprozessen auf künstliche Materialien und technische Prozesse • Grundlagenverständnis von Prozessen, welche zur Bildung funktionaler Strukturen führen • Etablierung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen • Erschließen neuer Anwendungen und funktionaler Materialien • Interdisziplinäre Kooperation zwischen Biologie, Chemie, Physik, Ingenieurswissenschaften und Materialwissenschaften


B 1

FA-Mitglied

C 1

Dr. Munish Chanana
University of Vigo
FA-Mitglied

D 1

Prof. Dr. John Dunlop
Paris-Lodron Universität Salzburg
FA-Mitglied

E 2

FA-Mitglied
Philipp Erni
Firmenich SA
FA-Mitglied

F 1

Prof. Dr. Andreas Fery
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.
Leiter

H 1

Dr. Laura Hartmann
Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
FA-Mitglied

J 1

Prof. Dr. Karin Jacobs
Universität des Saarlandes
FA-Mitglied

K 3

Dr. Stefan Klein
Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.
DGM-Fachreferent
01.08.2016
Prof. Dr. Kerstin Koch
Hochschule Rhein-Waal
FA-Mitglied
Prof. Dr. Tobias Kraus
INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH
Leiter

M 1

Dr. Michael Maas
Universität Bremen
FA-Mitglied

N 3

Prof. Dr. Christoph Neinhuis
Technische Universität Dresden
FA-Mitglied
Prof. Dr. Anke Nellesen
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik
FA-Mitglied
FA-Mitglied

P 1

Prof. Dr. Georg Papastavrou
Universität Bayreuth
FA-Mitglied

R 1

Prof. Dr. Günter Reiter
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
FA-Mitglied

S 4

Prof. Dr. Thomas Scheibel
Universität Bayreuth
FA-Mitglied
Dr. Stefan M. Schiller
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
FA-Mitglied
Dr. Stephan Schmidt
Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT
FA-Mitglied
Dr. Thomas Stegmaier
ITV Institut für Textil- und Verfahrenstechnik
FA-Mitglied

W 1

Dr. Richard Weinkamer
Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
FA-Mitglied

Z 1

Prof. Dr. Cordt Zollfrank
Technische Universität München (TUM)
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.