Der Fachausschuss „Bio-inspirierte und ­interaktive ­Materialen“

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Interaktive und Adaptive Materialien
Gehört zu:
Bio-inspirierte und interaktive Materialien
Arbeitskreis Mitglieder: 25

Als interaktive Materialien werden solche bezeichnet, die auf eine veränderte Umgebungssituation (Reiz) mit einer allgemeinen (unspezifische), nicht gerichteten (ggf. vorprogrammierten) Reaktion antworten (passive interaktive Reaktion). Adaptive Materialien hingegen reagieren mit einer auf die veränderte Situation angepassten intelligenten und angemessenen Antwort (aktive adaptive Antwort). Interaktive und adaptive Materialen sind insbesondere solche, die eine intrinsische Eigenschaft zu einer Antwort auf einen Reiz beinhalten: Selbstheilung, Selbstassemblierung, Selbstreplikation, Selbstreinigung, Selbsterneuerung, Selbsterhalt Selbstbegrenzung (Self-X Materials). Arbeitsformen des AK-IAM • Jährliche Sitzungen in Symposiumsform mit ausführlicher Diskussion, möglichst unter Einbeziehung industrieller Partner. • Informationsaustausch und Öffentlichkeitsarbeit: Präsenz der Mitglieder des AK-IAM an Universitäten und Darstellung in universitären Veranstaltungen für Schüler. • Organisation von themen-relevanten Symposien an entsprechenden Konferenzen. • Einrichtung einer Internetplattform zum Informationsaustausch.

• Ziel des Arbeitkreises ist es, das Gebiet der interaktiven und adaptiven Funktions- und Strukturmaterialen anhand wissenschaftlicher und technologischer Fragestellungen zu untersuchen und weiter zu entwickeln. • Durch grundlegende Forschungsarbeiten (universitär) an biologischen Materialien soll ein fundiertes Verständnis von Funktionalität mit Interaktion und Adaption im Sinne anhand mechanischer, optischer oder stoffwechselbezogener Fragestellungen erarbeitet werden. • Durch die Initiierung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten (Universitäten, Forschungsinstitute, Industrie) sollen interaktive und adaptive Materialien entwickelt werden, die multifunktionelle Eigenschaften und hierarchische Strukturierung aufweisen. • Ein weiteres Ziel ist die Vernetzung von Wissenschaft und Industrie sowie ein intensiver Erfahrungsaustausch. Die Förderung einer interdisziplinären Ausbildung bildet die Grundlage für die zukunftsorientierte (future awareness) Entwicklung neuer Technologie.


B 2

Kristina Brandt
Technische Universität Hamburg-Harburg
FA-Mitglied
Prof. Dr. Nico Bruns
Universität Freiburg
FA-Mitglied

E 1

Dr. Sabine Eiben
Universität Stuttgart
FA-Mitglied

F 3

Prof. Dr. Helge-Otto Fabritius
Hochschule Hamm-Lippstadt
FA-Mitglied
Dr. Damien Faivre
Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
FA-Mitglied
Dr. Dmitri Fix
Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
FA-Mitglied

G 1

Dr. Erika Griesshaber
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)
FA-Mitglied

H 1

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

I 1

Prof. Dr. Leonid Ionov
Universität Bayreuth
FA-Mitglied

K 1

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

L 2

Dr. Dirk Lehmhus
Universität Bremen
FA-Mitglied
Dr. Marie-Louise Lemloh
Universität Stuttgart
FA-Mitglied

M 1

Dr. Michael Maas
Universität Bremen
FA-Mitglied

R 1

Dr. Dirk Rothenstein
Universität Stuttgart
FA-Mitglied

S 4

Dr. Giulia Santomauro
Universität Stuttgart
FA-Mitglied
Prof. Dr. Thomas Scheibel
Universität Bayreuth
FA-Mitglied
Prof. Dr. Wolfgang W. Schmahl
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)
FA-Mitglied
FA-Mitglied

W 6

Dr. Wolfgang Wagermaier
Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
FA-Mitglied
Dr. Andreas Walther
DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien e.V.
FA-Mitglied
Kristina Wanieck
Technische Hochschule Deggendorf
FA-Mitglied
Dr. Richard Weinkamer
Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
Leiter
Prof. Dr. Ingrid Weiss
Universität Stuttgart
FA-Mitglied
Michael Wolff
Technische Universität Hamburg-Harburg
FA-Mitglied

Z 1

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

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.