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Bionik – Technik aus der Natur

Zur Entwicklung neuer Materialien und für den effizienten Umgang mit Ressourcen orientieren sich Unternehmen und Forschungseinrichtungen zunehmend an der Pflanzen- und Tierwelt. Im Kompetenzfeld Materialtechnologie und dem Bionik-Netzwerk Hessen bündeln wir die Bionik-Aktivitäten in Hessen. Das Ziel ist die regionale und überregionale Vernetzung von Unternehmen und Institutionen für die Umsetzung konkreter Projektideen und Produkte.

Die Natur ist eine geniale Inspirationsquelle für Erfinder. Für viele technische Herausforderungen hält sie raffinierte und zugleich ressourcenschonende Lösungen parat. So ist der praktische Nutzen der Bionik heute den meisten Menschen aus dem Alltag vertraut, selbst wenn sie den Begriff noch nie gehört haben.

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Bionische Bauformen und Werkstoffe im Alltag

Zu den Klassikern der Bionik zählen der Klettverschluss und der Lotus-Effekt®. Beide ahmen pflanzliche Strukturen nach.

  • Die Frucht der Klette besitzt aufgrund vieler winziger Widerhaken eine extrem gute Haftkraft.
  • Beim Lotusblatt bewirkt die nanostrukturierte Oberfläche, dass Schmutz und Wasser einfach abperlen. Die Selbstreinigungskraft wird für Waschbecken, Fassadenanstriche und andere Oberflächenbeschichtungen genutzt.

Doch auch die Tierwelt steht Pate für Erfindungen:

  • Flugzeugtragflächen, die wie gespreizte Vogelschwingen geformt sind (sogenannte Winglets), gleiten besser, besitzen eine höhere Seitenstabilität und reduzieren den Kraftstoffverbrauch.
  • Aus Strukturen wie dem Muster von Bienenwaben lassen sich Werkstoffe für den Leichtbau ableiten, die trotz des geringen Materialeinsatzes tragfähig und stabil sind. In der Verpackungstechnik und im Automobilbau werden solche bionischen Leichtbaumaterialien bereits verwendet.

Die Liste an Beispielen ist lang, der Ideenreichtum der Natur nahezu unbegrenzt. Mit technischem Know-how lassen sich selbst die Klassiker der Bionik noch optimieren. Bionik der nächsten Generation – das sind zum Beispiel Klettverschlüsse, die nicht verschmutzen und sich lautlos öffnen lassen. Ebenso stehen Materialwissenschaftler heute kurz davor, das Geheimnis eines der unglaublichsten Werkstoffe der Natur zu enträtseln, der Spinnenseide.

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Bionik verbindet in interdisziplinärer Zusammenarbeit Biologie und Technik mit dem Ziel, durch Abstraktion, Übertragung und Anwendung von Erkenntnissen, die an biologischen Vorbildern gewonnen werden, technische Fragestellungen zu lösen.
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VDI 6220 Bionik, Berlin: Beuth Verlag, 2012
Biologie und Technik
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Bionik in Hessen – eine Erfolgsgeschichte

Für Unternehmen mit Erfindergeist bietet die Bionik ein immenses Potenzial: bionische Werkstoffe und Produkte verfügen oft über ganz neuartige Eigenschaften. Bionik kann helfen, Prozesse zu optimieren, Energieverbrauch zu reduzieren und Ressourcen zu schonen. Durch ihr hohes Innovationspotenzial bedeutet Bionik oft auch einen direkten Wettbewerbsvorteil.

Hessens Unternehmen und Forschungseinrichtungen sind Pioniere der Bionik. Mit zahlreichen Erfolgsbeispielen zeigen sie, wie die Verknüpfung von Biologie und Technik zu nachhaltigen Produkten führt. Einen Überblick über Bionik-Projekte – von Leichtbauteilen für den Automobilbau über Anti-Fouling-Anstriche bis zu bionisch inspirierten Prothesen und Robotern – erhalten Sie im „Kompetenzatlas Bionik in Hessen

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Technologieland Hessen – Förderer, Begleiter und Ansprechpartner

Wir vom Kompetenzfeld Materialtechnologien des Technologieland Hessen und als Vertreter des Bionik-Netzwerk Hessens bringen Bionik-Akteure und Interessierte zusammen. Im Rahmen von Bionik-Events und -Workshops schlagen wir die Brücke von der Biologie zur technischen Anwendung und zeigen, wie verschiedene Akteure durch Abstraktion biologischer Prinzipien technische Herausforderungen bewältigen. Damit geben wir Ihnen Impulse für Ihren Geschäftserfolg.

Als Herausgeber von Publikationen wie „Nanotechnologie in der Bionik“, dem „Kompetenzatlas Bionik in Hessen“ und Newslettern informieren wir Sie über aktuelle Entwicklungen in der Bionik sowie über konkrete Aktivitäten in Hessen.

Ansprechpartner
Daniel Schreck
Daniel Schreck

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Projektleiter Materialtechnologien
Konradinerallee 9, 65189 Wiesbaden, Hessen, Germany
+49 611 95017 8631 daniel.schreck@htai.de
Simon Schneider
Simon Schneider

Simon Schneider

Projektmanager Materialtechnologien
Konradinerallee 9, 65189 Wiesbaden, Hessen, Germany
+49 611 95017 8634 simon.schneider@htai.de
Publikationen
Additive Manufacturing - The path toward an individual production
Additive Manufacturing - The path toward an individual production
Additive Manufacturing - The path toward an individual production 05/2019
Additive manufacturing principles have the potential to partially replace conventional production techniques such as milling or turning and to develop new value-added options. Especially in combination with the digitization and flexibilization of large-scale industrial production up to the ...
Clusterpartner
  • Cluster 3D-Metalldruck und additive Fertigung - Bionik
    Cluster 3D-Metalldruck und additive Fertigung - Bionik
    Cluster 3D-Metalldruck und additive Fertigung - Bionik
    Der 3D-Druck bzw. die additiven Fertigungsverfahren begannen vor über 30 Jahren im Bereich des Rapid Prototyping unter Nutzung von Kunststoff zu keimen und erleben seit den 2010ern ihre Blütezeit. Die seither rapide Entwicklung bringt stetig neue Durchbrüche hervor, sowohl hinsichtlich den verwendeten Materialen wie auch den druckbaren Modellen. Mit dem Cluster
  • Kunststoff Cluster Nordhessen
    Kunststoff Cluster Nordhessen
    Kunststoff Cluster Nordhessen
    Das Kunststoff Cluster Nordhessen ist ein Verbund von Unternehmen, dessen zielführende Aufgabe darin besteht, Kunststoffprodukte sowie Maschinen und Werkzeuge zur Herstellung von Kunststoffprodukten in Kooperation weiter zu entwickeln. Die Zusammenarbeit stützt sich dabei im Wesentlichen auf den technisch-wissenschaftlichen Austausch der Partner.
  • Materials Valley e.V.
    Materials Valley e.V.
    Materials Valley e.V.
    Der Verein Materials Valley e.V. wurde im Frühjahr 2002 unter der Beteiligung von Industrieunternehmen, Hochschulen, Forschungsinstituten, Institutionen der Länder zur Förderung von Technologie und Wirtschaft und Privatpersonen gegründet. Ziel des Vereins ist die Profilierung der Region Rhein Main als High-Tech Standort für Materialforschung und Werkstofftechnologie. Dies beinhaltet den Ausbau von Wissensnetzen zu einem langfristig angelegten Forschungsverbundnetz zwischen den wissenschaftlichen Instituten und Unternehmen der Region sowie zwischen Unternehmen als Grundlage für Kooperationen, gemeinsame Forschung und Entwicklung.
  • mst-Netzwerk Rhein-Main e.V. – Kompetenznetzwerk Mikrosystemtechnik
    mst-Netzwerk Rhein-Main e.V. – Kompetenznetzwerk Mikrosystemtechnik
    mst-Netzwerk Rhein-Main e.V. – Kompetenznetzwerk Mikrosystemtechnik
    Das Rhein-Main-Gebiet hat viele innovative Hightech-Firmen und zeigt eine traditionell enge Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft, Forschung und Lehre. Im mst-Netzwerk Rhein-Main e.V. haben sich Hersteller, Anwender und Zulieferer der Mikrosystemtechnik sowie herausragende Forschungseinrichtungen und Hochschulen aus der Region bereits seit 2004 zusammengeschlossen.
  • Optence e.V.
    Optence e.V.
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    Nach mehr als 15 jähriger Netzwerkarbeit ist Optence e.V. eine feste Größe in der Clusterlandschaft Hessens. Die Mitglieder profitieren durch persönliche Kontakte und Fachinformationen in Veranstaltungen und Arbeitskreisen. Industrie und Hochschulen rücken so enger zusammen und stärken durch gemeinsame Aktivitäten die Wirtschaftskraft der Region. Optence e.V. ist Gesellschafter der Photonics Hub GmbH, die zusammen mit dem Netzwerk bayern photonics im September 2018 gegründet wurde. In der Photonics Hub GmbH, die das operative Geschäfts für beide Cluster durchführt, sind rund 190 Clusterakteure engagiert.
  • Wetzlar Network e.V. - Industrienetzwerk Optik Elektronik Mechanik
    Wetzlar Network e.V. - Industrienetzwerk Optik Elektronik Mechanik
    Wetzlar Network e.V. - Industrienetzwerk Optik Elektronik Mechanik
    Das Industrienetzwerk Wetzlar Network für die Bereiche Optik, Elektronik und Mechanik zielt darauf ab, den regionalen Wirtschaftsraum zu stärken und seine Entwicklung aktiv voranzutreiben. Das Wetzlar Network versteht sich als Vermittler, Kommunikator und Multiplikator. Es schafft die kooperative Basis dafür, dass das einzigartige Branchenprofil der optischen, elektronischen und mechanischen Industrie sowohl innerhalb der Region als auch im nationalen und internationalen Wettbewerbsumfeld noch stärker wahrgenommen wird. Darüber hinaus bewirkt die Vernetzung die noch gezieltere Nutzung der Kompetenzen und Innovationspotenziale.
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