Einzellige Organismen wie Diatomeen bilden die wichtigste Basis der marinen Nahrungsnetze. Sie haben einen hohen Anteil an der globalen Primärproduktion und beeinflussen maßgeblich die Biogeochemie der Ozeane. Tiere wie Krill, Fische und Wale sind größtenteils von ihnen abhängig. Dieser Erfolg der Diatomeen ist größtenteils auf die Entwicklung artspezifischer Silikatschalen zurückzuführen, die sie vor Fraßfeinden wie Copepoden und Krill schützen.

Wir erforschen die Prinzipien, die die Exoskelette (Schalen) dieser Organismen zu extrem leichten und stabilen Konstruktionen machen. Dabei haben wir festgestellt, dass die hoch komplexen Geometrien der Schalen einen großen Anteil an diesen Eigenschaften haben. Aus diesen Forschungsergebnissen haben wir 2005 den bionischen Produktentstehungprozess ELiSE entwickelt und seitdem kontinuierlich weiter ausgebaut.

Aktuell untersuchen wir Nanostruktur und Morphogenese von Diatomeenschalen, um das ELiSE-Verfahren optimal auf hoch entwickelte Verbundmaterialien und Fertigungsverfahren wie Feinguss oder Additive Manufacturing (AM) anpassen zu können. Umgekehrt nutzen wir Neuentwicklungen aus den Industrieprojekten wie die parametrische Optimierung mit Hilfe genetischer Algorithmen, um neue Erkenntnisse zur  funktionellen Morphologie von Planktonorganismen zu erhalten. In diesem Bereich werden darüber hinaus mikroskopische Analysen und 3D-Rekonstruktionen, mikromechanische Tests, Kulturexperimente und ökologische Untersuchungen durchgeführt.

Unser Ziel ist es, Grundlagenforschung, Anwendungsforschung und Produktentwicklung im Bereich Leichtbau in Natur und Technik systematisch weiter zu entwickeln und dabei die hier vorhandenen, starken Synergieeffekte konsequent zu nutzen. Daher arbeiten wir eng mit anderen Abteilungen des AWI, insbesondere dem Hustedt-Arbeitsplatz für Diatomeenforschung und der Polaren Biologischen Ozeanographie, anwendungsorientieren Instituten wie dem KIT, Verbänden wie BioKon und VDI, sowie Industrieunternehmen aus verschiedenen Branchen zusammen.

Aktuelles

Sept. 2022: AWI-Ausgründung ELISE GmbH erhält 14,5 Millionen Euro zur Digitalisierung des Ingenieurwissens

Mai 2022  Veröffentlichung: Bionischer Girder von Dr. Simone Andresen wir im DESY-Magazin "femto" vorgestellt. ("Vorbild Strahlentierchen" - Seite 38 - 42)

Mai 2022  Helmholtz Doktorandenpreis 2022 für Dr. Simone Andresen im Bereich Erde und Umwelt: "Impact of Structural Components on Natural Vibrations. How The Inspiration by Nature Can Help Us Improve Vibration Properties"

20. bis 24.04.2022  Dr. Christian Hamm ist Mitglied der Jury Nachhaltigkeit auf dem 7. Filmfest Bremen

23.04.2022  Vernissage "Wasserwelt", Gespräch mir Dr. Christian Hamm zur Ausstellungseröffnung um 18 Uhr

23.03.2023  G7-Workshop zu Ressourceneffizienz und Kreislaufwirtschaft, Diskussion mit Dr. Hamm, organisiert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUV) und Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

10.02.2022  Vortrag von Dr. Hamm im Rahmen der Reihe "Wissenschaft fürs Wohnzimmer" (Video abrufbar): "Meeresbiologie, Innovation & Klimaschutz - Technologie-Transfer duch Bionik"

26.01. 2022  Kurzmeldung: Schwingungen vermeiden nach dem Vorbild der Kieselalgen

26.11.2021  Dissertation: S. Andresen (2021) Impact of structural components on natural vibrations. How the inspiration by nature can help us improve vibration properties

09.12.2021  Webinar Use ELISE in Applied Research
Nils Kaiser, Marvin Frank (ELISE) und Ignacio Laraudogoitia (UPV/EHU) sprachen im Rahmen eines ELISE Webinars über die Möglichkeiten der open-engineering platform ELISE und stellten dabei den Democase "BioFly" vor, ein aktuelles Beispiel aus dem Projekt OASIS.  Die Online-Aufzeichnung ist hier verfügbar.

28.10.2021  Veröffentlichung: S. Andresen, N. Meyners, D. Thoden (2021) Innovative and Biologically Inspired PETRA IV Girder Design. Proceedings of the 11th Mechanical Engineering Design of Synchrotron Radiation Equipment and Instrumentation (MEDSI) Conference (Chicago, USA), JACoW Publishing

28.10.2021  Vortrag im Rahmen des Beschleunigerseminars der Johannes Gutenberg Universität Mainz  mit dem Titel "Impact of bio-inspired structures on the vibration properties: magnet-girder structures as a case study“ (S. Andresen)

22.09.2021  Netzwerktreffen mit dem Maritimen Cluster Norddeutschland

01.09.2021  Veröffentlichung: S. Andresen (2021) Impact of Different Components and Boundary Conditions on the Eigenfrequencies of a Magnet-Girder Assembly. Instruments 5(3), 29.

Leitung
Dr. Christian Hamm

Assistenz / Website
Sandra Coordes

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