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:

Febr. 2024: Cover-Story: Unser Paper "Natural Frequencies of Diatom Shells" wird auf dem Cover der aktuellen Biomimetics Ausgabe verwendet

Jan. 2024: Veröffentlichung: S. Andresen, S.K. Linnemann, A.B. Ahmad Basri, O. Savysko, C. Hamm (2024): Natural Frequencies of Diatom Shells: Alteration of Eigenfrequencies Using Structural Patterns Inspired by Diatoms, Biomimetics 2024, 9, 85

Jan. 2024: Veröffentlichung: S.K. Linnemann, L. Friedrichs, N. Niebuhr (2024): Stress-Adaptive Stiffening Structures Inspired by Diatoms: A Parametric Solution for Lightweight Surfa, Biomimetics 2024

Dez. 2023 Veröffentlichung: Kuhlmann et al. (2023): A bio-inspired, monolithic catalyst support structure for optimized conductive heat removal in catalytic reactors. Checmical Engineering Research Data

Dez. 2023 Veröffentlichung: Laraudogoitia et al. (2023): Bioinspired Design for Lightweighting and Vibration Behavior Optimization in Large-Scale Aeronautical Tooling: A Comparative Study. Machines. 11(12). 1067

07.11.2023 Université Côte d'Azur, Nizza: Hamm, C.: "Unexpected potentials of marine resources" (Vortrag)

Nov. 2023: Umfrage zu Geometrie & Ästhetik: Geometric Beauty

03. und 04.11.2023: Berlin Science Week (Ausstellung)

12.10.2023 DLR Wissenschaftstag: Hamm, C. Potenzial von KI im bionischen Leichtbau (Vortrag)

Leitung
Dr. Christian Hamm

Assistenz / Website
Sandra Coordes

Hier finden Sie unsere Ausschreibungen für Abschlussarbeiten

Vortrag von Dr. Hamm im Rahmen der Reihe "Wissenschaft fürs Wohnzimmer"

BioFLY Video für die Advanced Manufacturing Awards 2022