Anwendungsforschung

Die reine Erkenntnis, dass natürliche Systeme hervorragende technische Lösungen darstellen, ermöglicht in der Regel noch lange keine Übertragung in die Technik. Die Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung müssen für eine solche Übertragung systematisch weiter entwickelt werden.

Hierfür ist es notwendig, gezielt Anwendungsforschung zu betreiben, die zwar noch nicht zu marktfähigen Produkten führt, die aber die Voraussetzung für alle substanziellen Innovationen ist. Dies geschieht in den folgenden Bereichen: 

Leichtbauprinzipien
Die Eigenschaften der sehr vielfältigen Strukturen der Kieselalgen werden intensiv  im Bereich Funktionelle Morphologie erforscht. Neben ihren hervorragenden Eigenschaften als stabile Leichtbaukonstruktionen untersuchen wir zusätzliche Funktionen wie Permeabilität und Schwingungsverhalten. Die dabei entstehenden Erkenntnisse werden systematisch für eine Nutzbarkeit im Leichtbauverfahren ELiSE weiter entwickelt.

Materialforschung
Der Zusammenhang zwischen Mikro- und Nanostrukturen sowie materialspezifischer Zusammensetzung von Verbundwerkstoffen und deren Übertragung wird aktuell in Projekten erforscht. Ziel ist es, die dabei gewonnenen Erkenntnisse zu nutzen, um neuartige Verbundwerkstoffe zu entwickeln und mit komplexen Leichtbaugeometrien kombinieren zu können.

3D - Automatisierung (Generative Algorithmen)
Komplexe Geometrien können mit Hilfe von Computer-Aided Design, (CAD), 3D-Rekonstruktion von laserkonfolkalmikroskopischen Daten, oder durch mathematische Verfahren erzeugt werden. Wir nutzen alle Methoden, aktuell arbeiten wir an der Entwicklung von Algorithmen, die sich dabei an Strukturprinzipien der Diatomeen orientieren. Dadurch wird die Generierung von vielfältigen, aber mechanisch ausgereiften  Erstmodellen möglich.

Produktion
Die Möglichkeit, hoch komplexer Geometrien herstellen zu können, steigert das Leistungspotenzial für stabile Leichtbaukonstruktionen erheblich. Daher entwickeln wir Ansätze, wie das ELiSE-Verfahren effektiv in Zusammenhang mit Produktionsmethoden wie Additive Manufacturing eingesetzt werden kann.

Biodiversitätsforschung
Aus den Erkenntnissen der Planktonökologie können Ziel dieser Arbeit ist es, wichtige Interaktionen zwischen Planktonarten in Modelle zu integrieren und so bessere Voraussagen treffen zu können, wie Plankton Ökosysteme auf veränderte Umweltbedingungen reagieren.

Optimierung
Da in der Natur kontinuierlich vielfältige Optimierungsprozesse parallel ablaufen, können aus der Untersuchung evolutiver Prozesse wertvolle Ergebnisse entstehen, die auch den technischen Optimierungsprozess entscheidend verbessern.