Marine Bionik: Effiziente Strukturen für nachhaltigen Leichtbau

Dr. Christian Hamm, Leiter der Forschungsgruppe Bionischer Leichtbau und Funktionelle Morphologie am Alfred-Wegener-Institut.

Bionischer Leichtbau

Bioökonomie

Planktonforschung

Biomimetik

Die Natur hat in Jahrmillionen hoch optimierte Strukturen hervorgebracht, die gleichzeitig leicht, stabil und ressourceneffizient sind. Gerade marine Organismen wie Kieselalgen (Diatomeen), Radiolarien, Muscheln oder Korallen verfügen über komplexe, fraktale Strukturen, die sich durch ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht auszeichnen. Ihre geometrische Vielfalt, oft auf mikro- und nanometrischer Ebene, ist für hoch effektiven Leichtbau von besonderem Interesse. 

Der Bereich Bionischer Leichtbau erforscht die mechanischen Eigenschaften von Meeresorganismen und in diesem Zusammenhang deren Ökologie und Biogeochemie. Dabei werden 3D-Strukturen von Meeresorganismen mithilfe von innovativen mikroskopischen und digitalen Werkzeugen untersucht, um ihre Eigenschaften zu verstehen und diese in technische Produktentwicklungsprozesse zu integrieren. Ein besonderer Fokus liegt auf stabilen Leichtbaukonstruktionen, da diese in der Natur hoch entwickelt sind und auf vielfältige Weise vorkommen. Sie verbessern damit die Entwicklung wirtschaftlicher und nachhaltiger Produkte sowie Strukturen für die Industrie erheblich. Am AWI wurden Methoden, Patente sowie VDI-Richtlinien entwickelt und ca. 100 Industrieprojekte und -Aufträge durchgeführt. Darüber hinaus entstand auch der Ansatz zur Gründung der erfolgreichen DeepTech-Firma Synera GmbH aus dem Virtuellen Helmholtz-Institut PlanktonTech und dem AWI-An-Institut Imare GmbH.