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Bionik (2): Adhäsion und Ablösung von Ölen auf Kutikulaoberflächen spezialisierter Insekten - Potenziale für oleodynamische technische Innovationen

Description: Das Projekt "Bionik (2): Adhäsion und Ablösung von Ölen auf Kutikulaoberflächen spezialisierter Insekten - Potenziale für oleodynamische technische Innovationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf durchgeführt. Das Vorbild für unsere bionische Entwicklung sind Wildbienen, die nicht etwa Nektar, sondern Öl aus Blüten sammeln. Diese Bienen sind an ihren Beinen mit hoch spezialisieren 'Werkzeugen' ausgestattet, mit denen sie das Öl aus den Blütendrüsen schaben, es dann in dichte Haarpolster auf ihren Hinterbienen umladen und so ins Nest eintragen. Dort wird das Öl mit Kämmen wieder entladen und mit Pollen vermischt an die Larven verfüttert oder als Imprägnierung auf die Wände der Brutzellen verstrichen. Aus Sicht der technischen Anwendung sind diese Fähigkeiten zum verklebungsfreien Be- und Entladen des Öles und der verlustfreie Transport von höchstem Interesse. Wie die Analysen zeigten, sind die Haarpolster wasserabweisend und halten Speiseöle und Motorenöle beim Zentrifugieren auch noch bei hohen Umdrehungszahlen. Selbst dann, wenn wir die Oberfläche der Haare mit einem Überzug so verändern, dass sie Öl abweisend sind, hält das Haarpolster die Öle noch fest. Das liegt nach bisherigen Erkenntnissen an der Geometrie der Haarpolster auf den Hinterbeinen. Diese Transportstruktur ist ein Leichtbau aus verzweigten Haaren, die ein regelmäßiges 3D-Gitter bilden, in dem die Öle fest gehalten, aber von der Biene auch leicht entladen werden können. Bei technischen Oberflächen sind Strukturen mit der kombinierten Fähigkeit Öle aufzunehmen, zu halten und wieder vollständig abzulösen bisher nicht bekannt. Vielmehr verändern Ölfilme, die sich mehr oder weniger ungewollt auf Oberflächen ablagern, dramatisch deren Eigenschaften. Als Grundlage für die bionische Entwicklung wurden zunächst bei der Biene die entscheidenden Strukturparameter identifiziert und anschließend in eine technische Spezifikation übertragen. Die Untersuchung von Strukturanalogien ergab, dass für die Entwicklung innovative, dreidimensionale Abstandstextilien mit verzweigten Filamenten ein sehr großes Umsetzungspotential aufweisen. Mit 3D-Gestricken und integrierten Spezialgarnen wurde eine textiler Prototyp erzeugt, dessen Geometrie und Funktionsprinzip dem natürlichen Vorbild nahe kommt. Durch die Behandlung der Strukturen mit hydrophoben Faserbeschichtungen konnte deren Ölaufnahmekapazität und Regenerationsfähigkeit nochmals gesteigert werden. Die Vielfältigkeit der Struktur- und Oberflächenparameter zeigt ein hohes Potential, die erreichte Funktion der Prototypen durch Variationen bis zu der des Vorbildes zu steigern. Die Anwendungsfelder umfassen unter anderem wieder verwendbare Systeme für die Aufnahme von Öl bei Unfällen und Havarien auf dem Land und auf der See, als auch für Produktionshilfsmittel, wie beispielsweise Schmieröle, in der industriellen Fertigung.

Types:

SupportProgram

Origin: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Wildbiene ? Biene ? Öl ? Insekt ? Larve ? Motoröl ? Schabe ? Technische Vorschrift ? Leguminosen ? Schmierstoff ? Blüte ? Haar ? Machbarkeitsstudie ? Beschichtung ? Bionik ? Chemikaliensicherheit ? Leichtbau ? Bewertung ? Chemikalien ? Industrieproduktion ? Innovation ? Ölunfall ? Speiseöl ? Regenerationsfähigkeit ? Adhäsion ? Kenngröße ? Pollen ? Unfall ? Technische Aspekte ? Analyse ? Prototyp ? Werkzeug ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding box: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

Time ranges: 2006-07-01 - 2007-03-31

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