Bionik – Seite 24 – Martina Rüter: Web – Text

Mikroblasen-Effekt und Trockentauchen

Martina Rüter26. Februar 201514. August 2020

Pinguine und Schiffe nutzen Luftblasen zur Verringerung der Reibung

Der Mikroblaseneffekt macht Pinguine schnell! Ständige Luftpolster um den Körper ermöglichen sogar das trockene Tauchen.

Pinguine sind durch ihren stromlinienförmigen Körperbau bereits bestens an das Leben im Wasser angepasst. Ihr spindelförmiger Körper gilt als ideal, wenn es um eine energetisch günstige Fortbewegung geht. Pinguine schwimmen stabil und sind dabei äußerst wendig. An Land dagegen watscheln oder rutschen sie etwas unbeholfen über die Eisschollen. Doch müssen sie flüchten, so rettet sie ein Sprung ins kalte Meereswasser und durch einen Trick der Natur sind sie besonders schnell weg aus der Gefahrensituation. Denn in ihrem dichten Gefieder speichern sie Luft. Diese dient natürlich der Isolierung gegen die extreme Kälte. Denn Luft ist ein schlechter Wärmeleiter. Beim Eintauchen ins Wasser entweicht die Luft jedoch in Form von kleinen Luftbasen. Pinguine erzeugen so einen Blasenschleier hinter sich. Dieser verringert den Widerstand und verhilft dem flüchtenden Pinguin zu mehr Geschwindigkeit. Der physikalische Hintergrund zu diesem Mikroblaseneffekt ist noch nicht vollständig geklärt. ...weiterlesen "Mikroblasen-Effekt und Trockentauchen"

Bionic Tower – eine architektonische Vision

Martina Rüter25. Februar 201514. August 2020

Anstieg der Weltbevölkerung - Quelle: Pixabay

Laut einer Prognose der United Nations soll die Weltbevölkerung bis zum Jahr 2100 auf 10,9 Milliarden Menschen ansteigen (Quelle: Statista 2015). Diese Entwicklung wirkt sich insbesondere auf die Bevölkerungsdichte von Großstädten aus. Beispiel Shanghai: Sie ist die bedeutendste Industriestadt der Volksrepublik China und beherbergt im gesamten Ballungsraum bereits heute mehr als 15 Millionen Einwohner auf weniger als 10.000 Quadratmetern. Die zunehmenden Bevölkerungszahlen erzeugen eine entsprechende Raumnot. Diesem Problem wollen Architekten mit so genannten „vertikalen Städten“ begegnen.

Bionic Tower
Das visionäre Projekt „Bionic Tower“ soll eine Höhe von über 1.200 Metern erreichen. Eine 200 Meter tiefe Betonwurzel soll den zigarrenförmigen Turm im Boden eines künstlichen Sees verankern. Der See soll einen Durchmesser von etwa 1.000 Meter besitzen und im Falle eines Erdbebens die Schockwellen abdämpfen. Das gigantische Gebäude soll auf rund 300 Stockwerken etwa 100.000 Menschen Platz zum Leben und Arbeiten bieten. Rund um das Riesenbauwerk sollen kleinere Hochhäuser und ein Businesspark mit einem eigenen Transportnetz aus Autobahnen und Bahntrassen entstehen. ...weiterlesen "Bionic Tower – eine architektonische Vision"

Bionic Car

Martina Rüter24. Februar 201514. August 2020

Das Bionic Car ist der rechteckigen Form des Kofferfischs nachempfunden. Das Konzeptfahrzeug Marke Kofferfisch adaptiert die aerodynamischen und stabilisierenden Vorteile des Originals.

Die ideale Stromlinienform besitzen Pinguine. Ihre Körperform bezeichnet man als spindel- oder tropfenförmig. Ein Maß für die Stromlinienförmigkeit eines Körpers ist der Strömungswiderstandskoeffizient, kurz Cw-Wert. Die an Land etwas plump wirkenden Pinguine erreichen unter Wasser einen Cw-Wert von etwa 0,04. Der Cw-Wert ist neben Gewicht, Frontfläche, Motor und den Reifen ausschlaggebend für den Spritverbrauch eines Fahrzeugs. Bei einem modernen Auto liegt der Cw-Wert zwischen 0,30 und 0,35. ...weiterlesen "Bionic Car"

Nano-Klettverschluss: Haftmechanismus im Pflanzen- und Tierreich

Martina Rüter23. Februar 201514. August 2020

Die Klette nutzt eine raffinierte Art der Verbreitung: Ihre Früchte verfügen über winzige, elastische Häkchen, die sich im Fell von umher streifenden Tieren verankern. So gelangen die Früchte an weit entfernte Orte. Dies fiel dem belgischen Ingenieur George de Mestral, der oft lange Spaziergänge mit seinem Hund unternahm, auf. De Mestral betrachtete die kleinen Kügelchen unter dem Mikroskop und entdeckte das Prinzip der reversiblen Verbindung zweier Materialien - 1951 meldete er seinen künstlichen Klettverschluss zum Patent an. Der Klettverschluss ist also eine Erfindung der Natur.

Der textile Klettverschluss bestand zunächst aus schlaufenförmigen Ösen und Widerhaken auf beiden Verbindungsteilen. Heute befinden sich die Haken auf der einen Seite und die Ösen auf der anderen Seite des Verschlusses. Allerdings haben diese Klettverschlüsse den Nachteil, dass sie mit der Zeit verschleißen. ...weiterlesen "Nano-Klettverschluss: Haftmechanismus im Pflanzen- und Tierreich"

Evolutionsstrategie: Technische Optimierungsverfahren nach Darwin-Art

Martina Rüter12. Februar 201514. August 2020

Viele technische Prozesse laufen nach einem der biologischen Evolution ähnlichen Prinzip ab. Die Natur hat in ihrer Jahrmillionen andauernden Evolutionsgeschichte perfekt an die Umwelt angepasste Organismen hervorgebracht. Der Wissenschaftszweig Bionik versucht diese Errungenschaften der Natur für den Menschen nutzbar zu machen.

Technische Optimierungsverfahren
Die ständige Verbesserung von Bauteilen und Produkten sind für das produzierende Gewerbe und die Industrie unablässig, um konkurrenzfähig zu bleiben. Somit durchlaufen Bauteile und chemische Mischungen von Substanzen, wie zum Beispiel Kaffee- oder Gewürzmischungen, einen aufwendigen und teuren Optimierungsprozess bis sie zur Marktreife kommen. Die Praxis hat gezeigt, dass evolutionäre Algorithmen gegenüber herkömmlichen mathematischen Verfahren häufig bessere Ergebnisse liefern. ...weiterlesen "Evolutionsstrategie: Technische Optimierungsverfahren nach Darwin-Art"