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Bionisch funktionalisierte Oberflächen durch laserbasierte Nachbildung der Schuppenstruktur feuchtigkeitserntender Echsen VIP 0265 »BioLas.exe«

Abschlussbericht
 
: Winands, Kai; Mescheder, Holger; Pothen, Mario

Aachen: Fraunhofer IPT, 2016, 55 pp.
German
Report
Fraunhofer IPT ()
Lasermaterialbearbeitung; CAM; Bionik

Abstract
Die Bionik bietet als typische Querschnittsdisziplin zwischen Naturwissenschaft und Technik ein ideales Spannungsfeld zur systematischen Erarbeitung von innovativen Lösungen. Konzepte aus der Natur werden daher immer mehr benutzt, um Schlüsselentwicklungen zu ermöglichen. In der Natur wird eine Vielzahl von Benetzungsproblemen auf unterschiedlichste Weisen gelöst. So verfügen der australische Dornteufel und die texanische Krötenechse über eine Schuppenstruktur zur nahezu perfekten Benetzung mit Wasser, die es ihnen ermöglicht nicht nur Wasser aus der Luft, feuchtem Substrat oder Regen aufzunehmen, sondern dieses auch nahezu ohne Verlust gerichtet zum Mund zu transportieren. Durch diese überlebenswichtigen Eigenschaften sind sie perfekt an die rauen und ariden Bedingungen ihrer Umwelt angepasst. Ermöglicht wird dieser Effekt durch eine spezielle Oberflächentopographie aus Kanälen und Schuppenplatten. Diesen Effekt des gerichteten, passiven Flüssigkeitstransport physikalisch zu verstehen, Funktionsprinzipien abzuleiten und diese mithilfe der Laseroberflächenstrukturierung auf Oberflächen von ersten technischen Funktionsdemonstratoren zu übertragen, war das Gesamtziel des Projekts »BioLas.exe«. Mit diesem bionischen Lösungsansatz sollte einerseits den kontinuierlich steigenden Anforderungen an technische Systeme bezüglich Leistungs- und Dauerbelastungsfähigkeit und andererseits der Notwendigkeit zum effektiven Einsatz von Ressourcen begegnet werden. Ausgehend von ersten Funktionsprototypen sollten im Rahmen des Projekts folgende Teilziele verfolgt werden, um eine fundierte, zielgerichtete und zeitnahe Nutzung der Strukturen zur Benetzungsoptimierung für kommerzielle Produkte voranzutreiben: - Identifikation des Potenzials der neuartigen Strukturmuster - Bereitstellung von Strukturdesigns zur gezielten Oberflächenfunktionalisierung - Darstellung verschiedener Konzepte zur Implementierung der Oberflächenstrukturierung in potentiellen Anwendungsbereichen auch unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-438411.html