News

May 2011
 

Die Natur als Vorbild: Im Laufe der Entwicklungsgeschichte haben viele Tiere und Pflanzen optimale Lösungen für schwierige Lebensbedingungen entwickelt. In der Bionik beschäftigt man sich mit deren technischen Umsetzung.
Vier besonders spektakuläre Beispiele werden am Samstag, 18. Juni 2011, 14:00 bis 17:00 Uhr in einem Bionik-Workshop in den Botanischen Gärten der Universität Bonn vorgeführt und erklärt. Die Teilnehmer (Jugendliche 12 – 16 Jahre) können selber probieren, wie das alles funktioniert. Anmeldung über die Botanischen Gärten.
 

Salvinia-Effekt: der aktuelle Bionik-Flop?
Grundlegende Innovationen stoßen nie auf generelle Akzeptanz. Schon allein, weil sie existierende Technologien verdrängen. Unser Lotus Effekt® wurde jahrelang von großen Industrieunternehmen belächelt, eine überaus bedeutende amerikanische Institution schrieb in einem Gutachten "the so called lotus-effect exists only in the fantasy of the authors". In einem Interview der Neuen Osnabrücker Zeitung vom 04.04.2011 war nun zu unserem neuen "Salvinia-Effekt" folgendes zu lesen: "Der Salvinia-Effekt, der von einigen Journalisten bereits als "Energie-Killer der Zukunft" bezeichnet wird [ist ein aktueller Bionik-Flop]. Als Bioniker von der Oberfläche des tropischen Wasserfarns Salvinia darauf zu schließen, künstlich eine Beschichtung für ein energiesparendes Frachtschiff nachzuahmen, da sträubt sich alles bei mir […]." Ist das tatsächlich korrekt? Sicherlich nicht!
Der "Salvinia-Effekt" ist nur ein Puzzleteil bei unserem Bionikprojekt zu reibungsreduzierenden und damit energiesparenden Schiffsbeschichtungen: er liefert den "Trick", die Luft-Wasser-Grenzschicht durch hydrophile Spitzen auf den Blatthaaren festzuhalten (Prinzip & Publikation). Andere Luft haltende Organismen, wie zum Beispiel der Rückenschwimmer mit seinen schnellen Bewegungen unter Wasser, dienen als Vorbild zur Reibungsreduktion (Doppelstruktur). Und reduziert eine Luftschicht denn tatsächlich die Reibung? Selbstverständlich! Theoretische Modelle (Hadamard & Rybczynski) und praktische Experimente (Maxworth) haben die Reibungsreduktion von Luft im Wasser schon seit vielen Jahren bestätigt.
Als Bioniker kann man, von der Oberfläche eines tropischen Wasserfarns ausgehend, der unendlich lange Luft hält, selbstverständlich über eine Schiffsbeschichtung nachdenken: das ist Bionik. Selbstverständlich kann man von Lotusblättern auf Fassadenfarben kommen: das ist Bionik. Und auch eine künstliche Haifischhaut als Riblet-Folie auf einem Flugzeug ist Bionik – obwohl noch niemand einen Haifisch von Heathrow nach Tegel hat fliegen sehen.
Der Salvinia-Effekt: ein Bionik-Flop? Nein! Vielmehr ein wichtiger Baustein für eine energiesparende Schiffsbeschichtung!

 

April 2011

Vom 04.04. bis 08.04. findet die Hannover Messe statt. Die BIOKON ist mit einem Stand in Halle 2 (Stand A01) vertreten. Mit einem Exponat wird unser Projekt zur biomimetischen Reibungsreduktion vertreten sein.

March 2011

Von 16. bis 17. März findet die "International Industrial Convention on Biomimetics 2011" statt. Prof. Barthlott wird in diesem Rahmen einen Plenarvortrag mit dem Titel "Selfcleaning and friction-reduction – biomimetic superhydrophobic surfaces and their industrial applications" halten. Zusätzlich wird das aktuelle BIONA Forschungsvorhaben "Unter Wasser Luft haltende Schiffsbeschichtungen nach biologischem Vorbild" auf einem Stand präsentiert werden.

February 2011

Die Welt Kompakt von 21.02.2011 erschien mit einem Artikel über Prof. Barthlott und seine Endeckungen zu selbstreinigenden und unter Wasser Luft haltenden Oberflächen. Der Artikel entstand im Rahmen des mit dem "M-Days App-Award 2011" ausgezeichneten iPad-Apps "Kraftwerk D").

Eine neue Publikation zu unter Wasser Luft haltenden biologischen Oberflächen ist erschienen:
Balmert, A., H. Florian Bohn, P. Ditsche-Kuru, W. Barthlott. (2011). "Dry under water: Comparative morphology and functional aspects of air-retaining insect surfaces."

January 2011

Lufthaltende Schiffsbeschichtungen nach biologischem Vorbild zur Reibungsreduktion
Dieser Film stellt die bionischen Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe um Professor Wilhelm Barthlott von der Universität Bonn zu lufthaltenden und reibungsmindernden Oberflächen dar.

September 2010

Am 24-26. September findet im Rahmen des Graduiertenkollegs Bionik eine Automn School im Schloss Friedewald, Westerwald statt. Die Doktoranden Frau Dipl. Biol. Anna-Julia Schulte und Dipl.Biol. Matthias Mayser werden am 25. September in der 4. Session „Biological Surfaces“ folgende Vorträge halten:
Anna Julia Schulte: „Superhydrophobic and Light-Transmitting Biomimetic Surfaces“
Matthias Mayser: „Dry Under Water: Biomimetic Drag Reduction“

11. und 12. September: Beteiligung der Akademie der Wissenschaften und der Literatur zu Mainz am „Mainzer Wissenschaftsmarkt“, Gutenbergplatz Mainz.
Die Bonner Bionik Gruppe präsentiert auf der Bühne „Lotusblumen, Autolacke und Containerschiffe: Lernen von der Natur“ und demonstriert den Lotus-Effekt und bionische Beschichtungen an Schiffen.

Herr Prof. Barthlott hält in China/Zhuhai beim 3rd International Conference of Bionic Engineering einen Vortrag über „Biomimetic superhydrophobic surfaces and their application: Lotus- and Salvinia Effect“.
 

July 2010
In Biofutur 312, Juli-August 2010 erschien ein französischer Artikel über Salvinia mit dem Titel: Bien en sec dans sa bulle von Mr Safi DOUHI, Journaliste scientifique, Biofutur (www.biofutur.com)
June 2010

Geisteswissenschaft im Dialog „Forschen im Einklang mit der Natur? Chancen und Risiken der Bionik"
Podiumsdiskussion am Mittwoch, den 16. Juni 2010 um 18:00 Uhr im Kunstmuseum Bonn
Gesprächspartner:
Prof. Dr. Wilhelm Barthlott, Universität Bonn „Artenvielfalt und technische Innovationen“
Prof. Dr. Dr. Mathias Gutmann, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) „Bionik und technische Biologie: methodische, methodologische und ethische Perspektive“
Prof. Dr. Arnim von Gleich, Universität Bremen „Lernen von der Natur? Zu Möglichkeiten und Grenzen einer leitbildorientierten Technikgestaltung“
Prof. Dr. Antonia Kesel, Hochschule Bremen „Chancen und Grenzen im interdisziplinären Cross-Over“
Moderation: Ralf Krauter (Freier Wissenschaftsjournalist/Deutschlandfunk)

May 2010

Bionic Coating Helps Ships to Economise on Fuel

An inconspicuous plant could soon embark on a career as a climate saver: hairs on the surface of water ferns are to allow ships to have a 10 per cent decrease in fuel consumption. The plant has the rare ability to put on a gauzy skirt of air under water and keep this dress on for months. Researchers at the University of Bonn, Rostock and Karlsruhe have now discovered how the fern does this. Their results can possibly be used for the construction of new kinds of hulls which glide through the water in an envelope of air. Such kinds of ships would get by with significantly less fuel due to decreased friction. The scientists will present their research in the current issue of the journal 'Advanced Materials'.

The Salvinia Paradox: Superhydrophobic Surfaces with Hydrophilic Pins for Air Retention Under Water (p NA)
Wilhelm Barthlott, Thomas Schimmel, Sabine Wiersch, Kerstin Koch, Martin Brede, Matthias Barczewski, Stefan Walheim, Aaron Weis, Anke Kaltenmaier, Alfred Leder, Holger F. Bohn
DOI: 10.1002/adma.200904411


„Secrets de Plantes“ - Lotus-Effekt und die Geheimnisse der Natur
Unter dem Titel „Secrets de Plantes“ wurde eine vierteilige Serie zum Jahr der Biodiversität bei Arte produziert.
Ein Teil beschäftigt sich beinahe ausschließlich mit den Lotus Blumen und den in Bonn durchgeführten Arbeiten von Wilhelm Barthlott und seiner Arbeitsgruppe.
Unter dem Titel „Le Lotus, de la spiritualité à l´hypertechnologie“ (Lotus-, von der Esoterik zur Hypertechnologie) läuft der Beitrag am Freitag, den 21. Mai 2010 um 22:00 auf Arte.
Die Premiere fand am Mittwoch, den 14. April 2010 im Muséum national d´Histoire naturelle in Paris statt.
 

04.05.10-05.05.10 Bionik Wirtschaftsforum, gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt, DBU und das Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF im Rahmen der Fördermaßnahme BIONA in Berlin. Am 4. Mai halten Herr Prof. Barthlott und Herr Prof. Schimmel einen Vortrag über „Superhydrophobe Oberflächen und deren Anwendungspotenziale: Biologische Vorbilder, physikalische Mechanismen und biomimetische Umsetzung“
 

Neuerscheinung „Die genialsten Erfindungen der Natur“ von Sigrid Belzer, Fischer Schatzinsel Verlag, Frankfurt 2010 (€ 18,95) für Kinder und Jugendliche.

Auf über 350 Seiten ein reich illustriertes aktuelle Einführung in die Bionik. Die Ergebnisse der Bonner Arbeitsgruppe (selbstreinigende Lotusoberflächen und Luftschichten unter Wasser) sind auf den Seiten 198-215 ausführlich und wissenschaftlich korrekt dargestellt. Eine höchst empfehlenswerte Neuerscheinung.

April 2010

Prof. Dr. Andreas Fery, Dept. of Physical Chemistry II Universität Bayreuth hält am 29.4.2010, 16:00 c.t. einen Vortrag über “Biomimetic structure formation based on wrinkling”.

 
November/December 2009

Ein aktueller Artikel in Langmuir
Droplets on Superhydrophobic Surfaces: Visualization of the Contact Area by Cryo-Scanning Electron Microscopy.

In diesem Artikel werden die Kontaktflächen von Tropfen auf unbenetzbaren ‚superhydrophoben’ Oberflächen mittels Cryo-Rasterelektronenmikroskopie dargestellt. Die extrem reduzierte Kontaktfläche bei mikrostrukturierten Oberflächen und besonders bei hierarchisch strukturierten Proben mit Mikro- und Nano-Strukturierung konnte erstmals detailiert an eingefrorenen Tropfen gezeigt werden. Als Beispiele werden superhydrophobe Blätter, Insekten und künstliche Oberflächen mit unterschiedlichen Strukturierungen (Papillen, Haare, Wachskristalle) aufgeführt.
Die Abbildungen veranschaulichen die partielle Benetzung, d.h. das Halten eines Luftfilms zwischen Tropfen und Probe (‚Cassie-Zustand’) auch zwischen den Wachskristallen pflanzlicher Oberflächen.

H. J. Ensikat, A. J. Schulte, K. Koch, W. Barthlott: Droplets on Superhydrophobic Surfaces: Visualization of the Contact Area by Cryo-Scanning Electron Microscopy. Langmuir 2009, 25(22), 13077–13083.
 

Vorträge

Im Rahmen des botanischen Kolloquiums werden im November und Dezember in Zusammenarbeit mit dem Graduiertenkolleg 1572 „Bionik-Interaktion über Grenzflächen zur Außenwelt“ zwei Vorträge zum Thema funktionalen Oberflächen stattfinden.

Dr. Walter Federle (University of Cambridge/GB) hält am Freitag, den 20. November 2009 einen Talk mit dem Titel „Slippery plants and skillful climers: ecology and biomechanics of insect surface attachment“.

Am 4. Dezember 2009 hält Dr. Beverly Glover (University of Cambridge/GB) einen Vortrag mit dem Titel „Gliding the Lily: structure and function of the petal surface“.

Beginn ist jeweils um 12.00 Uhr c.t. im Hörsaal Botanik, Nussallee 4.

October 2009

Die Zeitschrift CICERO (Magazin für Politische Kultur) stellt in ihrer Oktober Ausgabe Deutschlands wichtigste Vordenker in einem Ranking vor. Zu den 40 wichtigsten Naturwissenschaftlern der Bundesrepublik Deutschland gehört Wilhelm Barthlott, Bonn.
 

3. BMBF Projektforum Biotechnologie auf der BIOTECHNICA 6.-8. Oktober 2009 in Hannover.

Auf der diesjährigen BIOTECHNICA trägt Frau Dr. Ditsche-Kuru am 7. Oktober 2009 im Rahmen des Projektforums eine Präsentation unseres Vorhabens „ Superhydrophobe biologische Grenzflächen – Ein mögliches Potenzial für hydrodynamische technische Innovationen“ vor.
Informations
 

Veranstaltung eines Workshops der Europäischen Forschungsgesellschaft Dünne Schichten e.V. kurz EFDS genannt unter dem Titel „ Mikro- und Nanostrukturen an Oberflächen – Herstellung und Anwendung“ am 9. Oktober 2009 im BioInnovationszentrum Dresden. Frau Prof. Dr. Kerstin Koch hält einen Vortrag über „Biomimetische, hierarchisch strukturierte Oberflächen zur Minimierung der Haftung von Feststoffen und Flüssigkeiten“.
Informations
 

SEPAWA Kongress und EDC Konferenz 2009 in Würzburg, 14-16 Oktober 2009-10-21

Unter dem Titel „Cleaning and repairing of superhydrophobic surfaces“ werden erstmals die Ergebnisse des Projektes „Biomimetische superhydrophobe Oberflächen: Funktionserhaltung durch Regeneration“ von Henning Immink in Form eines Posters präsentiert.
Zudem stellt Adrian Niemietz Teile seiner Arbeit in Posterform mit dem Titel „Superhydrophobic nanostructured surfaces by self-assembly of plant wax tubules and the influence of surfactants“ vor.

Es befasst sich mit der Übertragung von dreidimensionalen Wachskristallen per Rekristallisation auf technische Oberflächen und deren Stabilität gegenüber landwirtschaftlich angewendeten Tensiden.
 

New article in Langmuir 25th year special issue "Wetting and superhydrophobicity"

This article discusses the importance of hierachical sculpturing as the key innovation for superhydrophobic biological surfaces. It gives an overview of the hierarchical composition of biological surfaces for superhydrophobicity and their use as models for the development of artificial self-cleaning or drag-reducing surfaces.

Koch K, Bohn HF & Barthlott W (2009). Hierarchically sculptured plant surfaces and superhydrophobicity. Langmuir (online). DOI: 10.1021/la9017322

Link to the article
September 2009

14. September 2009 1st International Symposium on Biomimetic functional surfaces with fluids interactions (Biomimetic FSFI´09), 14-15 September 2009 in Nottingham

Prof. Dr. Kerstin Koch hält am 14.09. einen Vortrag über „Optimization of biomimetic hierarchical structures for superhydrophobicity and low adhesion“.
Informations

August 2009

Blütenrein dank Lotus-Effekt

„Häuser sind nach einem Regen blitzsauber. Ketchup klebt nicht mehr an Hemden und Hosen. Kein Traum - Nanotechniker arbeiten tatsächlich an der Entwicklung selbstreinigender Materialien und wittern einen Milliardenmarkt. Vorbild für die High-Tech-Chemie ist mal wieder die Natur.“ – „Der Spiegel“ und „Spektrum der Wissenschaft“ berichten über selbstreinigende Materialien.

July 2009

Lotus-Effekt beim Löten mit Nanotechnologie

Mit einer Antihaftbeschichtung auf Basis chemischer Nanotechnologie haben Siemens-Forscher die Produktion von Leiterplatten verbessert.
Informations

May 2009

Veröffentlichung über die Replikation biologischer Oberflächen unter den top fünf Publikationen des Journals „Bioinspiration and Biomimetics“

Eine präzise und kostengünstige Replikationstechnik zur Übertragung pflanzlicher Oberflächenstrukturen wurde im Nees-Institut entwickelt und patentiert. Sie ermöglicht eine schnelle, kostengünstige Vervielfältigung selbst komplexester Oberflächenstrukturen und damit die gezielte Untersuchung strukturbedingter Oberflächenphänomene, wie Adhäsion oder Benetzung.
Die Publikation „A fast, precise and low-cost replication technique for nano- and high-aspect-ratio structures of biological and artificial surfaces” von Kerstin Koch, Anna Julia Schulte, Angelika Fischer, Stanislav N Gorb and Wilhelm Barthlott; Bioinspir. Biomim. 3 No 4, 2008; 046002 (10pp) finden Sie auf der Journal Homepage unter „Highlights of 2008“.

April 2009

Cover story of the April 09 issue of Functional Plant Biology

On leaves of the tropical herb Ruellia devosiana (Acanthaceae) water and oil droplets spread too thin films within less than 0.3 s. The structural composition of the leaf surface and the spreading and transport of oil and water on the leaves and on leaf replicas are described in the present paper.
Koch K, Blecher IC, König, G, Kehraus S, Barthlott W, (2009), The superhydrophilic and superoleophilic leaf surface of Ruellia devosiana (Acanthaceae): a biological model for spreading of water and oil on surfaces. Functional Plant Biology, 36, 339–350

Graduiertenkolleg Bionik: feierliche Eröffnung

Dieses neue DFG-Graduiertenkolleg der Universität Bonn beschäftigt sich mit einem zukunftsträchtigen Forschungsgebiet zwischen Biologie und Technik. Anhand biologischer Vorbilder suchen wir innovative Lösungen für aktuelle, technologische Probleme. Hierbei dient die Natur als Ideengeber, um neue Antworten auf technische Fragen zu geben und so letztendlich Technik, Mensch und Umwelt näher zusammenzubringen.

Um dieses Ziel zu erreichen, haben sich Forscher aus Biologie und Technik zusammengetan, um eine Gruppe von international angeworbenen Promovierenden als ´Bionik-Graduates´ transdisziplinär auszubilden und so die Nachteile der Spezialisierung in etablierten Universitäts-Studiengängen zu überwinden. In 11 Projekten an der Universität Bonn, der RWTH Aachen und dem Forschungszentrum Jülich werden Doktorandinnen und Doktoranden bionische Lösungsansätze für spezifische, technologische Herausforderungen unserer Zeit entwickeln.

Die feierliche Eröffnung des Graduiertenkollegs findet statt am
Dienstag, den 12. Mai 2009, 16.15 Uhr im
Hörsaal Botanik, Nussallee 4, 53115 Bonn

Kontakt:
Professor Dr. Gerhard von der Emde
Institut für Zoologie der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-5555
E-Mail: vonderemde@uni-bonn.de
http://www.bionikgraduate.uni-bonn.de

January 2009
The review article provides an overview of the most frequently functional surface structures of plants. The structural diversity in plants and the origin of surface structuring from the sub-cellular level up to multi-cellular structures are introduced. Adaptations of plant surfaces to environmental conditions in deserts, water and wetlands led to functional surfaces e.g. for light reflection, water repellence (superhydrophobic) or water absorbance (superhydrophilic). The structural and functional relationships of plant surfaces are introduced and their biomimetic potential discussed.
Koch, K, Bhushan, B., Barthlott, W, Multifunctional surface structures of plants: An inspiration for biomimetics - Progress in Materials Science, 2009

Older News