Neuigkeiten aus der Bionik-Forschung

Eine technische Nase riecht mittels lebender Zellen

Japanische Forscher haben einen elektronischen Sensor so mit lebenden Zellen kombiniert, dass dieser Duftstoffe erkennen kann. Der Biohybrid-Sensor könnte zukünftig Roboter steuern oder in Geräten zur Geruchswahrnehmung zum Einsatz kommen. Das System funktioniert nach dem Prinzip, mit dem Insekten Geruchsstoffe wahrnehmen: Chemische Substanzen binden sich an spezielle Rezeptoren auf den Oberflächen bestimmter Zellen und lösen dabei einen winzigen elektrischen Impuls aus. Dieses System imitierten die Wissenschaftler mit Froscheizellen, die sie durch genetische Veränderungen dazu brachten, an ihrer Oberfläche die Geruchsrezeptoren der Insekten zu bilden. Auf diese Weise gelang es den Forschern von der Universität von Tokio, einen Roboter mittels Duftstoffen zu steuern.
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Der Zahnschmelz ist besonders stabil, warum das so ist haben die Forscher der TU Hamburg-Harburg nun herausgefunden.

Das Geheimnis der Stabilität des Zahnschmelzes entschlüsselt

Ein komplexes Schichtsystem verleiht dem Zahnschmelz seine enorme Belastbarkeit. Das haben Wissenschaftler um Gerold Schneider von der Technischen Universität Hamburg-Harburg herausgefunden. "Der Schlüssel für die außergewöhnlichen Eigenschaften des Zahnschmelzes liegt in der Koexistenz von harten und weichen Materialien", erklärt Schneider. Auf die Spur kamen die Forscher dem Geheimnis der Feinstruktur des Zahnschmelzes mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskopie, berichtet die Technische Universität Hamburg-Harburg.
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Mopsfledermäuse mit besserem Jagderfolg als andere Fledermäuse

Flattermänner im Flüsterflug

Mopsfledermäuse verdanken ihren Jagderfolg besonders leisen Ultraschallrufen

Mopsfledermäuse sind bei der Jagd auf Motten deutlich erfolgreicher als andere Fledermausarten. Englische Wissenschaftler haben nun das Erfolgsgeheimnis der Tiere gelüftet: Die Ultraschalllaute, die die Mopsfledermäuse ausstoßen, um ihre Beute zu orten, sind bis zu hundert Mal leiser als die ihrer Verwandten. Selbst solche Mottenarten, die Ultraschallfrequenzen prinzipiell wahrnehmen können, entdecken ihre Feinde somit erst, wenn es zu spät ist. Damit hat sich die Mopsfledermaus eine ökologische Nische gesichert, da die meisten anderen Fledermäuse leichter zu jagende Beute bevorzugen. Allerdings nehmen die Tiere dafür auch einen Nachteil in Kauf: Die Flüsterrufe engen den Suchradius deutlich ein.
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Roboter mit Heuschreckenbeinen

An der EPFL in Lausanne arbeiten Forscher an neuen Fortbewegungssystemen für Roboter, die aus der Natur entlehnt wurden.

Wissenschaftler an der Schweizer Ecole Polytechnique Federale in Lausanne (EPFL) haben neuartige Mini-Roboter entwickelt, deren Mechanik sich an Flug- und Sprunginsekten orientiert. Das Projekt des Forschers Mirko Kovac hat das Ziel, Geräte zu bauen, die sich mit aus der Natur entlehnten Fortbewegungsmethoden in der Welt zurechtfinden.
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»BIOPS« durchsucht Ideenreservoir der Natur

Das vom Fraunhofer IAO entwickelte Tool »BIOPS« verschafft Unternehmen bei der Entwicklung technischer Innovationen Zugang zum enormen Lösungspotenzial der Natur. Interessierte können das Suchwerkzeug ab 1. Oktober 2010 unter www.nature4innovation.com testen.
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Bei der Explosion einer Torfmoos-Kapsel nimmt der Strom der ausgeschleuderten Sporen Pilzform an...

Rückstoßprinzip im Pflanzenreich

Torfmoos beschleunigt seine Sporen auf 130 Stundenkilometer

Das Rückstoßprinzip treibt Tintenfische und Quallen an. Nun hat ein US-Forscherteam diesen Trick durch Hochgeschwindigkeits-Aufnahmen auch bei einer Pflanze entdeckt: Torfmoose schießen ihre Sporen durch eine kleine Explosion in die Höhe und erzeugen dabei innerhalb von 0,2 Millisekunden einen Wirbelring. Die Kapsel platzt nämlich auf und schießt ihren Deckel samt den Sporen in die Luft. Durch die hohe Beschleunigung bilden sich am Rand der Flugbahn ringförmige Turbulenzen, wie sie beim Rauchring eines Rauchers zu beobachten sind. Diese Ringwolke besitzt ausreichend Energie, um die Sporen so hoch zu tragen, dass der Wind den Weitertransport übernehmen kann.
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Die Raupe des Tabakschwärmers bewegt beim Kriechen zuerst ihren Magen, die Körperwände folgen erst später.

Magen schiebt Raupen beim Kriechen an

Wenn Raupen kriechen, bewegen sich Magen und Körper unabhängig voneinander. Das haben US-Forscher bei Röntgenaufnahmen von Insektenlarven entdeckt. Die Biologen sahen plötzlich "merkwürdige Bewegungen", die bislang völlig unbekannt waren: Der Magen und damit der Schwerpunkt des Körpers verlagerte sich deutlich früher nach vorne als die äußeren Körperwände. Zwar gibt es bereits Beobachtungen von Organen, die sich im Innern des Körpers bewegen: So rutschen etwa die Nieren von galoppierenden Pferden als Resultat der Trägheit vor und zurück. Bei den Raupen hingegen finden die beiden Bewegungen weitgehend unabhängig voneinander statt. Mit der neuen Antriebstechnik soll nun ein Roboter entwickelt werden, der sich besonders gut durch Engstellen quetscht.
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Die Haftwurzeln des Efeus bergen viele Geheimnisse, möglicherweise auch das für bessere Sonnencremes.

Sunblocker aus der Natur

Besserer Sonnenschutz dank Efeu

In den feinen Haftwurzeln des Efeus liegt möglicherweise der Schlüssel zu verbesserten Sonnenschutzmitteln. Zu diesem Schluss sind US-Forscher gekommen, nachdem sie die Haftorgane genauer unter die Lupe genommen hatten, mit deren Hilfe sich die Kletterpflanze an Bäumen und Wänden festhalten kann. Die Wissenschaftler entdeckten im von der Pflanze produzierten Klebstoff Nanopartikel, die UV-Licht bis zu vier Mal so gut abhalten könnten wie die bisher häufig eingesetzten Metalloxidnanopartikel. In ersten Laborversuchen mit Säugetierzellen wurden die Efeu-Nanopartikel gut vertragen. Zudem dringen sie nur schwer in die Haut ein und sind leicht biologisch abbaubar.
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Hoher Körperschwerpunkt macht Läufer schneller

Die spektakulären Weltrekorde von Sprintern wie Usain Bolt sind auch eine Sache des Körperschwerpunkts: Dieser liegt bei Sportlern mit afrikanischen Wurzeln um etwa drei Prozent höher als bei Europäern und Asiaten - eine für den Sprint günstigere Körpergeometrie. Das könnte ein Grund dafür sein, dass Sportler afrikanischer Abstammung im Schnitt um 1,5 Prozent schneller sind, haben US-amerikanische Wissenschaftler bei der Analyse von Körperdaten und Bestzeiten von Athleten herausgefunden. Ein niedrigerer Körperschwerpunkt verschafft Sportlern europäischer Herkunft andererseits Vorteile beim Schwimmen.
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Inspiriert von Zecke und Zikade

Was hat die Tierwelt mit der Erfindung eines Dübels zu tun? Das kann Markus Hollermann erklären. Der gebürtige Kettenkamper studierte an der Hochschule Bremen im Internationalen Studiengang Bionik und gewann mit seiner Bachelor-Arbeit gemeinsam mit seinem Studienkollegen Felix Förster den Internationalen Bionic Award 2010 für seine innovative Idee.
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Archiv der Forschungsnews
Diese Seite stellt aktuelle Forschungsarbeiten aus dem Bereich Bionik vor, die in den letzten zwei Monaten veröffentlicht wurden. Im Archiv finden Sie alle seit Mai 2003 vorgestellten Forschungsnews.