Archiv der Forschungsnews

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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Richtungsweisende Nase

Haie schlagen die Richtung des ersten aufgenommenen Geruchsignals ihrer Beute ein

Haie nutzen zur präzisen Beutesuche den Abstand ihrer Nasenlöcher: Wittert der Raubfisch sein Opfer zuerst mit dem linken Nasenloch, schwimmt er auch in diese Richtung. Das haben US-Wissenschaftler herausgefunden, als sie Haie in einem Becken gezielt mit Geruchsimpulsen reizten. Ins Abseits gerät damit die Theorie, dass sich die Knorpelfische bei ihrer Jagd die Richtung einschlagen, in der die Konzentration der Geruchsmoleküle ihrer potenziellen Mahlzeit zunimmt. Die Ergebnisse liefern nicht nur neue Einsichten in die Evolutionsgeschichte der Haie, sondern könnten auch zur Entwicklung von geruchssensitiven Unterwasserrobotern beitragen, die beispielsweise Öllecks lokalisieren.
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Bionik auch für die Entwicklung von Brennstoffzellen hilfreich

Im Rahmen eines EU-Projekts wird nach natürlichen Membranen gesucht, die sich adaptieren lassen

Brennstoffzellen werden seit Jahrzehnten als effizienter Ersatz für herkömmliche Batterien und Akkumulatoren angepriesen, dennoch erobert die Technologie nur langsam den Serienmarkt. Einmal mehr könnte hier die Bionik hilfreich sein: Mit dem Vorbild Natur möchte ein internationales Team im Rahmen des EU-Projekts "MultiPlat" und unter der Federführung der Technischen Universität (TU) Wien ein Kernstück von Brennstoffzellen, die Membran, entscheidend verbessern.
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Mikroskopaufnahme einer Faser bestehend aus dem künstlichen Spinnenseidenprotein eADF4(C16).

Spinnvorgang aufgeklärt: Wie spinnt die Spinne?

Fünfmal so reißfest wie Stahl und dreimal so fest wie die derzeit besten synthetischen Fasern: Spinnenseide ist ein faszinierendes Material. Doch niemand kann bisher die Super-Fäden technisch herstellen. Wie schafft es die Spinne, aus den im Inneren der Spinndrüse gespeicherten Spinnenseidenproteinen in Sekundenbruchteilen lange, hochstabile und elastische Fäden zu ziehen? Diesem Geheimnis sind Wissenschaftler der Universität Bayreuth (UBT) und der Technischen Universität München (TUM) nun auf die Spur gekommen. In der aktuellen Ausgabe des renommierten Wissenschaftsjournals Nature stellen sie ihre Ergebnisse vor.
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Die Pyramiden aus Titanaluminiumnitrid auf der Gussform pressen beim Spritzgießen die Nanostrukturen in die Kunststoffoberfläche

Vom Mottenauge abgeschaut

Simples Spritzgussverfahren entspiegelt Kunststoffscheiben

Vom Facettenauge der Motte haben sich Freiburger und Heilbronner Forscher abgeschaut, wie transparente Kunststoffe entspiegelt werden können: Winzige Nanostrukturen auf der Oberfläche des Mottenauges unterbinden verräterische Reflexionen und lassen die Falter von Feinden unentdeckt. Die Forscher um Frank Burmeister vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) in Freiburg haben nun eine spezielle Spritzgusstechnik entwickelt, um in einem einzigen Prozessschritt entspiegelte Kunststoffscheiben herzustellen. Mit der Methode lassen sich entspiegelte Handydisplays, Tachoscheiben bei Autos und Helmvisiere sehr billig produzieren, berichten die Forscher zum Abschluss des Forschungsvorhabens "Nanoskin".
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Funkspektrumanalyse nutzt Innenohr-Vorbild Schnelle

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://www.mit.edu haben einen schnellen, sehr breitbandigen und stromsparenden Funkchip entwickelt, der sich das Hörorgan des menschlichen Innenohrs, die Cochlea, zum Vorbild nimmt. Denn das Organ ist äußerst leistungsfähig. "Desto mehr ich mir das Ohr angesehen habe, desto klarer wurde mir, dass es praktisch ein Super-Empfänger mit 3.500 parallelen Kanälen ist", meint Rahul Sarpeshkar, Extraordinarius für Elektrotechnik und Informatik am MIT. Nach diesem Vorbild ist ein Chip entstanden, der ein breites Funkfrequenzspektrum effizient analysieren kann. Das ist interessant für den kognitiven Funk - also intelligente Allround-Geräte, die diverse Signale von Mobilfunk über WLAN bis hin zu TV-Übertragungen empfangen und einzelne Frequenzen gezielt auswählen können.
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Wassertropfen auf einem Schwimmfarn-Blatt

Wasserscheuer Schwimmfarn

Wasserschutzschicht der Salvinia molesta soll den Spritverbrauch von Schiffen senken

Der Schwimmfarn hüllt sich unter Wasser in ein hauchdünnes Kleid aus Luft und hält es monatelang fest. Deutsche Forscher haben nun den Trick der Pflanze aufgedeckt: An der Oberfläche ihrer Blätter sitzen schneebesenartige Härchen, die Wassertropfen an ihren Spitzen festhalten. Dabei wird eine Luftschicht zwischen Blattoberfläche und den Haarspitzen eingesperrt. Das Studienergebnis soll zur Konstruktion neuartiger reibungsarmer Schiffsrümpfe genutzt werden. Durch das Prinzip könnten Schiffe zehn Prozent weniger Kraftstoff verbrauchen.
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Knochen und Muskeln machen gemeinsame Sache

Muskeln und Knochen beeinflussen sich gegenseitig in Wachstum und Entwicklung

Muskeln und Knochen kommunizieren miteinander über Signalstoffe - wodurch auch Krankheiten "übertragen" werden könnten. Bislang hatte man angenommen, dass Krankheiten jeweils nur Knochen oder Muskeln alleine beeinflussen. Wie US-Forscher nun allerdings feststellten, bewirken Defekte in Genen, die für die Muskelfunktion wichtig sind, auch Veränderungen in den Knochen und umgekehrt. In weiteren Untersuchungen konnten die Wissenschaftler dann beobachten, wie Knochen und Muskeln über verschiedene Botenstoffe miteinander kommunizieren. Die Wissenschaftler Marco Brotto von der University of Missouri-Kansas Cityum erhoffen sich von den Resultaten neue Ansätze zur Behandlung zahlreicher Krankheiten, die Muskeln oder Knochen betreffen.
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Kartoffelkäfer werden durch die Blattfeuchte ihrer Wirtspflanzen nicht gestoppt

Feuchte Füße

Wie aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, haften Kartoffelkäfer mit feuchten Füßen besser als mit trockenen. Diese Erkenntnis kann für die Schädlingsbekämpfung und käferfuß-inspirierte Haftmaterialien von Bedeutung sein.

 Journal of Zoology 

Wasserabweisender Effekt bei Kunststofffaser, die mit magnetischen Partikeln oberflächenstrukturiert sind

Innerer Dreckschutz

Forscher verlegen den wasserabweisenden Lotuseffekt in Textilfasern

Der schmutzabweisende Lotuseffekt für Textilien ist erstmals durch eine innere Strukturierung der Faseroberfläche erreicht worden. Deutsche Forscher haben dazu spezielle magnetische Nanopartikel in die synthetischen Fasern eingearbeitet. Der Vorteil des Verfahrens gegenüber der üblichen Beschichtung liegt darin, dass der Schutzeffekt nicht durch Alltagsbelastungen leidet: Die Textilien sind resistent gegen äußerliche Einflüsse wie Waschen oder Kratzen. Außerdem wird auch die Fähigkeit des Textilkunststoffs nicht beeinträchtigt, Farbstoffe aufzunehmen.
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Shinkansen 700 (in Kyoto) mit optimierter Nase gegen den Tunnelknall

Züge mit Entenschnäbeln gegen den Tunnelknall-Effekt

Hochgeschwindigkeitszüge mit Spitzengeschwindigkeiten von bis zu 360 Stundenkilometern sind enormen physikalischen Belastungen ausgesetzt. Ein bionisch optimiertes Design dieser Züge ist von Nöten, um die Belastungen optimal abzufangen. So wird nach der besten Form gesucht, die mit dem geringsten Widerstand durch den Wind flutscht. Über die Ästhetik lässt sich dabei vielleicht streiten, jedoch sollen diese Züge ja nicht - ganz anders als bei Kraftfahrzeugen - besonders raffiniert aussehen, um Kunden anzulocken, sondern möglichst effizient, schnell und komfortabel ans Ziel kommen.
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Die Fäden, mit denen sich Muscheln am Boden verankern, sind ein ganz besonderer Stoff: elastisch und robust zugleich

Vorbild Muschel: Innen Gummi, außen Stahl

Wo Muscheln leben, geht es oft recht rauh zu. Damit die Schalentiere von der Wucht der Brandung nicht mitgerissen werden, sind sie durch Fäden fest mit dem Untergrund verankert. Diese Muschelseide ist ein außergewöhnliches Material. Es ist nicht nur äußerst dehnbar, sondern gleichzeitig so stabil, dass die dünnen Fäden auf den scharfkantigen Felsen nicht durchscheuern. Forscher am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam haben gemeinsam mit Kollegen aus Kalifornien und Chicago herausgefunden, wie der Abriebschutz funktioniert. Mit der raffinierten Technik könnten neuartige Beschichtungen entstehen, berichten die Forscher in Science
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Eine faszinierende Symbiose in Südafrika: Weichwanzen leben auf der klebrigen protokarnivoren Pflanze Roridula gorgonias

Die Kunst nicht festzukleben

Weichwanzen sind Künstler im Laufen auf Pflanzenoberflächen, die mit stark klebrigen Drüsenhaaren bedeckt sind. Sogar vor karnivoren Pflanzen machen sie nicht Halt. Wie ihnen das gelingt, wurde mit raffinierter Technik untersucht.

 Originalveröffentlichung in Arthropod Plant Interactions 

Der englische Fotograf Eadweard Muybridge (1830-1904) zeigt den Gang des Menschen mit dem Aufsetzen der Ferse...

Fußkonstruktion macht den Menschen zum Weltmeister im Gehen

Wenn der Mensch geht, ist sein Energieverbrauch gering. Rennt er dagegen, so setzt er über zwei Drittel mehr Energie ein. Verantwortlich für den Unterschied ist die Anatomie unseres Fußes, hat ein internationales Forscherteam durch zahlreiche Gangmessungen festgestellt. Der Mensch setzt beim Gehen nämlich zuerst mit der Ferse am Boden auf und rollt dann den Fuß über Ballen und Zehen ab. Dieses energieeffiziente Auftreten hat unseren Vorfahren als Jäger und Sammlern dabei geholfen, weite Strecken für die Nahrungssuche zurückzulegen. Die schlechte Bilanz beim Rennen rührt von dem Aufprall auf dem Boden her: Hierbei geht massiv Energie verloren.
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Die gelb-rosa gekennzeichnete Biene (Bildmitte) gefriert auf ein Stoppsignal der mit "S" markierten Biene hin ihren Tanz ein...

Bienen warnen ihren Stock vor Gefahren

Wenn Honigbienen bei der Nahrungssuche von Feinden angegriffen werden, warnen sie ihr Nest vor der drohenden Gefahr: Sie geben ein Zeichen, das andere Bienen davon abhält, sich in die Nähe des unheilvollen Orts zu begeben. Wie US-Forscher bei Verhaltensexperimenten mit Honigbienen entdeckten, gehen die Bienen dabei raffinert vor: Die attackierten Insekten richten nämlich ihr Warnsignal direkt an die Artgenossen, die mit dem Bienentanz auf genau die Nahrungsquelle aufmerksam machen, an der Unheil droht. Daraufhin stellen diese ihren Tanz ein.
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Schildkröten laufen dank Trick auch auf lockerem Untergrund

Schildkröten kommen dank Fortbewegungstrick auch auf lockerem Untergrund voran

Wenn die frischgeschlüpften Jungen der unechten Karettschildkröte von ihrem Nest am Strand zum Meer laufen, nutzen sie einen Trick, um sich nicht durch den lockeren Sand kämpfen zu müssen: Sie setzen ihre flossenartigen Beine so auf, dass sich bei jedem Schritt eine feste Sandschicht unter ihren Gliedmaßen bildet. Das ermöglicht ihnen ein ebenso rasches Vorwärtskommen wie auf festem Grund. Zu diesem Schluss sind US-Forscher gekommen, als sie die Fortbewegungstechnik der Meeresschildkröte auf Jekyll Island im Bundesstaat Georgia filmten und analysierten.
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Spinnen fangen Wasser

Nasse Seidefäden verändern ihre Struktur und filtern Feuchtigkeit aus der Luft

Durch eine trickreiche Veränderung ihrer inneren Struktur filtern bestimmte Spinnennetze Wasser aus der Luft: Wenn die Seidenfäden feucht werden, entstehen plötzlich spindelförmige Knoten, an denen winzige Wassertröpfchen kondensieren. Das haben chinesische Forscher entdeckt, als sie die Fangseide der Echten Webspinne Uloborus walckenaerius unter dem Elektronenmikroskop untersuchten. Mit dem Wissen um den Aufbau dieser Fasern haben sie die Seidenstruktur künstlich nachgebaut: In Zukunft könnten synthetische Spinnennetze aus der Luft Wasser oder gesundheitsschädliche winzige flüssige Schwebeteilchen herausfiltern.
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Der Nordamerikanische Ochsenfrosch überraschte die Wissenschaftler mit seiner speziellen Sprungtechnik.

Katapult im Bein - Weshalb Frösche so weit springen können

Dank spezieller Muskeleigenschaften können Frösche so extrem weit springen: Ihre Muskulatur ist viel dehnbarer als die von Säugetieren, hat ein US-Forscherteam entdeckt, als es den Sprungmechanismus von Nordamerikanischen Ochsenfröschen untersuchte. Im Ruhezustand sind die Beinmuskeln der Frösche extrem in die Länge gezogen. Wenn die Tiere jedoch losspringen, ziehen sich ihre Muskeln plötzlich stark zusammen. Auf diese Weise stellt die Muskulatur die nötige mechanische Kraft her, um den Körper nach vorne zu katapultieren. Das Kraftmaximum im Muskel wird dabei erst während der Bewegung aufgebaut, berichten die Forscher um Emanuel Azizi und Thomas Roberts von der Brown University in Providence.
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Delfine orientieren sich auf die selbe Weise wie Fledermäuse.

Evolution ging zweimal den gleichen Weg

Echo-Ortung entwickelte sich bei Fledermäusen und Delfinen selbst auf molekularer Ebene identisch

Obwohl Delfine und Fledermäuse ihre Echo-Ortungs-Fähigkeiten völlig unabhängig voneinander entwickelt haben, basieren ihre Systeme auf exakt den gleichen Veränderungen im Innenohr: Beide Tiergruppen verfügen über ein Verstärkerprotein im Ohr, das dank bestimmter Umbauten auf viel höhere Frequenzen spezialisiert ist als bei den übrigen Säugetieren. Das haben jetzt ein britisch-chinesisches und ein amerikanisch-chinesisches Forscherteam gezeigt. Die Natur hat also nicht nur das Sonarsystem zweimal unter sehr unterschiedlichen Bedingungen erfunden, sondern dabei auch zweimal den gleichen Weg beschritten - vermutlich, weil es nur eine sehr begrenzte Anzahl von Möglichkeiten gibt, wie sich ein Innenohr sensibler für Ultraschallfrequenzen machen lässt.
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Die 3D-Computertomografie des Schädels einer Fledermaus

Kehlige Rufe

Ein spezieller Knochenmechanismus erlaubt Fledermäusen die Echo-Ortung

Einige Fledermausarten stoßen ihre Echosignale mit einer jetzt in ihrem Schädel entdeckten Knochenkonstruktion über den Kehlkopf aus. Damit lassen sie sich eindeutig von den Fledermäusen abgrenzen, die sich mit Klicklauten der Zunge orientieren oder ganz ohne Echo-Ortung navigieren. Auf den speziellen Knochenmechanismus ist ein internationales Forschungsteam gestoßen, als es Computertomografien von Fledermausschädeln auswertete. Die Entdeckung hat auch Konsequenzen für die Bewertung der Urahnen der Fledermäuse: Bei der ältesten bekannten Fledermaus, die vor rund 50 Millionen Jahren lebte, wurde angenommen, dass sie ohne Echo-Ortung navigierte. Nun haben die Wissenschaftler die Knochenverbindung auch in dem Fossil nachgewiesen.
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Flugsaurier hatten hervorragende aerodynamische Eigenschaften

Flugsaurier Vorbilder für die Jets von morgen

Schon oft stand das Design der Natur Pate für innovative Technologien. Nun sollen die Flügel der Flugsaurier die moderne Luftfahrttechnik revolutionieren.

Wie funktioniert eigentlich der Flügelschlag von Vögeln oder anderen fliegenden Tieren? Diese Frage hat Flugzeugkonstrukteure seit jeher befasst, doch bis jetzt ist es noch nicht gelungen, die Tierwelt beim Fliegen perfekt zu kopieren. Ein Forscherteam des Naturkundemuseums Karlsruhe um den Biologen Eberhard Frey will nun das Flugverhalten von längst ausgestorbenen Flugsauriern analysieren, um moderne High-Tech-Flugzeuge zu verbessern. Unterstützt wird das Projekt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Göttingen.

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Blütenvorbild

Künstliche Blütenblätter

Bayreuther und Bonner Forschern ist es gelungen, die mikro- und nanostrukturierten Oberflächen von Blütenblättern durch "Wrinkle"-Technik künstlich nachzubilden.

 Macromolecular Chemistry and Physics 

Gefangen im Spinnennetz

Eine Studie chinesischer Forscher über Spinnennetzseide zeigt, dass strukturelle Änderungen es möglich machen, dass die Seide Tautropfen sammeln kann. ...

 Nature 

Die Tiefseeschnecke Crysomallon squamiferum besitzt einen extem harten Panzer mit einer ausgeklügelten Schichtstruktur.

Schneckenpanzer liefert Anregungen für robuste Materialien

Eine nur wenige Zentimeter große Tiefseeschnecke könnte helfen, bessere Schutzausrüstungen und Panzerungen zu entwickeln: Sie besitzt ein Schneckenhaus, dessen Schale dank einer ungewöhnlichen dreischichtigen Struktur extrem widerstandsfähig gegenüber Stößen, Druck und Rissen ist. Das haben US-Forscher entdeckt, als sie die Panzerstruktur der Tiefseeschnecke Crysomallon squamiferum untersuchten. Das kleine Tier lebt auf dem Meeresgrund in der Nähe von Hydrothermalquellen, wo die Lebensbedingungen äußerst harsch sind. Es ist also auf einen stabilen und gleichzeitig flexiblen Schutzpanzer angewiesen. Sollte es gelingen, das Prinzip künstlich nachzubauen, könnten daraus stabilere Materialien beispielsweise für den Einsatz im Sport, im Personenschutz, in der Raumfahrt und der Luftfahrt sowie für den Schutz von Pipelines entwickelt werden.
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Chaos befreit den Roboter aus einer Falle

Chaos kontrolliert Roboterbeine

Soll sich ein Laufroboter vorwärts bewegen, müssen seine Beine in einem regelmäßigen Rhythmus angesteuert werden: Beispielsweise schwingen beim so genannten Dreifuß-Gang insektenartiger Roboter drei Beine nach vorne, während die jeweils gegenüberliegenden auf dem Boden bleiben. Weil sich aber für unterschiedliche Situationen jeweils andere Gangarten - und damit Rhythmen - besser eignen, haben Wissenschaftler des Bernstein Center for Computational Neuroscience in Göttingen einen Roboter entwickelt, der seine Sensoren dazu nutzen kann, flexibel zwischen unterschiedlichen Bewegungsmustern umzuschalten.
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Mit ihrem eifrigen Herumwuseln suchen sich Mäuse einen Referenzpunkt, von dem aus sie immer wieder zu Erkundungen aufbrechen.

Mäuse erlaufen in unbekanntem Terrain Landmarken zur Orientierng

In fremden Umgebungen huschen Mäuse scheinbar planlos und hektisch umher, doch die Drehungen und verschlungenen Bewegungsmuster haben einen tieferen Sinn: Ein israelisch-kanadisches Forscherteam hat anhand von Bewegungsanalysen herausgefunden, dass die kleinen Nager immer wieder zu einem festen Punkt zurückkehren. Diese imaginäre Anlaufstelle bauen die Tiere zu einer Landmarke aus für die präzise Orientierung. Die eingeschlagenen Pfade dienen dabei einzig dem Ziel, die Interpretation der ungewohnten Szenerie durch neue Blickwinkel abzusichern.
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Wenn der Wal wie eine Grille zirpt

Zirpen, Pfeifen, Kreischen: Der Klang von Tierlauten hängt vom Energieumsatz ab

Grillenzirpen und Walgesänge haben mehr gemein, als es beim ersten Hören scheint: Ausschlaggebend für die Lautstärke, die Frequenz und die Dauer der Laute ist die Stoffwechselrate der Tiere, also wie viel Energie sie aufnehmen und verbrauchen. Denn die Energie entscheidet über Stärke und Anzahl der zur Lauterzeugung notwendigen Muskelbewegungen. Das haben US-Forscher durch entsprechende Vergleiche zwischen 500 verschiedenen Tierarten herausgefunden. Demnach unterliegen alle Laute ähnlichen Regeln - unabhängig davon, ob es sich um Rufe handelt, oder ob die Geräusche anderweitig erzeugt werden, im Fall der Grillen etwa durch das Aneinanderreiben der Beine. Hätten Grille und Wal die gleiche Größe und den selben Energieumsatz würden daher auch die akustischen Signale der Tiere wesentlich ähnlicher klingen, berichten James Gillooly von der University of Florida in Gainesville und sein Kollege Alexander Ophir.
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Der Evolutions-Tacho

Forscher bestimmen die Geschwindigkeit, mit der Mutationen bei Pflanzen auftreten

Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat bei einer kleinen Pflanze erstmals Evolution live und in Echtzeit beobachtet - und damit gleichzeitig die Geschwindigkeit gemessen, mit der sie voranschreitet: Innerhalb von 30 Generationen, also etwa vier Jahren, traten in jeder der fünf überwachten Linien der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana 20 Veränderungen im Erbgut auf. Damit liegt die Wahrscheinlichkeit, dass eine solche Veränderung, auch Mutation genannt, vorkommt, bei sieben Milliardsteln. Anders ausgedrückt: Jedes neue Pflänzchen hat im Durchschnitt zwei Mutationen in seinem Erbgut, die bei seinen Eltern noch nicht vorhanden waren.
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Nach ihrer Farbwandlung sind die Eidechsen in den als White Sands bezeichneten Kalkdünen wieder gut getarnt.

Kalkdünen bringen Eidechsen zum Erbleichen

Eidechsen entwickeln unterschiedliche molekulare Wege, um sich farblich ihrer Umgebung anzupassen

Viele Tiere passen sich farblich ihrem Lebensraum an, um sich vor Fressfeinden zu tarnen. Dumm nur, wenn sich plötzlich die Umgebung ändert. Dann ist rasche Anpassung gefragt: Unter dem evolutionären Druck ändern nahe verwandte Spezies häufig ganz unabhängig voneinander ihr Aussehen. Am Beispiel dreier ehemals dunkler, nun aber heller Eidechsenarten haben deutsche und US-Forscher herausgefunden, dass die entscheidenden Mutationen sogar das gleiche Gen betreffen können - der Mechanismus, der letztendlich die Farbänderung herbeiführt, muss aber nicht zwangsläufig derselbe sein: Bei einer Art gelangt das für die Pigmentproduktion verantwortliche Protein erst gar nicht an seinen Bestimmungsort, bei den anderen wird es dort zwar eingelagert, funktioniert aber nicht richtig, berichten die Forscher um Erica Bree Rosenblum von der University of Idaho in Moscow.
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Ein Amphioctopus marginatus in seiner Kokusnuss-Behausung im Meeresgrund

Oktopus baut mit Kokusnuss

Der kluge Krake baut vor: Wissenschaftler haben in Indonesien einen Oktopus entdeckt, der Kokusnussschalen einsammelt und zur späteren Verwendung als Behausung mitnimmt. Dieses ungewöhnliche Verhalten werten die australischen Forscher als ersten Hinweis darauf, dass wirbellose Tiere zum Werkzeug-Gebrauch fähig sind.

 Museum Victoria 

Was von der Feder übrig blieb: eine acht Millimeter große Versteinerung.

Älteste Feder Europas gefunden

Sie ist gerade mal acht Millimeter lang, sorgt aber für Aufsehen: Auf der Schwäbischen Alb wurde eine 150 Millionen Jahre alte Feder gefunden. Die älteste Europas - und womöglich weltweit. Sie lässt ganz neue Schlüsse zu. Nur wem sie gehörte, ist noch unklar.

 br-online 

Die durchsichtig Goldfischhaut erlaubt die Entwicklung zu beobachten ohne die Fische zu sezieren

Japanische Forscher züchten transparente Goldfische

Japanische Wissenschaftler haben durchsichtige Goldfische gezüchtet, deren Organe durch Haut und Schuppen durchscheinen. Bald wird es auch transparente Frösche geben.

 Cosmos 

Die Poren, die für den Gasaustausch von Pflanzen zuständig sind, können durch genetische Veränderungen wassersparender werden.

Kohlendioxidsensor bei Pflanzen hilft vor Flüssigkeitsverlust

Wissenschaftler haben entdeckt, wie sie Pflanzen fit für eine Zukunft mit einem höheren Kohlendioxid-Gehalt in der Luft machen können: Werden bestimmte Sensor-Proteine in den Blättern optimiert, reagieren die Pflanzen sensibler auf CO2. Dadurch müssen sie die winzigen Atemöffnungen in ihren Blättern nicht ganz so weit öffnen - mit der Folge, dass gleichzeitig auch weniger Wasser verdunstet. Vor allem in trockenen Gegenden könnten derartig veränderte Pflanzen viele Vorteile bringen, glauben die Forscher. Für die Pflanzen ist der Wassersparmodus allerdings mit einem Problem verbunden: Ähnlich wie ein Mensch, der plötzlich weniger schwitzt, können sie ihre Temperatur nicht mehr so effektiv senken - und das kann in sehr heißen Gegenden durchaus zum Problem werden. Über ihre Entdeckung berichtet das Team um Julian Schroeder von der Universität von Kalifornien in San Francisco.
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Haftungskünstler, der doch wandern kann: Seestern vor der Südküste Tasmaniens

Ihr Leben, das ist ein Kleben

Der Blick in den Mund verheißt Robert Sader nichts Gutes. Anstelle des linken Schneidezahns klafft eine Lücke, wund und rot: Wieder einmal hat ein Patient einen künstlichen Zahn verloren. "Vor allem bei infektanfälligen Menschen kommt das oft vor", sagt der Kieferchirurg von der Universitätsklinik in Frankfurt am Main. Sader erneuert Implantate, die ausgefallen sind oder sich gelockert haben, weil sich Zahnfleisch und Knochen ringsum entzündeten. Der Grund für eine solche Implantitis: Das Gewebe umschließt das fremde Material nicht richtig, in den Spalt dringen Bakterien ein. Das könnte künftig eine Paste nach Art der Miesmuschel verhindern.
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Nervenverbindungen im Gehirn vernetzen sich sehr schnell, wenn motorische Fähigkeiten erlernt werden.

Gehirn verdrahtet sich blitzschnell

Beim Lernen motorischer Fähigkeiten vernetzen sich die Nervenzellen so schnell, dass man dabei zusehen kann

Beim Erlernen einer muskelgesteuerten Fähigkeit beginnen die Nervenzellen im Gehirn fast augenblicklich damit, sich neu zu verbinden. Das haben US-Wissenschaftler herausgefunden als sie das Bewegungslernen von Mäusen untersuchten. Indem sie ihnen Futter als Belohnung anboten, brachten sie den Tieren bei, sich durch einen engen Spalt zu quetschen. Als sie vor, während und nach dem Training die Auswirkungen der Übung auf das Mäusegehirn untersuchten, stellten die Molekularbiologen Überraschendes fest: Innerhalb von einer Stunde bildeten sich Synapsen zwischen Nervenzellen in eben dem Gehirnbereich aus, der Muskelbewegungen kontrolliert. Die neuen Nervenverbindungen erwiesen sich als sehr robust: Auch im Test nach vier Monaten beherrschten die Mäuse ihren Trick noch - selbst das Lernen ähnlicher motorischer Fähigkeiten störte die aufgebaute Hirnverdrahtung nicht. Langfristig sollen die Erkenntnisse Neurologen dabei helfen, das Langzeitgedächtnis von Schlaganfall-Patienten schneller wieder herzustellen.
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Hammerhaie haben einen umfassenden Blick aufgrund der weit auseinander leigenden Augen.

Hammerhaie haben ein außergewöhnliches Sehvermögen

Hammerhaie haben dank ihrer Kopfform ein außergewöhnliches Sehvermögen

Hammerhaie haben dank ihrer besonderen Kopfform und Stellung der Augen ein Blickfeld von bis zu 360 Grad. Das haben US-Forscher bei Analysen der Sehfähigkeit der Meeresbewohner mit den hammerförmigen Köpfen herausgefunden. Lange Zeit hatten Meeresbiologen gerätselt, ob sich die Blickfelder der beiden extrem weit auseinanderliegenden Augen überhaupt überlappen. Die Messungen der Forscher um Michelle McComb von der Florida Atlantic University in Boca Raton ergaben nun eine deutliche Überlappung der beiden Blickfelder. Werden noch die möglichen Augenbewegungen einbezogen, können die Haie ihre Umgebung mit einem 360-Grad-Rundumblick überwachen.
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Geweihe von kämpfenden Rothirschen sind widerstandsfähiger als ihre eigenen Oberschenkelknochen.

Geweihe von Rothirschen sind gleichzeitig steif und zäh

Geweihe von Rothirschen halten Brunftkämpfen stand, weil sie ungewöhnlich steif und zäh sind. Das haben spanische und britische Wissenschaftler herausgefunden, als sie die mechanischen Eigenschaften der Geweihe untersuchten und mit den Werten von Oberschenkelknochen der Tiere verglichen. Die Geweihe können bei einem Zusammenstoß siebenmal so viel Energie aufnehmen wie die Knochen. Die zu Beginn der Brunftzeit ausgetrockneten Geweihe waren zudem besser gegen Brüche und Risse gerüstet als die noch feuchten Geweihe, die im Frühjahr beginnen, heranzuwachsen.
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Der Käfer Upis ceramboides schützt sich mit einem Vielfachzucker vor Temperaturen von minus 60 Grad Celsius.

Super-Frostschutz aus dem Käfer

Forscher entdecken bisher unbekannte Anti-Gefrier-Strategie

US-Wissenschaftler haben ein außergewöhnliches Frostschutzmittel in einem Käfer entdeckt, der Temperaturen von bis zu minus 60 Grad Celsius überlebt: Upis ceramboides krabbelt durch Alaska und schützt sich durch ein großes Molekül aus dem Vielfachzucker Xylomannan vor dem Erfrieren. Er benutzt damit eines der wenigen Frostschutzmittel im Tierreich, das nicht auf einer Proteinstruktur basiert. Konventionelle künstliche Antifrost-Mittel bestehen meist aus kleinen Molekülen, die in hohen Konzentrationen den Gefrierpunkt senken. Bei großen Molekülen wie denen des neuentdeckten Käfermittels genügen dagegen geringe Mengen: Sie binden sich einfach in die Eiskristallgitter ein und verhindern so deren für Zellen gefährliches Wachstum. Den Käferfrostschutz stellen die Wissenschaftler um Kent Walters von der University of Notre Dame im US-Bundesstaat Indiana vor.
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Der protein-haltige Eiklebstoff benetzt die Pflanzenoberfläche und lässt das Käferei zuverlässig darauf haften

Protein-Kleber fixiert Käfereier

Mit einem Klebstoff aus Proteinen überwinden manche Käferarten bei der Eiablage den wasserabweisenden Effekt von mit Wachskristallen bedeckten Blattoberflächen. Das beobachteten jetzt Dagmar Voigt und Stanislav Gorb vom Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart und dem Zoologischen Insitut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel am Gemeinen Spargelhähnchen (Crioceris asparagi), einem heimischen Blattkäfer, der sich auf ein Leben auf und von der Spargelpflanze spezialisiert hat.

Originalpublikation: Voigt, D., Gorb, S.: Egg attachment of the asparagus beetle Crioceris asparagi to the crystalline waxy surface of Asparagus officinalis. In: Proceedings of the Royal Society B 10.1098/rspb.2009.1706, 2009.

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Die Amerikanischen Scheidenmuschel (Ensis directus) diente den Roboterbauern als Vorbild.

Muschel dient als Vorbild für neues Verankerungssystem

Die Amerikanische Scheidenmuschel stand Modell: US-amerikanische Wissenschaftler haben einen Roboter entwickelt, der sich wie die Muschel innerhalb weniger Sekunden in den Meeresschlick eingräbt. Mit Hilfe des besonders leichten und energiesparenden Geräts können kleine Unterwasservehikel im Meeresboden verankert werden. Derzeit testen die Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology in Cambridge ihren Muschelroboter am Kap Kabeljau im Südosten des Bundesstaats Massachusetts.
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»BioPat«: Suchwerkzeug im Ideenreservoir der Natur

Das vom Fraunhofer IAO neu entwickelte Werkzeug »BioPat« ermöglicht, Lösungsstrategien und Prinzipien der Natur zu identifizieren und für Ingenieuraufgaben nutzbar zu machen. Zum Einsatz kommt es im Rahmen der nun angebotenen Bionikpotenzialanalyse.
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Ch. Kandlbauer hat links eine Hightech-Arm-Prothese. Rechts trägt er die klassische Version, die mit Muskelkraft gesteuert wird

Gedanken steuern Kunst-Arm

Der Österreicher Christian Kandlbauer verlor bei einem Unfall beide Arme. Mittlerweile trägt er eine neuartige Prothese und kann sogar allein Auto fahren.

Jeden Morgen fährt Christian Kandlbauer zur Arbeit. Allein. Ohne fremde Hilfe. In seinem Auto. Nichts Besonderes? Dass der 22-Jährige überhaupt hinter einem Steuer sitzt, ist ein medizinisches Wunder. Denn der junge Mann aus der Steiermark verlor 2005 beide Arme bei einem Unfall.

Jetzt trägt er eine europaweit einmalige Spezialprothese, die sich durch Gedanken wie ein natürlicher Arm steuern lässt. Was nach Science-Fiction klingt, ist für die Herstellerfirma Otto Bock ein medizinischer und technischer Quantensprung.
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Evolution schaffte bei Mäusen u Eidechsen 2mal das gleiche Gift

Die Evolution hat unabhängig voneinander bei zwei völlig unterschiedlichen Tierarten das gleiche Gift hervorgebracht. Die Nördliche Kurzschwanzspitzmaus sowie die Skorpion-Krustenechse bilden ein sehr ähnliches tödliches Enzym, um ihre Beute zu lähmen und zu töten. Demnach hat sich aus dem harmlosen Enzym Kallikrein mindestens zweimal im Laufe der Evolution ein tödlicher Wirkstoff entwickelt.
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Sisyphos' Erbin - Sahara-Spinne rollt auch bergauf

Bionik-Professor der TU Berlin macht außergewöhnliche Beobachtung in der Wüste
Wenn Professor Dr. Ingo Rechenberg von seiner alljährlichen Sahara-Tour zurückkehrt, dann hat er meist Interessantes zu berichten. In diesem Sommer hat er einen achtbeinigen "Sisyphos" beobachtet: Eine ihm bereits bekannte Rad-Spinne trotzte souverän der Schwerkraft. "Wie der Held in der griechischen Mythologie einen Felsbrocken, so bewegte sie ihren massiven Körper rollend den Dünenberg aufwärts. Als die Steigung zu groß wurde, kippte sie nach hinten über und trudelte wieder bergab - um dann, wie Sisyphos, wieder von vorn zu beginnen", berichtet der Bioniker an der Technischen Universität Berlin.
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Die fleischfressenden Venusfliegenfallen steuern ihren Klappmechanismus über elektrische Signale.

Von Pflanzen, elektrischen Impulsen und Gehirnen

Botaniker finden immer mehr Signalsysteme in der Flora, die ähnlich arbeiten wie Nerven

Tiere - und Menschen - stehen buchstäblich dauerhaft unter Strom. Ständig flitzen elektrische Signale durch ihre Nerven, ermöglichen Bewegungen, Riechen, Schmecken, Sehen - und, nicht zu vergessen, die Reaktion auf unvorhergesehene Ereignisse. Ohne die fixen elektrischen Impulse wäre es beispielsweise nicht möglich, beim plötzlichen Auftauchen eines hungrigen Löwen Reißaus zu nehmen. Pflanzen tun sich dagegen im Allgemeinen nicht gerade durch hektische Betriebsamkeit hervor. Sie stehen stets an der gleichen Stelle, bewegen sich höchstens einmal sacht im Wind und wachsen dabei langsam vor sich hin. Schnelle Stromstöße, so die Ansicht vieler Botaniker, braucht man für einen solchen Lebensstil nicht.
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Fangschreckenkrebse besitzen die komplexesten bislang bekannten Augen der Tierwelt.

Sehapparat von Krebsen dient als Vorbild für DVD-Player

Die komplexen Augen von Fangschreckenkrebsen könnten helfen, Fotoapparate und DVD-Player zu verbessern. Zu diesem Schluss sind britische Forscher gekommen. Die Wissenschaftler um Nicholas Roberts von der University of Bristol entdeckten bei einer genauen Untersuchung der Krustentieraugen röhrchenförmige Zellmembranen, mit denen die Krebse sogenanntes linear polarisiertes Licht in zirkular polarisiertes Licht umwandeln können und umgekehrt. Ein solches Prinzip wird mit Hilfe eines Bauteils namens Wellen- oder Verzögerungsplättchen unter anderem bei CD-Spielern und Kameras verwendet. Der entscheidende Unterschied: Künstliche Wellenplättchen können nur jeweils eine Farbe, also eine bestimmte Wellenlänge beeinflussen, die Augen der Krustentiere hingegen das gesamte Farbspektrum.
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Die Frau der Zukunft: klein und dick

Die menschliche Evolution begünstigt anscheinend einen bestimmten Körperbau

US-Forscher haben eine Antwort auf die Frage gefunden, wohin sich die Menschheit entwickelt - zumindest für die weibliche Hälfte: Frauen werden in Zukunft etwas dicker und kleiner sein als heute, dafür aber ein gesünderes Herz-Kreislauf-System besitzen. Sie bekommen ihr erstes Kind etwas früher, während die Wechseljahre später einsetzen. Gezogen haben die Wissenschaftler diese Schlussfolgerungen aus der Analyse der Daten von über 2.200 Frauen, die in der sogenannten Framingham-Studie seit gut 60 Jahren gesammelt werden.

Fazit: Die Evolution des Menschen und der Einfluss der natürlichen Selektion sind keineswegs zum Stillstand gekommen, sondern wirken nach wie vor auf die Menschheit ein.
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Sitztüftler: Zwei BMW-Entwickler bei der Sitzprobe.

Prinzip Fischflosse - Der Autositz von morgen

Sitzentwickler Thomas Klawitter und drei Teams von Konstrukteuren fanden bei näherem Hinsehen jede Menge Möglichkeiten, Komfort, Sicherheit und Gewichtsersparnis bei Autositzen zu optimieren. Sie liessen sich dabei unter anderem von Wasserbewohnern leiten.

Bei Klawitters «Bionik-Sitz» funktioniert die Rückenlehne wie der Leib einer Forelle. Presst man den Rücken hinein, nähert sich die Nackenstütze automatisch dem Kopf. Klingt seltsam, entspricht aber tatsächlich dem Bewegungsmodus einer Schwanzflosse: Drückt man seitlich gegen den Körper, kommt sie einem entgegen. Im Sitz sorgt das für ein Gefühl der Geborgenheit, vermindert aber auch die Gefahr eines Schleudertraumas. «Und zwar noch besser als aktive Kopfstützen», sagt Klawitter nicht ohne Stolz. Angenehmer Nebeneffekt: Die neuartige Rückenlehne ist dünn und schmal, sie lässt daher den Fondpassagieren mehr Beinfreiheit.
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Unterwasserklebstoff

Seepockenleim und Blutgerinnung haben vieles gemeinsam

Der Superkleber, mit dem sich Seepocken an Boote und andere Oberflächen haften, beruht auf dem gleichen Prinzip wie die Blutgerinnung. US-Forscher haben den Leim, der die Krustentiere für Bootsbesitzer zu verhassten Plagegeistern macht, genauer untersucht. Dabei fanden sie heraus, dass wie bei der Blutgerinnung eine Flüssigkeit produziert wird, deren Einzelbestandteile sich nach der Ausscheidung zu langkettigen Molekülen verbinden. Dadurch entsteht ein sehr wirksamer Klebstoff, der immer zähflüssiger und schließlich fest wird. Offenbar wirken im Blut und bei den Seepocken sogar die gleichen Schlüsselmoleküle: Die Forscher fanden im Seepockensekret sogenannte Proteasen, die auch im Blut Kettenreaktionen in Gang setzten, an deren Ende die verklumpten Einzelteile stehen.
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Schmetterlingsflügel helfen bei der Entwicklung von Solarzellen

Britische Wissenschaftler haben Schmetterlingsflügel nachgebaut, die in ihrer Nanostruktur mit dem Original übereinstimmen. Die fragilen Konstruktionen haben wie ihre Vorbilder eine Oberfläche aus regelmäßig angeordneten Nanoteilchen, die durch ihre spezielle Lichtbrechung unter anderem den irisierenden Farbeindruck der Flügel hervorrufen. Das künstlich hergestellte Oberflächenmaterial könnte nach Ansicht der Forscher beispielsweise die Effizienz von Solarzellen steigern. Das amerikanisch-spanische Forscherteam um Akhlesh Lakhtakia von der Staatsuniversität von Pennsylvania in University Park hält auch die Entwicklung von Minikameras denkbar, die den Facettenaugen von Insekten nachempfunden sind.

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Das Prinzip "Entenkopf" ist der Natur nachempfunden.

Der Klettverschluss aus Stahl

Klettverschlüsse haben sich auf breiter Front in Industrie und Haushalt durchgesetzt. Doch sie haben einen Haken: Für viele Anwendungen sind sie zu schwach. Am Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen der Technischen Universität München wurden nun Klettverschlüsse aus Federstahl entwickelt. Sie sind gegen Chemikalien beständig und halten auch bei 800°C noch einem Zug von bis zu 35 Tonnen pro Quadratmeter stand.
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Pflanze fängt Insekten mit raffinierter Klebefalle

Insekten, die in Kontakt mit den Blättern der Südafrikanischen Taupflanze Roridula gorgonias kommen, sind rettungslos verloren: Binnen weniger Augenblicke verfängt sich das zappelnde Opfer im klebrigen Sekret der Pflanzenhaare und sein Tod ist besiegelt. Wissenschaftler haben nun entdeckt, wie die Pflanze ihre Beute am Entkommen hindert.

Dagmar Voigt, Elena Gorb und Stanislav Gorb vom Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart und der Christian-Albrechts-Universität in Kiel haben den Aufbau dieser Klebefalle untersucht und dabei die Flexibilität der Klebehaare und die Klebekraft ihres Sekrets gemessen. Demnach gibt es drei Arten von Drüsenhaaren auf den Blättern: lange dünne Haare von 3,3 - 5 Millimeter Länge, mittellange Haare (1-2,4 Millimeter) und kurze dickere Haare (0,3 - 0,7 Millimeter).

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Ökologisch korrekt einmal anders: Strom aus dem Baum.

Nachwachsende Steckdose

Ins Holz gesteckte Elektroden sollen in Wäldern Energie für Messgeräte liefern

Bäume können nicht nur über ihr Holz für den Menschen nutzbare Energie erzeugen, sondern auch elektrischen Strom direkt herstellen. Dieser Vision sind amerikanische Forscher in Experimenten nähergekommen, bei denen sie mit in Bäume gesteckten Elektroden und einem Verstärker kurzfristig elektrische Spannungen von bis zu 1,1 Volt erzeugten. Die Technik ist zwar nicht zur Produktion größerer Energiemengen geeignet, könnte jedoch einmal dazu dienen, Sensoren für die Überwachung von Wäldern mit Energie zu versorgen.
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Südafrikanische Taupflanze Roridula gorgonias mit gefangener Beute

Mehr als nur auf den Leim gegangen

Insekten, die in Kontakt mit den Blättern der Südafrikanischen Taupflanze Roridula gorgonias kommen, sind rettungslos verloren: Binnen weniger Augenblicke verfängt sich das zappelnde Opfer im klebrigen Sekret der Pflanzenhaare und sein Tod ist besiegelt. Wissenschaftler haben nun entdeckt, wie die Pflanze ihre Beute am Entkommen hindert.

 MPG Presseinformation 

Knochentransplantate dank Bakterienleim stabiler?

Der hocheffiziente Leim, mit dem sich Bakterien an Oberflächen festkleben, könnte zur Herstellung von neuen Knochenimplantaten dienen. Forscher fanden heraus, dass der von den Mikroorganismen produzierte Kleber den Stoff Hydroxylapatit enthält, dessen Haftfähigkeit sie durch Erhitzen und Trocknen erheblich steigern konnten. Hydroxylapatit wird schon lange für Implantate verwendet. Der Bakterienkleber ist aber stabiler und langlebiger als die synthetisch hergestellte Substanz. Die Einzeller erreichen zudem auch kleinste Spalten und Ritzen in Oberflächen und können diese mit Leim auffüllen, was mit bisherigen Techniken nicht möglich ist.
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Ente als Vorbild für Schiffsantrieb

Hat die Schiffsschraube ausgedient?

20 Jahre lang hat Hermann Dettwiler nachgedacht, gezeichnet, entwickelt, verworfen, physikalische Prinzipien in Frage gestellt, wieder neu begonnen und Prototypen konstruiert, bis er am Ziel war: Eine neue Antriebstechnik war erfunden, die vor allem in der Flussschifffahrt die herkömmliche Schiffsschraube ersetzen soll.

 zum SF Videoportal 

Taufliege bringt Forscher auf Idee für wirksames Repellent

Ausgerechnet die lästigen kleinen Taufliegen und ihre Gewohnheit, in Scharen überreife Früchte zu umschwärmen, haben Forscher jetzt auf die Idee für ein günstiges umweltfreundliches Mückenschutzmittel gebracht: Die Früchte enthalten Duftstoffe, die die Fliegen sozusagen blind gegenüber Kohlendioxid machen. Da auch Stechmücken dieses Gas in der von Tieren und Menschen ausgeatmeten Luft wahrnehmen und es als Wegweiser zu ihrer Beute nutzen, könnten diese oder ähnliche Duftstoffe in Zukunft helfen, den "Moskito-Mensch-Kontakt zu reduzieren", wie es die Forscher formulieren. In einem Laborversuch haben sie bereits nachgewiesen, dass die Mücken prinzipiell ähnlich reagieren wie die Taufliegen.
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Bei Splitterbrüchen kann der Wurmkleber die kleinen Bruchstücke zusammenleimen.

Meeresbewohner liefert Vorbild für Medizinprodukt

Bionik. - Ein bescheidener Wurm vom Meeresboden hat einen phantastischen Schnellkleber entwickelt. Materialforscher der Universität Utah wollen den Stoff nachahmen und für chirurgische Einsätze nutzen. Auf der Tagung der Amerikanischen Chemiker in Washington haben sie gerade den Stand ihrer Forschung vorgestellt.
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Warum Menschen immer im Kreis laufen

Beim Herumirren ergibt sich die geometrische Form zwangsläufig

Menschen laufen ohne Orientierungshilfe im Kreis, selbst wenn sie versuchen, eine Richtung einzuhalten. Dahinter steckt aber nicht, wie häufig behauptet, die Dominanz eines Beins, das einen immer in eine bestimmte Richtung drängt. Vielmehr irren die Wanderer zufällig herum, und die Kreisform ergibt sich automatisch irgendwann aus den zufälligen Abweichungen von der angepeilten geraden Linie. Das haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für biologische Kybernetik in Tübingen herausgefunden, als sie Versuchsteilnehmer im Rheintal und in der Sahara mit GPS-Geräten verfolgten und ihre Wege aufzeichneten. Menschen verlieren demnach ohne optische oder akustische Hilfe jeden Orientierungssinn.
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Für humanoide Roboter hat Kunststofftechnik-Spezialist Igus ein ganzes Skelettteil entwickelt, das leicht und wartungsfrei ist.

Gelenke aus dem Baukasten vereinfachen humanoide Systeme

Humanoide Roboter kommen. Wer einmal beim "RoboCup" den künstlichen Athleten beim Fussballspielen zusah, der ahnt, wie rasch die Entwicklung voranschreitet. Mit einem "Roboter-Baukasten" für Gelenke will Tribokunststoff-Spezialist igus Konstrukteuren jetzt das Leben bei der Entwicklung humanoider Systeme leichter machen.

"Bei der Entwicklung von humanoiden Robotern verbringen wir unendlich viel Zeit mit der Mechanik." Über diesen Umstand klagte Dr. Rudolf Bannasch, Geschäftsführer der Berliner Evo-Logics, ein Hightech-Unternehmen im Bereich Bionik und Humanoide Roboter, Und gab damit Kunststoff-Spezialist Igus den ausschlaggebenden Impuls für die Entwicklung von Kunststoff-Skelettteilen.

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Carabus auratus, ein Vertreter der Laufkäfer

Orangenduft als Waffe

Laufkäfer produzieren eine nach Orange riechende Substanz, um Feinde in die Flucht zu schlagen. Dieser Limonen genannte Stoff ist in vielen Anti-Insekten-Mitteln enthalten. Daneben produzieren die Tiere weitere Abwehrstoffe, die mit Hilfe des Limonens die äußerste Schicht der Panzer feindlicher Insekten durchdringen können. Dieses effiziente Verteidigungssystem entdeckten der in den USA für seine "Drugs from Bugs"-Forschung bekannte Forscher Athula Attygalle vom Stevens-Institut für Technologie in Hoboken und seine Kollegen bei der Untersuchung mehrerer Arten der weit verbreiteten Käfer.
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Das Gehirn nutzt ein Scheinwerfer-Prinzip zum Suchen

Wer in einem Café nach einem bekannten Gesicht sucht, nutzt dabei unbewusst eine Art geistigen Scheinwerfer - ein Objekt nach dem anderen wird einzeln beleuchtet. Das schließt ein US-Forscherduo aus den Ergebnissen von Versuchen mit zwei Affen. Die Geschwindigkeit des geistigen Suchscheinwerfers wird dabei von der Gehirnaktivität bestimmt: Sie folgt einem bestimmten Rhythmus, bei dem sich aktive und inaktive Phasen in einer Art Wellenbewegung abwechseln. Die Eindrücke werden also einer nach dem anderen verarbeitet, wobei der Scheinwerfer bis zu 25 verschiedene Objekte pro Sekunde beleuchten kann. Dies sei eines der ersten Beispiele für eine direkte Rolle der schon lange bekannten Hirnwellen bei der Reizverarbeitung, schreiben die Wissenschaftler.
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Der aufrechte Gang belastet das Skelett auf ganz andere Weise als der Knöchelgang der Affen.

Erst Baum, dann Boden

Neue Studie unterstützt die These, dass die typisch menschliche Fortbewegungsweise ihren Ursprung nicht auf der Erde hat

Der aufrechte Gang bei den Vorfahren des Menschen ist entstanden, als diese von den Bäumen auf ein Leben am Boden wechselten. Das sagen die US-amerikanischen Anthropologen Tracy Kivell und Daniel Schmitt nach einer Auswertung der Anatomie heute lebender Menschenaffen. Die Forscher widersprechen damit der unter Wissenschaftlern ebenfalls gängigen Theorie, nach der sich die aufrechte Gangart bei Vorfahren des Menschen entwickelt hat, die bereits am Boden lebten.
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Fabel mit wahrem Kern

Krähen heben tatsächlich den Wasserspiegel in einem Gefäß durch Hineinwerfen von Steinen an, wie bereits Aesop beschrieb

Was Aesop in seiner Fabel "Die Krähe und der Wasserkrug" schon vor zweieinhalb Jahrtausenden beschrieben hat, konnten britische Forscher nun erstmals experimentell nachweisen: Krähen warfen in ihren Versuchen Steine in ein Gefäß, um den Wasserspiegel so weit ansteigen zu lassen, dass sie an eine im Wasser schwimmende Beute gelangen konnten. Sie lernten zudem nach wenigen Versuchen, dass größere Steine schneller zum Erfolg führen und dass das Prinzip nur mit Wasser und nicht mit Sägemehl funktioniert. In der Fabel des griechischen Dichters Aesop wird bereits ein Vogel beschrieben, der so lange Steine in einen Krug wirft, bis er das Wasser erreichen kann.

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Geckos kleben mit Kippschalter

Geckos benutzen erst ab einer bestimmten Neigung des Untergrundes ihr ausgeklügeltes Haftsystem

Geckos schalten das Superhaftsystem an ihren Füßen nur bei Bedarf ein, hat ein Forscherduo gezeigt. Ausschlaggebend ist dabei jedoch überraschenderweise nicht, wie rutschig der Untergrund ist, sondern ausschließlich, wie stark er geneigt ist: Beträgt der Neigungswinkel mehr als zehn Grad, setzen die Tiere ihre Füße so auf, dass die vielen kleinen Härchen an ihren Zehen optimalen Kontakt zur Oberfläche haben und dadurch haften bleiben. Ist der Untergrund hingegen flach, bleibt das Haftsystem ausgeschaltet - selbst wenn der Boden so glatt ist, dass die Tiere ständig wegrutschen. Das Prinzip sei vergleichbar mit einem Formel-1-Wagen, der zwischen den glatten Slicks und den besser haftenden Regenreifen wechselt, erläutern Anthony Russell von der Universität in Calgary und sein Kollege Timothy Higham von der Universität in Clemson: Die Regenreifen greifen zwar gut, verlangsamen die Fahrt jedoch gleichzeitig.

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Festeste Verbindung zwischen zwei Proteinen überhaupt gefunden

Die Muskelfasern enthalten ein Eiweißmolekül, das einen doppelten Rekord hält: Es ist nicht nur das größte Protein im Körper, es geht auch die festeste Verbindung zu einem anderen Eiweißmolekül ein, die Forscher je gemessen haben. Das haben jetzt Wissenschaftler aus München und Hamburg nachgewiesen. Mit dieser Rekordverbindung ist das Protien namens Titin an bestimmten Punkten der Muskelfaser verankert und schafft so überhaupt erst die Voraussetzungen für die korrekte Funktion des Muskels. Allerdings ist die Festigkeit der Bindung sozusagen eine eindimensionale Sache: Entgegen der Richtung, in der sich die Muskelfaser zusammenzieht und dehnt, hält die Verbindung kaum etwas aus - ähnlich wie ein Haken, der zwar in Zugrichtung bombenfest hält, sich jedoch löst, sobald die Kraft aus der anderen Richtung kommt.
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Dieser Falter ist das erste bekannte Tier, das mit Ultraschalltönen Feinde aktiv abwehren kann.

Falter stören mit Klickgeräuschen das Echolot von Fledermäusen

Falter wehren Angriffe von Fledermäusen mit einer Art Ultraschall-Klickgeräusch ab, das die Echolote dieser Feinde stört. Die Räuber können ihre Beute damit nicht mehr orten, und die meisten ihrer Angriffe bleiben erfolglos. Bisher war zwar bekannt, dass gewisse Falterarten die Laute von Fledermäusen hören und darauf reagieren können. Dass sie sich jedoch durch aktives Stören der Ortungssignale schützen können, wussten Wissenschaftler bisher noch nicht.
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Fischroboter mit Flossenantrieb für Tretboote

Historisch hat sich die klassische Schiffsschraube, auch Propeller genannt, aus den Schaufelrädern der Dampfschiffe entwickelt. Für die moderne Schifffahrt wählte man diese technische Lösung, da die Umsetzung eines Flossenantriebs, wie ihn Fische nutzen, Schwierigkeiten bei der technischen Umsetzung der Hin- und Herbewegung einer Flosse auf rotierende Motorenteile bereitete. Aus diesem Grund haben sich Flossenantriebe bislang nicht durchsetzen können, obwohl sie strömungstechnisch günstiger sind. Denn durch die Wellenbewegung eines stromlinienförmigen Körpers, wie einem Tunfisch oder Pinguin, werden nur geringe Wassermengen um den schwimmenden Körper verwirbelt. Dies spart Energie und steigert die Wendigkeit im Meer.
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Mattheck's Zugdreiecksmethode

Universalformen der Natur

Die Natur kennt keine Gnade! Wer nicht funktioniert, wer im Wettbewerb nicht bestehen kann, wird zumindest verjagt, überschattet, verdrängt oder gar aufgefressen.
Kein Wunder also, dass die Überlebenden der Evolution, was ihre mechanische Belastbarkeit angeht, sowohl formoptimiert als auch werkstoffoptimiert sind.
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Gehirn betrachtet Werkzeuge beim Benutzen als Teil des Körpers

Für das Gehirn wird der Hammer beim Einschlagen eines Nagels vorübergehend zu einem Körperteil, haben Forscher jetzt gezeigt. Schon nach einigen wenigen Minuten ist das Werkzeug so fest in das interne Bild des Körpers integriert, dass sich die Bewegungen des Arms messbar verändern - ein Effekt, der noch bis zu 15 Minuten nach dem Ablegen des Werkzeugs nachgewiesen werden kann. Genau diese Flexibilität des Körperbildes ist es vermutlich, die es dem Menschen erst ermöglicht, Werkzeuge so geschickt zu handhaben, schreiben Lucilla Cardinali vom Institut für Gesundheit und medizinische Forschung (INSERM) im französischen Bron und ihre Kollegen.
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Wozu hat der Wal auffällige Flossenkerben?

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So hätten sie sich auch gefragt, wozu die auffälligen Kerben in den Brustflossen der Buckelwale wohl gut seien. Im Rahmen ihres etwas ungewöhnlichen Forschungsprojektes "Die Flosse eines Wals" sind sie über mehrere Jahre diesem Phänomen auch mit der Frage, ob sich damit die Aerodynamik einer Flugzeug-Tragfläche optimieren lasse, nachgegangen. Um die Funktion einer Walflosse "in ihrem Element" zu erforschen und um entsprechende Messwerte zu erzielen, bauten sie einen Wasserkanal. Im Vergleich mit herkömmlichen Tragflächen zeigte sich, dass die Kerben unter bestimmten Bedingungen Vorteile für die Luftfahrt bringen können.
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Fledermäuse können sich untereinander anhand ihrer individuellen Echolotrufe unterscheiden.

Verständigung in hohen Tönen

Fledermäuse erkennen sich an ihren individuellen Echolotrufen

Fledermäuse können sich untereinander an ihrem Piepsen unterscheiden wie Menschen an ihrer Stimme. Das haben Forscher aus Tübingen und Konstanz bei Tests mit Großen Mausohren herausgefunden. Die Tiere konnten nach zwei bis drei Wochen Training mit mehr als 75-prozentiger Sicherheit die individuellen Echolotrufe eines Artgenossen aus den Rufen anderer Tiere heraushören. Über ihre Ergebnisse berichten Yossi Yovel und Mariana Melcon von der Universität Tübingen und ihre Kollegen.

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Hausspatzen können Aufgaben in der Gruppe besser lösen.

Teamwork mit Spatzenhirn

Sperlinge können Aufgaben in größeren Gruppen schneller lösen

Größere Gruppen machen Spatzen erfinderischer. Sie lösen im Pulk ihnen nicht vertraute Aufgaben wesentlich schneller als Sperlinge, die in kleinen Gruppen leben, haben ungarische Forscher herausgefunden. Vorteile größerer Gemeinschaften sind bei vielen Tieren schon länger bekannt. So werden Räuber schneller entdeckt, und die Einzeltiere sind besser vor Angriffen geschützt. Die Gruppendynamik beeinflusst jedoch auch Lösungsstrategien positiv, berichten András Liker und Veronika Bókony von der Universität von Pannonia in Ungarn.
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Metall macht Muschelmuskel hart

Kalifornischen Forschern ist es gelungen, das Geheimnis um die Widerstandskraft der Byssusfäden - das sind jene Fäden, mit denen sich die Tiere an Felsen haften - zu klären.

Nach Angaben der Materialforscher um Herbert Waite von der University of California in Santa Barbara sind dafür Metalle verantwortlich, die diesen Fäden ihre unglaubliche Stärke verleihen. Die Erkenntnis soll dabei helfen, neue Werkstoffe für medizinische und industrielle Anwendungen zu konzipieren, die sich an den Byssusfäden orientieren.

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Hörgerät 'made by nature'

Winziger Motor im Ohr macht auch leise Töne hörbar

Winzige zusammengerollte Membranen auf den Haarzellen im Ohr sorgen dafür, dass wir auch leise Töne deutlich wahrnehmen. Das Hörgerät 'made by nature" funktioniert wie ein elektrischer Verstärker, haben amerikanische Forscher herausgefunden: Indem sich die sogenannten Stereozilien vor- und zurückbewegen, erzeugen sie genügend Elektrizität, um leise Geräusche hörbar zu machen, berichten die Wissenschaftler um Richard Rabbitt.
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Buschfunk bei Bränden und Wassermangel

Forscher untersuchen Informationsübertragung in Pflanzen

Pflanzen haben Sinne, besagen neue Forschungsergebnisse: Sie leiten über elektrische Signale intern die Information über die äußeren Reize weiter

Sie sehen nicht, sie hören nicht: Pflanzen gelten als reine Zierobjekte, die man umtopft, denen man Triebe stutzt und Blätter zupft, ohne auch nur im Entferntesten daran zu denken, dass sie dabei etwas empfinden könnten. Denn das Grün ist nicht bei Sinnen, so die landläufige Meinung.

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Insekten wie dieser Tabakschwärmer nutzen für ihre Flugmanöver die gleiche Technik wie Vögel und Fledermäuse...

Vögel und Insekten haben den Dreh raus

Egal ob groß oder klein: Flugkünstler mit ähnlichem Körperbau nutzen auch dieselbe Technik, um in der Luft zu manövrieren

Ob Insekt oder Vogel: Um beim Fliegen die Richtung zu ändern, nutzen Flugkünstler mit ähnlichem Körperbau auch dieselbe Technik. Die Körpergröße spielt dabei keine Rolle. Das haben amerikanische Forscher herausgefunden, indem sie die Manövertechnik verschiedener Insekten, Vögel und Fledermäuse analysierten und miteinander verglichen. Aus den Ergebnissen entwickelten sie ein Flugmodell, das auf alle flugfähigen Tiere mit ähnlichem Körperbau zutrifft. Das Modell könne dazu beitragen, auch die Eigenschaften künstlicher Fluggeräte zu verbessern, berichten die Forscher um Tyson Hedrick von der Universität North Carolina in Chapel Hill.
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Bienen weisen Robotern den Weg

Ein Bienenvolk und jede Menge Robotik: Mit einer Kombination von Tier und Technik wollen Forscher der Universität Würzburg ein Instrument schaffen, mit dem sich die Umwelt günstig und großflächig überwachen lässt. Die EU fördert das Projekt mit 500.000 Euro.

 Biozentrum der Universität Würzburg 

Was Boote von Wasserläufern lernen können

Wasserabweisendes Material lässt Miniwasserfahrzeuge besser schwimmen

Maschendraht ist nicht gerade wasserdicht und daher nicht unbedingt das bevorzugte Baumaterial für ein Schiff. Zwei chinesischen Forschern ist es dennoch gelungen, kleine Boote aus einem speziell behandeltem Kupfergeflecht zu bauen. Die Drahtschiffchen schwimmen nicht nur, sondern bewegen sich sogar schneller und können mehr Ladung tragen als Boote aus gewöhnlichen Materialien. Warum das funktioniert: Das Kupfergewebe ist extrem wasserabweisend, wodurch sich ein dünner Luftfilm zwischen Wasser und Boot bildet, berichten Qinmin Pan und Min Wang vom Institute of Technology in Harbin.
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Pinguine behalten ihren Partner durch Verhaltenssynchronisation

Bei Kaiserpinguinen stimmen beide Partner eines Paares ihr Verhalten aufeinander ab, um sich im dichten Gedränge der Kolonie nicht zu verlieren. Das haben französische Forscher bei der Überwachung von vier balzenden Kaiserpinguinpaaren mit Temperatur- und Helligkeitssensoren in der Antarktis entdeckt. Demnach wechseln die beiden Partner nahezu synchron zwischen dem warmen Inneren der Kolonie und den kälteren Außenbereichen hin und her. Lediglich in seltenen Fällen drängte sich eines des Tiere ohne den Partner an andere Artgenossen, um sich aufzuwärmen, schreiben die Forscher.
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Afrikanische Springspinnen stehlen Ameisen ihre Beute

Die nur wenige Millimeter große Springspinne Menemerus bivittatus hat eine besonders effiziente Strategie entwickelt, um an Nahrung zu gelangen: Sie jagt räuberischen Ameisen ihre Beute ab. Das haben neuseeländische Forscher in Filmaufnahmen der Spinnen in Kenia beobachtet. Den Tieren gelingt es damit, an frische Beute zu gelangen, die sie für ihre Verdauung benötigen.
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Fingerabdruck mit Funktion

Die Riffelung der Haut an der Fingerspitze hilft beim Tasten

Wenn Finger über eine Oberfläche streichen, erzeugt die Riffelung der Fingerspitze Vibrationen auf der Haut, wodurch winzige Unebenheiten spürbar werden. Das haben französische Forscher anhand eines künstlichen Tastsensors gezeigt. Ein künstlicher Fingerabdruck aus Gummi verstärkte Vibrationen in einer Frequenz, die von Sinneszellen in den Fingerkuppen besonders gut wahrgenommen wird.
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Tierische Kleber: Salamander für die Wundheilung,

... Miesmuscheln fürs Gebiss

Wiener Biologe arbeitet mit Hautsekret der Amphibien für medizinische Anwendungen - natürliche Klebstoffe könnten verträglicher ein als künstliche

Wien - Bionik in der Medizin: Wissenschafter um den Biologen Janek von Byern von der Universität Wien wollen aus den Hautsekretabsonderungen von Salamandern neue Klebstoffe für medizinische Anwendungen, etwa für die Wundheilung, entwickeln. Dabei werden die Struktur der Klebedrüsen und insbesondere die Zusammensetzung des Klebstoffes genau analysiert, teilte die Uni Wien am Montag in einer Aussendung mit.
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Wer hat das Rad erfunden?

Professor Ingo Rechenberg entdeckt am Rand der Sahara eine vermutlich noch unbekannte Spinnenart, die sich rollend, mit den Beinen angetrieben, fortbewegen kann

Und wieder einmal bestätigt sich, dass Aufsehen erregende Naturphänomene häufig ganz zufällig, im wahrsten Sinne des Wortes im Vorübergehen bemerkt werden. Professor Ingo Rechenberg vom Fachgebiet Bionik an der TU Berlin ist Ingenieur und hat eine Entdeckung gemacht, die so manchen Biologen neidisch machen dürfte. Kürzlich, während seines sechswöchigen Forschungsaufenthaltes in der Sahara, entdeckte er eine Spinne, die vermutlich noch unbekannt ist, und die sich auf eine Art und Weise fortbewegt, wie man sie bislang nur von der Goldenen Radspinne (Carparachne aureoflava) beobachtet hat, die im Südwesten Afrikas in der Namib-Wüste beheimatet ist: Sie kann rollen.
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Gefärbte Wassertropfen perlen von einer strukturierten Oberfläche ab. Die genoppte Fläche ist hydrophob.

Extrem abweisend

Forscher entwickeln Material, das sogar Öl von sich abperlen lässt

US-Forscher haben eine Beschichtung entwickelt, die nicht nur Wasser, sondern auch Öl und andere Flüssigkeiten von sich abperlen lässt. Aufgrund der speziellen Struktur der Oberfläche kann dieses extrem abweisende Material nicht benetzt werden. Die neuen Texturen besitzen eine raue Oberfläche aus mikroskopisch kleinen Erhöhungen.
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Der Robo-Rochen von Evologics-Gründer Rudolf Bannasch erkundet mühelos den Meeresgrund.

Mit dem Robo-Rochen in die Tiefsee

Als Gründer der Berliner Innovationsschmiede Evologics ist Rudolf Bannasch auf Bionik spezialisiert und damit auf die Übertragung von Prinzipien der Natur auf technische Lösungen. Seine besten Ideen hat er bei Tieren abgeguckt. Mit einem Robo-Rochen will der Tüftler nun bei der Erkundung der Tiefsee helfen.

Ein weniger erfahrener Taucher hätte wohl die Flucht ergriffen. In 20 Metern Tiefe gerät Rudolf Bannasch vor den Malediven in einen Schwarm Mantarochen. Eindrucksvolle sieben Meter Spannweite können die Fische erreichen. Doch im Gegensatz zu verwandten Arten fehlt den Mantas der Giftstachel - die Planktonfresser sind völlig harmlos. Gelassen beobachtet der studierte Biologe Bannasch die Tiere. "Diese Eleganz und Leichtigkeit, einfach phänomenal", begeistert er sich noch heute. Und mitten im Indischen Ozean fasst er den Entschluss, nach dem Vorbild der Mantas einen Unterwasserroboter zu bauen.
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Kabel ersetzt Nervenbahnen

Wird die Verbindung zwischen Gehirn und Muskeln zerstört, gab es bislang kein zurück mehr. Nun haben US-Forscher Affen dazu gebracht, ihren gelähmten Arm zu bewegen - über ein Kabel, das mit Nervenzellen im Gehirn verbunden war. Eine Methode, die querschnittsgelähmten Menschen helfen könnte.
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Studie zeigt, dass die Muskelkraft eines Wanderalbatros zum Fliegen nicht ausreicht, wenn er ein paar Kilogramm schwerer wäre.

Gewichtsgrenze für den Segelflug

Tiere, die mehr als 40 Kilogramm wiegen, können nicht durch die Lüfte gleiten, sagt japanischer Forscher

Konnten Flugsaurier wie der 250-Kilogramm-Koloss Quetzalcoatlus, der es auf eine Spannweite von zwölf Metern brachte, überhaupt fliegen? Einer neuen Studie zufolge ist dies zweifelhaft, berichtet das britische Wissenschaftsmagazin New Scientist. Dem japanischen Forscher Katsufumi Sato von der Universität von Tokio zufolge sind Tiere, die mehr als 40 Kilogramm auf die Wage bringen, nicht zu Langstreckenflügen in der Lage.
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Der Sprungapparat der Schaumzikade ähnelt den Kompositbögen, die unter anderem von Hunnen und Mongolen eingesetzt wurden.

Zikaden haben den Bogen raus

Mit Hilfe der Komposittechnik katapultieren sich die Insekten in beeindruckende Höhen

Die gewaltige Sprungkraft von Schaumzikaden beruht auf dem gleichen Prinzip wie die antike Bogenschießkunst. Das haben britische Forscher an der Universität von Cambridge herausgefunden. Die Wissenschaftler unter der Leitung von Malcolm Burrows konnten nachweisen, dass der Sprungapparat dieser Insektenfamilie dank seines schichtförmigen Aufbaus große Energiemengen speichern kann. Seine Bauweise entspricht damit der Konstruktion sogenannter Kompositbögen, die unter anderem von Hunnen und Mongolen eingesetzt wurden.
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Panzer nach Fischschuppen-Art

Die Rüstung der Zukunft könnte Anleihen aus der Vergangenheit nehmen: MIT-Forscher haben in einer von der US-Armee finanzierten Studie die Schuppen des afrikanischen Fisches Polypterus senegalus untersucht, der noch viele Eigenschaften seiner vor etwa 96 Millionen Jahren lebenden Vorfahren hat. Dazu gehören auch gepanzerte Schuppen, die aus vier Keramik-Polymer-Kompositschichten bestehen, berichtet das Technologiemagazin Technology Review.
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Trotz Verkehrslärm findet das Große Mausohr seine Beute.

Lärm stört Fledermäuse nicht

Das Große Mausohr hört seine Beute auch im Verkehrslärm - dennoch bevorzugt es die Stille

Fledermäuse weichen störenden Umgebungsgeräuschen etwa von stark befahrenen Straßen bei der Nahrungssuche aus und ziehen es vor, leckere Falter und Käfer eher in ruhigen Gebieten zu suchen. Dennoch haben sie keinerlei Schwierigkeiten, die Insekten durch deren Eigengeräusche auch bei starkem Lärm zielsicher auszumachen, haben Zoologen um Björn Siemers vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen bei Versuchen mit dem Großen Mausohr herausgefunden. Verblüffenderweise vertreibt aber nicht nur menschengemachter Lärm die Tiere, sie weichen auch natürlichen Geräuschen wie etwa windgepeitschem Schilf aus.
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Weichwanze auf extrem klebriger Pflanzenoberfläche von Roridula gorgonias eine Fruchtfliege aussaugend

Einen Lebenskünstler hält nichts

Die Drüsenhaare der südafrikanischen Pflanze Roridula gorgonias sondern ein extrem klebriges, visko-elastisches, harziges Sekret ab. Damit werden zahlreiche fliegende Insekten mit beachtlicher Körpergröße wie beispielsweise Schmeißfliegen oder Motten gefangen. Die spezialisierten Weichwanzen Pameridea roridulae leben in Symbiose mit dieser Pflanze und laufen über deren klebrige Oberfläche ohne festzukleben. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart haben nun auf der Wanzenoberfläche einen dicken, schmierigen Film entdeckt, der abgeschieden wird und als Anti-Haft-Schicht wirkt: Er verhindert das Ankleben der Wanzen auf der klebrigen Pflanzenoberfläche.

 MPG Presseinformation 

Flugzeuge effizienter als Vögel

Der fliegende Mensch sollte sich nicht immer die Natur zum Vorbild nehmen, denn sie ist keinesfalls perfekt: Die von Menschen gebauten Fluggeräte sind nämlich viel effizienter als beispielsweise der Flug einer Taube. Zu diesem Ergebnis gelangt eine Studie von Dr. Jim Usherwood vom Royal Veterinary College in London.
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Das fluorcarbonfreie Lundhags-Jacket

BIONIC FINISH ECO®

Sympatex und Lundhags präsentieren erste fluorcarbonfreie Funktionsbekleidung

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Bionik, die Verbindung von Biologie und Technik, ermöglichte jetzt die Innovation BIONIC FINISH ECO. Als Vorbild dienten die Verästelungen in Baumkronen, die so eine größere Dichte und Oberfläche ihres Blattwerks erreichen. BIONIC FINISH ECO besteht aus sternförmigen, hyperverzweigten Polymeren (sog. Dendrimeren). Sie verbessern die wasserabweisende Wirkung enorm, sind hocheffizient und neigen durch ihre netzartige Struktur dazu, sich selbst zu organisieren und Kristallstrukturen im Nano-Bereich aufzubauen. Diese unsichtbare flexible Struktur ist wasserabstoßend, hoch abriebfest und waschbeständig. Der wasserabweisende Effekt dieses Produkts konnte bisher nur mit Polymeren auf Fluorcarbon-Basis erzielt werden. Die hochangesehene RWTH Aachen bestätigte das bionische Prinzip der Selbstorganisation von BIONIC FINISH ECO. Der österreichische Textilspezialist VOACK erbrachte den Praxisbeweis und ermöglichte die Verbindung von BIONIC FINISH ECO und den umweltfreundlichen Sympatex-Laminaten.
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Die Evolution erzeugt nicht generell die besten Organismen

Die natürliche Selektion erzeugt nicht immer die besten Organismen, vermuten US-amerikanische Wissenschaftler. Die Forscher simulierten RNA-Moleküle und deren Evolution durch Mutation und Selektion in Computermodellen. Diese Moleküle spielen eine Schlüsselrolle bei der Übersetzung der Erbinformation in Proteine. Dabei stellten die Forscher fest, dass sich manche vorteilhaften Merkmale nicht entwickeln, weil die notwendige Kombination von Mutationen zunächst Nachteile in sich birgt und daher ausgesondert wird.

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Der Star erzeugt beim Singen so schnelle Muskelbewegungen, wie sie bei noch keinem anderen Wirbeltier gemessen wurden.

Singvögel haben superschnelle Muskeln

Geschwindigkeit des Stimmapparats schlägt alle Rekorde bei Wirbeltieren

Amerikanische Forscher haben im Stimmkopf von Singvögeln die bisher schnellsten Muskelbewegungen bei Wirbeltieren messen können. Diese Vögel können ihre Stimmmuskulatur 100-mal schneller kontrahieren, als der Mensch mit den Augen zwinkern kann. Die Wissenschaftler fanden diese superschnellen Muskeln, die für die Lautbildung verantwortlich sind, bei Staren und bei Zebrafinken. Wahrscheinlich kommen derart schnelle Muskeln bei allen Singvögeln vor, vermuten die Forscher.
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Ampferblattkäfer an Glasoberfläche haftend (links). Rechts: Hafthaare im Röntgenmikroskop in Kontakt (o.), nicht in Kontakt (u.)

Mit "fließenden" Füßen der Schwerkraft trotzen

"Fließende" Härchen an den Füßen ermöglichen es Käfern, an der Decke zu laufen. Das haben Stanislav N. Gorb vom Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart und seine Kollegen Thomas Eimüller von der Ruhr-Universität Bochum und Peter Guttmann vom Synchrotronstrahlungslabor BESSY II in Berlin mittels Röntgenmikroskopie erstmals beobachten können. Die Forscher stellten fest, dass sich die flachen Enden der vielen Tausend winzigen Härchen, aus denen das Insektenbein besteht, beim Kontakt mit der Oberfläche wie eine zähe Flüssigkeit verhalten. Dieses viskoelastische Fließen vergrößert die wirksame Kontaktfläche und trägt zu der hohen Haltekraft bei, die das Körpergewicht des Käfers übertrifft und ihn an der Decke hält. (Journal of Experimental Biology, 1. Juni 2008)

 Pressetext MPG 

Fraunhofer-Forscher optimiert künstliche Facettenaugen

Auf der Suche nach neuen Lichtsensoren hat der Physiker Andreas Brückner vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena bei den Insekten geklaut. Der Forscher entwickelte extrem dünne Objektive nach dem Vorbild der Facettenaugen der Sechsbeiner. Die Sensoren bestanden zwar nur aus 2.500 Bildpunkten, funktionierten aber so gut, als wären 400.000 Pixel vorhanden.

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Wischtuch aus Nanofasern saugt Ölverschmutzungen auf

Ölverseuchte Gewässer könnten künftig mit Hilfe einer papierähnlichen Membran gereinigt werden: Das entsprechende Material hat ein Forscherteam des Massachusetts Institute of Technology (MIT) im amerikanischen Cambridge entwickelt. Die Wissenschaftler um Francesco Stellacci formten dazu Matten aus Nanofasern, die gleichzeitig Öl anziehen und Wasser abstoßen. Diese Membranen sehen äußerlich wie Papier aus, können aber das bis zu 20fache ihres Eigengewichts an Öl aufnehmen. Beim Kontakt mit Wasser bleibt das Material dagegen trocken. Weil die Membran neben Öl auch andere organische Substanzen aufnimmt, hoffen die Forscher, Wasser damit effektiver filtern zu können.

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Spinnenseide ist elastisch wie Gummi oder wie Metallfedern

Spinnfäden können auf zwei unterschiedliche Arten elastisch sein. Je nachdem, wie der Faden molekular aufgebaut ist, kann er entweder die Eigenschaften einer Sprungfeder oder die eines Gummibandes aufweisen. Die gummiartigen Eigenschaften machen den Faden temperaturempfindlich - bei höheren Temperaturen wird er dehnbarer, berichtet John Gosline von der University of British Columbia in Vancouver.

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Meeresbewohner als Vorbild für neue Elektroden

Forscher an der Case Western University haben ein Biopolymer entwickelt, das schnell zwischen einem starren und flexiblen Zustand wechseln kann. Dabei haben sie sich vom Meeresbewohner Seegurke inspirieren lassen. Das neue Material wird weich, sobald sich ein wasserbasiertes Lösungsmittel in der Nähe befindet, und sofort wieder steif, sobald das Lösungsmittel verdunstet ist, berichtet das Technologiemagazin Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Christoph Weder, Forschungsleiter und Professor für Makromolekularwissenschaften an der Hochschule, glaubt, dass ein solches Material sich beispielsweise für implantierbare Elektroden eignen könnte, mit denen Hirnaktivitäten über einen langen Zeitraum aufgezeichnet werden. Im Vergleich zu starren Komponenten bestünde dann eine geringere Vernarbungsgefahr.
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Bionik hilft bei der Gestaltung von Windkraftanlagen

Meeresbiologen hatten schon seit Längerem vermutet, dass die enorme Agilität der Buckelwale mit jenen Erhebungen zu tun hat, die die Natur ihnen an den vorderen Kanten ihrer Schwimmflossen spendiert hat. Wissenschaftler an der Harvard University haben nun ein mathematisches Modell entwickelt, das diese hydrodynamischen Vorteile genauer erklärt.
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Pflasternoppenoberfläche

Geckofüße im Bauch

Forscher entwickeln abbaubares Klebeband mit Superhafteffekt

Wunden im Inneren des Körpers könnten nach Operationen künftig mit einem speziellen Klebeband verklebt werden, das sich nach und nach von selbst auflöst. Das sagen Wissenschaftler eines internationalen Forscherteams, die ein solches Klebeband bereits bei Testoperationen an Ratten erprobt haben. Es funktioniert nach einem ähnlichen Klebeprinzip, mit dem auch die Füße von Geckos an Oberflächen haften.

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Kandlbauer mit Bionik-Prothesen (APA)

Eine Prothese mit der Kraft der Gedanken

Die Wiener Firma "Otto Bock Healthcare Products" hat eine gedankengesteuerte Armprothese entwickelt und diese Woche erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt (die OÖN haben berichtet).

Das weltweit einmalige Projekt basiert auf der interdisziplinären Zusammenarbeit mit dem AKH Wien und der Medizinischen Universität.

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"Gedankengesteuert bedeutet, dass der Patient die beabsichtigte Bewegung auch denkt", sagt Frey. Er müsse nicht daran denken, einen Muskel zu bewegen, sondern bloß daran, eine Bewegung auszuführen. Das heißt: Er denkt nicht "ich spanne jetzt diesen Muskel an, um die Faust zu schließen", sondern "Faust schließen". So wird der Bionik-Arm zum technisch realisierten Phantom-Arm.

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Kleben ohne Klebstoff

VolkswagenStiftung bewilligt rund 810.000 Euro für ein interdisziplinäres Projekt zur Herstellung Klebstoff-freier Verbindungstechniken.

Die Natur hält eine Vielzahl von ausgefeilten Techniken bereit, die die Forscher zuweilen vor große Rätsel stellen. Dazu zählt auch das sogenannte Gecko-Prinzip: Der Gecko ist neben einigen Spinnen und Insekten in der Lage, kopfüber an der Decke zu laufen - und das sogar auf glatten Glasflächen. Zwar weiß man mittlerweile, dass schwache elektrostatische Anziehungskräfte zwischen Atomen, die Van-der-Waals-Kräfte, für jene erstaunliche Fähigkeit verantwortlich sind, doch ist es bisher nur im Labor gelungen, das Prinzip nachzustellen. Im großen Maßstab ließ sich der rückstandsfreie "Gecko-Kleber" noch nicht herstellen. Dabei wäre ein solcher Haft-Mechanismus heiß begehrt, etwa in der Medizintechnik und der Robotik. Ein Team von Wissenschaftlern verschiedener Disziplinen will diese Lücke nun schließen. Die VolkswagenStiftung unterstützt die Suche nach dem Klebstoffersatz mit rund 810.000 Euro im Rahmen der Initiative "Offen für Außergewöhnliches".

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Chirurgischer Klebstoff nach Miesmuschelart

Statt sich mit Nadel und Faden abzumühen, könnten Chirurgen in einigen Jahren einfach zu Klebstoff greifen, um Implantate mit lebendem Gewebe zu verbinden. ...

... Beispiel dafür ist die geklebte Tasse, die nach einigen Reinigungsgängen in der Spülmaschine wieder in Scherben zerfällt. Deshalb haben sich die Fraunhofer-Experten in der Natur umgeschaut und bei den Miesmuscheln eine patente Lösung gefunden.

Die Meeresbewohner sind den Chemikern einen großen Schritt voraus. Im Laufe der Evolution haben sie einen Kleber entwickelt, der nicht nur unter Wasser funktioniert, sondern auch besonders fest und dauerhaft kittet. Miesmuscheln haften an jeder denkbaren Oberfläche, ob an porösem Gestein oder am glatten Schiffsrumpf. Auf Metall sitzen sie besonders fest und lassen sich selbst von Teflon kaum noch entfernen, auf dem sonst kaum etwas hält. Für die starke Verbindung sorgt ein Protein. IFAM-Chemiker können die entscheidenden Teile der Substanz synthetisch herstellen. Sie haben daraus bereits zusammen mit der europäischen Raumfahrtagentur ESA einen Klebstoff entwickelt, der in der bemannten Raumfahrt für alltägliche Reparaturen eingesetzt werden soll.

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Future planetary landers may fly like cockroaches

"That's one small flight for a cockroach, one giant leap for bugkind."

While that probably won't be the message beamed back to Earth from a future planetary lander after it touches down successfully on Mars, cockroaches may well have played a part in the landing – especially if biologist Tobias Seidl of the European Space Agency gets his way.

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Käfer haben winzige, pilzförmige Strukturen an ihren Füßchen. Damit können sie sogar über Kopf an Pflanzen hängen.

Wasserfester Halt

Glatte Wände mühelos empor klimmen, das ist der Traum von Fensterputzern, Feuerwehrleuten - oder Einbrechern. Ein Käfer kann das. Er hat winzig kleine pilzkopfförmige Strukturen an seinen Füßchen, die an der Wand haften, weil unter ihnen ähnlich wie bei einem Saugnapf ein Unterdruck entsteht. Und wie Michael Varenberg und Stanislav Gorb vom Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart jetzt festgestellt haben, haften diese Strukturen unter Wasser sogar besser als an der Luft. Das macht Kleben ganz ohne Klebstoff auch unter Wasser möglich. (Journal of Royal Society interface, 12. September 2007)

 Pressetext MPG 

Roboter-Insekten im Anflug

Sie wiegt nur 60 Milligramm, ähnelt ihren Brüdern in freier Natur und könnte eine Revolution in der Überwachungstechnologie auslösen: Wissenschaftler um Robert Wood vom Harvard MicroRobotics-Team haben eine Roboter-Fliege entwickelt, die tatsächlich abheben kann. Das künstliche Tier mit einer Flügelspannweite von drei Zentimetern orientiert sich dabei in seiner Mechanik am natürlichen Vorbild.
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Kreative Ausweichtaktik

Beim Lernen von Bewegungen imitiert das Gehirn nicht nur, sondern wandelt Beobachtetes auch ab

Das menschliche Gehirn kann neue Bewegungsabläufe nicht nur durch Nachahmung lernen, sondern sucht unabhängig vom puren Imitieren auch selbstständig nach Lösungen. Das haben Forscher in Tests mit Probanden gezeigt, die ohne Arme und Hände geboren worden waren. Beobachteten die Freiwilligen einen Menschen beim Anheben einer Tasse, wurden Gehirnregionen aktiv, die für die Steuerung der Beine zuständig sind. Hinter diesem Ausweichen auf andere verfügbare
Körperfunktionen könnte ein universeller Mechanismus des Gehirns zum Erlernen neuer Bewegungsabläufe stehen, vermuten die Forscher.
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(dt.: http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/280599.html)

 read on in Current Biology 

Der Schwerpunkt des Menschen liegt genau über Hüfte und Knie, so dass er beim Gehen weniger Energie verbraucht als ein Schimpans

Warum zwei Beine besser sind als vier

Der aufrechte Gang ist unter bestimmten Voraussetzungen sehr viel energiesparender

Die Vorfahren des Menschen haben den aufrechten Gang vor allem deswegen entwickelt, weil sie sich damit energiesparender fortbewegen konnten als auf vier Beinen. Das schließen amerikanische Wissenschaftler aus einer Studie, in der sie den Energieverbrauch von Schimpansen und Menschen beim Gehen verglichen. Demnach benötigt ein Mensch für die Fortbewegung nur ein Viertel der Energie, die ein Schimpanse aufwenden muss. Dieser Unterschied lässt sich hauptsächlich auf die längeren Beine und den günstigeren Schwerpunkt der menschlichen Anatomie zurückzuführen.

(dt.: http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/280601.html)

 read on in Anthropology-Social Sciences 

i-LIMP Hand

Neuartige Handprothese robust und leicht

Die i-LIMB Hand des schottischen Bionik-Spezialisten Touch Bionics (Edinburgh) ist eine neuartige Prothese, die aussieht wie eine menschliche Hand und sich auch so anfühlt. Als Werkstoff für diese revolutionäre Konstruktion wählte der Hersteller einen besonders steifen Typ des teilaromatischen Polyamids (PA) Zytel® HTN von DuPont. Die bionische Hand ist besonders leicht und robust und findet bei den Patienten sowie beim Klinikpersonal gleichermaßen positive Resonanz.
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Ein Chip für die Balance

Forscher entwickeln künstliches Pendant des Gleichgewichtsorgans

Amerikanische Wissenschaftler haben ein künstliches Gleichgewichtsorgan von der Größe eines Stecknadelkopfes entwickelt. Der winzige Chip könnte einmal Menschen mit schweren Schäden ins Innenohr implantiert werden, um so ihren Gleichgewichtssinn wiederherzustellen.

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Electric fields could give subs 'fish-like' sense

Robotic and uncrewed submersibles could operate more effectively by mimicking the way some fish probe their surroundings with electric fields, say researchers.

Many marine and freshwater fish can sense electric fields, but some also generate their own weak fields over short ranges to help navigate, identify objects, and even communicate with other fish.

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'Vakuum-Isolierung' für IBM-Chips

IBM entwickelt Vakuum-Isolierungen für Computer-Chips. Das neue Verfahren verspricht eine Leistungssteigerung um 35 Prozent bei 15 Prozent weniger Stromverbrauch.

Dem Chip-Hersteller IBM ist es erstmals gelungen Chipverdrahtungen mit Vakuum zu isolieren.
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Mit dem Prinzip der Bionik konnten die IBM-Forscher das Problem jetzt erstmals lösen. Sie haben sich nun aus der Natur den Effekt der "Selbstordnung" abgeschaut und auf die Chiptechnologie übertragen. Forscher haben selbst entwickelnde Strukturen in der Größe von Atomen simuliert und damit Vakuum erzeugt. Solche Strukturentwicklungen entstehen in der Natur tagtäglich, wenn zum Beispiel Wasser in komplexe Schneeflocken verwandelt werde.
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Nanoröhrchen für Spiderman

Forscher: Mithilfe der Kohlenstoffröhrchen sollte es möglich sein, sich an verschiedene Oberflächen zu heften

Um wie Spiderman glatte Wände hinaufklettern und sich von Gebäude zu Gebäude schwingen zu können, sind lediglich geschickt angeordnete Kohlenstoffröhrchen im Nanoformat nötig. Das glaubt zumindest der italienische Tüftler Nicola Pugno von der Universität in Turin. Seine Idee: Um das effektive Haftprinzip von Geckos oder Spinnen für den schweren Körper eines Menschen nutzen zu können, müssten die mikroskopisch kleinen verzweigten Härchen an den Beinen der Tiere mithilfe winziger Kohlenstoffröhrchen nachgebaut werden - und zwar so, dass von einer größeren Röhre immer wieder eine kleinere abzweigt. Mit einer derartigen Struktur beschichtet, sollten Handschuhe, Stiefel und auch künstliche Spinnenfäden gut an verschiedenen Oberflächen haften können.

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Bionic Learning Network - Lernen von der Natur

Innovative Antriebskonzepte:
Ob auf der Erde, in den Tiefen des Ozeans oder hoch in der Luft - den neuen Antrieben im Bionic Learning Network von Festo ist eines gemeinsam: Sie nutzen die Vorbilder der Natur. Auf seinem Stand in Hannover zeigt Festo, wie aus bionischen Visionen Innovationen werden mit vielen Einsatzmöglichkeiten in der Praxis.

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Datenbionik

Die Datenbionik lernt Informationsverarbeitung von der Natur.

Wenn Ameisen, Bienen und andere Schwärme kooperieren, tauchen Strukturen auf, die aus den Eigenschaften der einzelnen Schwarmmitglieder nicht erklärbar sind (Emergenz). Die Datenbionik realisiert selbstorganisierende Systeme als Computermodelle. Unüberschaubare Datensammlungen können sich in diesen Modellen selbstständig zu bislang unbekannten, übergeordneten Strukturen organisieren.

Speziell entwickelte Verfahren machen die so entstandenen Strukturen sichtbar und übersetzen sie in eine für Menschen verstehbare Sprache.

Unter Verwendung von aus der Natur entlehnten Methoden können wir damit neues und nützliches Wissen aus Datensammlungen erzeugen.
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Was Tintenfische unsichtbar macht

Forscher entdecken effektive Reflektoreiweiße in der Haut der Tiere

Tintenfische nutzen ein ausgeklügeltes Reflektorsystem, um sich ihrer Umgebung perfekt anzupassen: Die unterste Schicht ihrer Haut besteht aus bislang unbekannten Eiweißverbindungen, die das gesamte auftreffende Licht vollständig zurückwerfen. Das hat ein amerikanisches Forscherteam um Roger Hanlon vom Labor für Meeresbiologie in Woods Hole entdeckt. Mithilfe dieser Superreflektoren gelingt es den Tieren, in weißem Licht weiß zu erscheinen und im bläulichen Licht der Ozeane eine blaue Farbe anzunehmen, was sie für Feinde nahezu unsichtbar macht. Die für diese ungewöhnlichen optischen Eigenschaften verantwortlichen Proteine könnten in Zukunft etwa für die Entwicklung von Tarnsystemen oder optischen Bauteilen verwendet werden.
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Bionik-Ventilator soll Schwung bringen

Leise ist der neue Ventilator. „Weniger als halb so laut wie sein Vorgänger“, erzählt Ziehl-Abegg-Chef Peter Fenkl stolz. Und außerdem erreicht der „Owlet“ einen um acht Prozent besseren Wirkungsgrad. „Das ist ein wesentlicher Schritt“, freut sich Fenkl über das, was seine Künzelsauer Techniker bei der Natur abgeschaut haben. Am Motor haben sie dabei nichts gedreht, nur an den Flügeln.
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Das Gesicht der Fledermaus beeinflusst die Aussendung von Sonar

Aus der Nähe betrachtet, sehen sie zum Fürchten aus. Doch die vielen Furchen und Falten in den Gesichtern von Fledermäusen helfen den Tieren bei der Orientierung, haben Wissenschaftler der Jinan Universität von China nun herausgefunden: Die Einbuchtungen haben die Funktion kleiner Resonanzkörper, die bestimmte Frequenzkomponenten des ausgesandten Ultraschalls in verschiedene Richtungen aussenden. Auf welche Art und Weise dies den Beutefang erleichtert, liegt allerdings noch im Dunkeln.

Quelle:
http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=PRLTAO000097000021218701000001&idtype=cvips&gifs=yes

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Eingebaute Hilfe zur Selbsthilfe

Roboter kann Bewegungsprobleme nach dem Verlust eines Beines selbstständig kompensieren

Amerikanische Forscher haben einen Roboter entwickelt, der sich in unvorhergesehenen Situationen selbst zu helfen weiß: Beim Verlust einen Beines entwickelt er alternative Bewegungsabläufe, die so nicht programmiert waren. Der eigenständige Roboter registriert bei einer "Verletzung" erst die Beschädigung und durchläuft dann immer wieder selbst entworfene Modelle, bis er das richtige gefunden hat, um seine Mission fortzusetzen, erklären die Forscher um Joshua Bongard. Diese Autonomie ist besonders wichtig, wenn Roboter allein fremde Planeten erkunden.

http://www.sciencemag.org
-(auf Magazine klicken und links nach Vol#=314 und Pg#=1118 suchen)

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Biomimetics To Harness Ocean Power

Researchers at the University of Sydney have applied the concept of biomimicry in the development of new systems designed to convert power from ocean waves and tides into electricity. The concepts adopt beneficial traits from biological systems that have been optimised during 3.8 billion years of natural selection in the marine environment.

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Mikroskopische Aufnahme der biomimetischen Oberflächenstruktur des neuen Haftmaterials.

Was der Käferfuß verspricht, das hält er

Mikrohärchen mit Pilzkopf sind das Geheimnis eines neuen Haftmaterials, das Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Metallforschung in Stuttgart entwickelt haben. Die spezielle Oberflächenstruktur ist von Käferfußsohlen inspiriert, also biomimetisch, und lässt das Material an glatten Wänden kleberfrei haften. Potenziellen Anwendungen reichen von wieder verwendbarem Klebeband bis hin zu Schuhsohlen für Kletterroboter und sind somit von großer technologischer Relevanz (Journal of the Royal Society Interface, 17. Oktober 2006).

 MPG Presseinformation C 54 / 2006 (181) 

Künstliche Konkurrenz für Fische

Neuer Roboter kann sich mithilfe von Plankton und Sauerstoff mit Energie versorgen

Künftige Robotergenerationen könnten wie Fische Plankton fressen und im Meerwasser gelösten Sauerstoff atmen, meldet das britische Wissenschaftsmagazin New Scientist. Mithilfe einer mikrobiellen Brennstoffzelle, die im Meer vorhandene Biomasse verarbeitet, wollen drei britische Wissenschaftler den bislang begrenzten Aktionsradius von unabhängigen Unterwasser-Robotern deutlich vergrößern.

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Costa Rican zebra tarantula, Aphonopelma seemanni. Female, anterior view. Scale bar, 5 mm.

Silk-like secretion from tarantula feet

Most spiders rely on their tiny claws and hairy feet to scurry up walls and cling to ceilings, but it seems that heavier spiders need an extra bit of sticking power. Researchers have found that tarantulas secrete gluey silk from their feet.

The discovery was made accidentally, by researchers at the Max Planck Institute for Developmental Biology in Tübingen, Germany.

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 NATURE|Vol 443|28 September 2006 

telepolis.de

Mikroorganismen treiben Mikromotoren an

Japanischen Forschern ist es gelungen, die Bewegung von Mikroorganismen zum Antreiben winziger Motoren zu nutzen.

 www.heise.de/tp/r4/artikel/23/23427/ 

Woran die Kopfhaut merkt, dass sie auf dem Kopf ist

Hautzellen besitzen internes Navigationssystem für ihre Positionsbestimmung im Körper

Hautzellen nutzen ein Koordinatensystem, um ihre Position im Körper zu bestimmen und daraus ihre persönlichen Aufgaben abzuleiten: Genauso wie jeder Punkt der Erde durch Breitengrad, Längengrad und Höhe eindeutig definiert ist, ist auch die Position jeder Zelle durch einen dreiteiligen genetischen Code festgelegt, haben amerikanische Forscher entdeckt. Auf diese Weise wissen etwa die Zellen der Kopfhaut ganz genau, dass sie am Kopf lokalisiert sind und Haare zu produzieren haben, wohingegen die Hautzellen der Handflächen aus dem ihnen zugeordneten Code ablesen, dass sie auf keinen Fall Haare bilden sollen. Die Entdeckung könnte helfen, die Wundheilung zu verbessern und maßgeschneiderte Hauttransplantate herzustellen, so die Forscher.

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Zähne als Lichtleiter

Biologische Materialen fangen Lichtstrahlen durch mehrfache Streuung ein

Wissenschaflter der Universität von Ulm haben herausgefunden, dass der Zahnbestandteil Dentin Lichtstrahlen leiten kann. Das Prinzip der Lichteinschließung beruht dabei allerdings nicht wie bei den bekannten Glasfaserkabeln auf Totalreflexion, sondern vielmehr auf Streuvorgängen an zylinderförmigen Einschlüssen in dem Stoff. Die Forscher glauben, dass dieses Prinzip der Lichtleitung in der Natur universell angewandt wird.

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Pflanze gegen Plagegeister

Chemische Substanzen aus der Amerikanischen Schönfrucht schützen vor Stechmücken und anderen Insekten

Eine Pflanze namens Amerikanische Schönfrucht produziert Chemikalien, die Stechmücken abschrecken. US-Wissenschaftler haben nun die chemischen Substanzen analysiert, die für diese Wirkung verantwortlich sind und in Tests deren Wirksamkeit bestätigt. Als traditionelles Volksmittel im Staat Mississippi wird die Pflanze seit mindestens hundert Jahren verwendet. Mithilfe ihrer Ergebnisse wollen die Forscher nun ein kommerzielles Insektenschutzmittel entwickeln.

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Spinnennetze aus Glas

Von der Biologie abgeschautes Material könnte für künstliche Knochen eingesetzt werden

Wissenschafter der Tufts University in Boston haben ein mit Quarz überzogenes Spinnennetz hergestellt. Dazu mischten sie ein Protein, das für den Aufbau der Netzfasern zuständig ist, mit Bioquarz, einem in Zellen natürlich vorkommenden Silikat. Dadurch konnten die Proteinfasern mit einer dichten Packung aus nur etwa einen Mikrometer kleinen Quarzteilchen überzogen werden. Der so entstandene neuartige Werkstoff ist gleichzeitig elastisch und doch hart, und könnte vielfältige Anwendungen in der Medizintechnik oder der Bauindustrie finden, glauben die Forscher.

Original: http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/0601096103v1

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Klettverschluß im Miniformat

"Siliziumgras" hält Mikrobauteile zusammen

Deutsche Forscher haben einen winzigen Klettverschluss für Halbleiterbausteine entwickelt. Dazu rauen sie die Oberfläche des Halbleitermaterials Silizium so lange auf, bis eine rasenartige Struktur aus Siliziumnadeln entsteht. Gegeneinander gedrückt verkeilen sich die Nadeln ineinander und geben den Bauteilen festen Halt. Mit dem Klettverschlussverfahren können Hersteller Bauteile auch exakter als bisher gegeneinander positionieren, berichten Mike Stubenrauch und seine Kollegen von der TU Ilmenau.

Original: http://www.iop.org/EJ/abstract/0960-1317/16/6/S13

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Wet but not slippery: boundary friction in tree frog adh. pads

W. Federle A1 A2, W.J.P. Barnes A3, W. Baumgartner A4, P. Drechsler A1 A2, J.M. Smith A3

A1 University of Cambridge Department of Zoology Cambridge CB2 3EJ, UK
A2 University of Würzburg Zoology II Biozentrum, 97074 Würzburg, Germany
A3 Institute of Biomedical and Life Sciences, University of Glasgow Division of Environmental and Evolutionary Biology Glasgow G12 8QQ, UK
A4 Institute of Biology 2 Department of Cellular Neurobionics RWTH-Aachen, 52056 Aachen, Germany

Abstract:
Tree frogs are remarkable for their capacity to cling to smooth surfaces using large toe pads. The adhesive skin of tree frog toe pads is characterized by peg-studded hexagonal cells separated by deep channels into which mucus glands open. The pads are completely wetted with watery mucus, which led previous authors to suggest that attachment is solely due to capillary and viscous forces generated by the fluid-filled joint between the pad and the substrate. Here, we present evidence from single-toe force measurements, laser tweezer microrheometry of pad mucus and interference reflection microscopy of the contact zone in Litoria caerulea, that tree frog attachment forces are significantly enhanced by close contacts and boundary friction between the pad epidermis and the substrate, facilitated by the highly regular pad microstructure.

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Wie Käferhaut Computerchips kühlt

Besondere Struktur der Oberfläche hilft, Wasser gezielt zu leiten

Ein in der Wüste Namibias lebender Käfer ist Vorbild eines neuen Verfahrens zur Kühlung von Computerchips. Dank der speziellen Beschichtung ihrer Flügel können die Insekten der Gattung Stenocara aus dem Nebel, der von Zeit zu Zeit über die Dünenkämme der Namibwüste streicht, Wassertropfen einfangen und zu ihrem Mund leiten. Dieses Prinzip wollen Wissenschaftler nun ausnutzen, um Kühlflüssigkeit über Computerchips fließen zu lassen. Auch könnten damit Oberflächen entstehen, die sich effektiv von selbst reinigen.

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Bienenaugen aus Plastik

Wissenschaftler bauen aus Kunststofflinsen ein künstliches Facettenauge

Amerikanische Bioingenieure haben ein künstliches Auge nach dem Vorbild der Facettenaugen von Insekten entwickelt. Das Auge besteht aus mehreren tausend künstlichen Einzelaugen, die eine Halbkugel mit nur 2,5 Millimetern Durchmesser bilden. Das künstliche Insektenauge könnte in winzigen Überwachungs- und Zeitlupenkameras oder in Endoskopen für minimalinvasive Operationen eingesetzt werden.

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Stärkster natürlicher Superkleber stammt aus Flussbakterien

Ein einfaches Süßwasserbakterium produziert den stärksten natürlichen Klebstoff, der bislang entdeckt wurde: Er ist so stark, dass damit ein Gewicht von mehr als einer Tonne an ein Ein-Cent-Stück geklebt werden könnte. Das haben amerikanische Forscher entdeckt, als sie die Haftfähigkeit von Bakterien des Typs Caulobacter crescentus im Labor untersuchten. Da das Bakterienhaftmittel im Gegensatz zu den meisten herkömmlichen Klebstoffen sogar auf nassen Oberflächen funktioniert, hoffen die Wissenschaftler, den Superkleber in Zukunft für medizinische Anwendungen einsetzen zu können.

article: http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/0601705103v1

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Hören wie die Heuschrecken

How a locust’s eardrum could lead to tiny microphones

Being able to hear the smallest of noises is a matter of life or death for many insects, but for the scientists studying their hearing systems understanding how insect ears can be so sensitive could lead to new microphones able to capture and analyse extremely faint sounds.

DE: http://www.natur.de/sixcms/detail.php?id=171130

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Die Zell-Schläuche der ISAS-Wissenschaftler in 1000-facher Vergrößerung

Mikrochip erzeugt künstliche Zellhüllen nach Naturvorbild

Deutschen Wissenschaftlern ist es gelungen, mit Hilfe eines Mikrochips künstliche Zellen nach natürlichem Vorbild zu erzeugen. Dazu hat ein Forscher-Team um Petra Dittrich vom ISAS (Institute for Analytical Sciences) http://www.ansci.de einen winzigen Chip entwickelt, der sich aus drei übereinander liegenden Ebenen zusammensetzt.

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Motor commands contribute to human position sense

The role of afferent inflow and efferent outflow (or command) signals in judgements of limb position has been debated for over a century. One way to assess this is to check for changes during complete paralysis, with the current view being that perceived movements or position changes do not usually accompany attempts to contract paralysed muscles.
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Muskelzuckungen mit Brennstoffzelle

Forscher entwickeln mechanische Systeme, die ihre Energie aus Wasserstoff oder Methanol beziehen

Amerikanische Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, künstliche Muskeln in Robotern oder Prothesen zukünftig ohne Batterien zu betreiben: Sie entwickelten zwei unterschiedliche Apparaturen, die von Brennstoffen wie Wasserstoff oder Methanol angetrieben werden und muskelartige Bewegungen aus Zusammenziehen und Entspannen ausführen. Dabei erwies sich einer der beiden Typen als hundertmal stärker als sein natürliches Vorbild im menschlichen Körper, berichten die Forscher.

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Fahrrad fahren ohne Flickzeug

Bioniker lassen sich von der Natur zu technischen Innovationen anregen. Doch die Effekte lassen sich nicht eins zu eins kopieren.

Denken Sie nur an den tropischen Regenwald", sagt Thomas Speck. Dort könne man sich von der Natur noch viele technische Innovationen abgucken. "Mit diesem Schatz an Ideen werden sich noch Generationen von Forschern beschäftigen", sagt der Freiburger Biologe. Allein die Pflanzenwelt biete ein unübersehbares Repertoire an Tricks. Einige Pflanzen reinigen zum Beispiel ihre Blätter selbst, andere bilden weiche Stängel, die trotzdem steif sind, und wenn ein Riss entsteht, können sie ihn kitten.

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Chinesische Amphibien kommunizieren mit Ultraschall

Ein seltener chinesischer Frosch ist die erste bekannte Amphibienart, die im Ultraschallbereich kommuniziert. Diese Fähigkeit war bisher nur von Säugetieren wie Fledermäusen, Walen und einigen Nagetieren bekannt. Die chinesischen Frösche der Art Amolops tormotus entwickelten die Ultraschallkommunikation, um ihr Quaken trotz des ständigen Hintergrundlärms der Flüsse ihrer Heimat wahrnehmbar zu machen.

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Raue Flügel fliegen besser

Strukturierte Oberflächen verhindern das Auftreten von Turbulenzen


Ein internationales Forscherteam glaubt, einen überraschend einfachen Weg zur Verringerung des Treibstoffverbrauchs von Flugzeugen gefunden zu haben. Dazu müssen deren Flügel nur aufgeraut werden. Mittels Experimenten in einem Windtunnel konnten die Wissenschaftler demonstrieren, dass dadurch Turbulenzen vermieden und somit auch der Reibungswiderstand verkleinert werden.

Artikel wissenschaft.de:
http://www.wissenschaft.de/wissen/news/262234.html

 Physical Review Letters 96, 064501 

Gleitfalle der Kannenpflanze Nepenthes alata mit zwei verschiedenen Wachsschichten und deren Wirkungsweise beim Insektenfang

Antihaft-Beschichtung lässt Insekten keine Chance

Pflanzen sind in der Lage, mit Hilfe organischer Substanzen ähnliche Effekte zu erzielen wie wir sie zumeist nur von technischen Materialien kennen. Das haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Metallforschung und der Universität Hohenheim am Beispiel fleischfressender Kannenpflanzen gezeigt. Diesen Pflanzen gelingt es mit einer doppelt mit Wachs beschichteten Falle, Insekten zu fangen und festzuhalten. Während die Kristalle der oberen Wachsschicht die Haftorgane der Insekten verschmutzen, reduziert die untere Wachsschicht die Haftfläche, über die Insektenfüße mit der Pflanzenoberfläche in Berührung kommen: Die Insekten rutschen in die kannenförmige Falle und werden dort verdaut (The Journal of Experimental Biology, Dezember 2005). Aus diesen Erkenntnissen ergeben sich auch Hinweise für die Entwicklung von Antihaftfolien.

 MPG Presseinformation 

Beetle Photonic Crystal

Käfer mit eingebautem photonischen Kristall

Natürliches Vorbild könnte neuartige Reflexionsbildschirme ermöglichen

Die oftmals kräftigen Farben von Käfern kommen durch eine dreidimensionale Struktur ihrer Chitinpanzer zustande, haben Forscher der Universität von Namur in Belgien entdeckt. Durch eine Untersuchung mithilfe eines Elektronenmikroskops konnte das Team den genauen Aufbau eines derartigen natürlichen photonischen Kristalls studieren. Dessen künstliche Nachbildung könnte unter anderem in Reflexionsbildschirmen eingesetzt werden.

Physical Review E (Band 72, Artikel 061904)
http://link.aps.org/abstract/PRE/v72/e061904

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Mechanische Schneckenkopie

Neuer Roboter kann Wände hochkriechen:
Wissenschaftler vom MIT in Cambridge haben einen Roboter entwickelt, dessen Aufbau dem einer Schnecke gleicht. Der Roboter besitzt fünf flache Füße, die auf einem geleeartigen Film gleiten. In ersten Experimenten ist es den Forschern gelungen, die Bewegungsform des natürlichen Vorbilds zu imitieren – ihre künstliche Schnecke kann senkrechte Wände bezwingen und sogar über die Decke kriechen.

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Warum Hunde schneller die Kurve kratzen als Menschen

Raffinierte Arbeitsteilung zwischen Vorder- und Hinterläufen machen das Bremsen vor einer Wegbiegung überflüssig

Dank ihres Körperbaus bewältigen laufende Hunde Kurven mit voller Geschwindigkeit und ohne vorher langsamer zu werden. Menschliche Sprinter dagegen müssen vor jeder Biegung abbremsen, da sie sonst aus der Bahn geworfen werden. Zu diesen Ergebnissen gelangen britische Forscher anhand zweier Studien. Ihrer Ansicht nach hängt der gefundene Unterschied mit der unterschiedlichen biomechanischen Funktionsweise der Körper von Zwei- und Vierbeinern zusammen. Beim Menschen müssen die Beinmuskeln nämlich nicht nur die Kraft zum Laufen aufbringen, sondern zugleich auch das in Kurven größere Körpergewicht tragen. Bei Hunden dagegen besteht in dieser Hinsicht Arbeitsteilung: Hüfte und Hinterläufe sorgen für die Spitzengeschwindigkeit, während die Vorderbeine das Körpergewicht bewältigen.

James Usherwood & Alan Wilson
(The Royal Veterinary College, Hatfield):
Biology Letters
(http://www.pubs.royalsoc.ac.uk/biologyletters.shtml)

James Usherwood & Alan Wilson:
Nature, Bd. 438, S. 753

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Warum der Tukan nicht vornüberkippt

Knochenfasern und das Protein Keratin sorgen für die stabile Leichtigkeit des Schnabels

Tukane verdanken es einem ausgeklügelten Verbundstoffsystem, dass ihr riesiger Schnabel sie nicht aus dem Gleichgewicht bringt: Das Innere des grellbunten Schnabelmaterials besteht aus einem Geflecht von Knochenfasern, die durch Membranen miteinander verbunden sind und ein schaumartiges Material bilden. Dieser Bioverbundstoff ist zusätzlich auf beiden Seiten von mehreren Lagen übereinander geschichteter Plättchen aus Keratin umgeben, dem Protein, aus dem auch Fingernägel bestehen. Durch diesen Aufbau erreichen die Tukanschnäbel eine sehr hohe Stabilität bei einem extrem geringen Gewicht, entdeckten der amerikanischen Forscher Marc Meyers und seine Kollegen.

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Tierisches Sonar soll Menschen helfen

Geht es nach dem Willen der Wissenschaftler der University of Leicester http://www.le.ac.uk soll nun eines der bestgehüteten Geheimnisse der Tierwelt gelüftet werden: Die natürlichen Sonarsysteme von Fledermäusen und Delfinen soll in Zukunft dem Menschen dienlich sein und sowohl in der Medizin als auch in der Geologie wertvolle Dienste leisten. Die britische Geologische Gesellschaft http://www.bgs.ac.uk hat 4,9 Mio. Euro dafür zur Verfügung gestellt, um die Rätsel des animalischen Systems zu lösen.

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Insekten liefern neues Human-Implantatmaterial

Resilin treibt Forschern den Schweiß auf die Stirn: das ultraleichte Molekül sorgt dafür, dass Flöhe Weltmeister im Weithüpfen sind und dass Insektenflügel sich bis 500 Mio. Mal im Laufe eines Lebens ohne Abnützungserscheinungen bewegen lassen.

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Tadar scanning

Bat inspires space tech for airport security

Metal detectors currently used for screening aircraft passengers could soon be supplanted by novel millimetre-wave cameras, able to detect even non-metallic concealed objects. The new system, named after a Brazilian bat, is based on technology developed for ESA spacecraft.

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500 Millionen Flügelschläge

Resilin lässt Flöhe hüpfen und Insektenflügel schwingen

St. Lucia/Australien (pte/13.10.2005/14:19) - Resilin treibt Forschern den Schweiß auf die Stirn: das ultraelastische Molekül sorgt dafür, dass Flöhe Weltmeister im Weithüpfen sind und dass Insektenflügel sich bis 500 Mio. Mal im Laufe eines Lebens ohne Abnutzungserscheinungen bewegen lassen. Resilin ist ein gummiähnliches Protein, das sich elastisch verformen lässt und elastische Energie speichert. Australische Wissenschaftler wollen diesen Stoff nun künstlich herstellen, da er für die Humanmedizin bisher unerreichte Möglichkeiten bieten würde - vor allem als Implantate, berichtet das Wissenschaftsmagazin Nature http://www.nature.com.

http://npg.nature.com/news/2005/051010/pf/051010-9_pf.html

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Der Wendehals Diplodocus

Kran aus Knochen und Muskeln

Mit der Neutronenradiografie am Paul Scherrer Institut (PSI) lassen sich Objekte aus zahlreichen wissenschaftlich-technischen Gebieten zerstörungsfrei prüfen und durchleuchten. So ergaben Untersuchungen an Halswirbeln eines 30 Meter langen Dinosauriers aufschlussreiche Befunde über Körperbau und Verhalten der Riesenechse. Die hohlen Knochen reduzierten nicht nur beträchtlich das Gewicht, das darin eingerichtete pneumatische System trug auch wesentlich zur Stabilisierung und Beweglichkeit des Halses bei. Vermutlich konnte der Pflanzenfresser dadurch seinen enormen Nahrungsbedarf effizienter decken.

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Unschlagbare Nanonase

Neuartige Sensoren können sogar einzelne Moleküle aufspüren

Amerikanische Forscher haben eine Kombination aus künstlicher Nase und künstlicher Zunge im Nanoformat entwickelt: Die extrem empfindlichen Sensoren können Substanzen sowohl in der Luft als auch in Flüssigkeiten aufspüren. Sie bestehen aus winzigen Kohlenstoffröhrchen, die mit Strängen der Erbsubstanz DNA beschichtet sind. Der Clou der Mininasen: Die DNA-Beschichtung kann maßgeschneidert werden, so dass die Sensoren für die verschiedensten Aufgaben eingesetzt werden können – von der Sprengstoffsuche bis zur medizinischen Diagnostik.

http://www.wissenschaft.de/wissen/news/257687.html

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Yfke van Bergen

Pit Bull is top Dog in a Fight

Knochen zum Rennen und Knochen zum Kämpfen: Skelettstruktur eines Windhunds unterscheidet sich deutlich von der eines Pitbulls.

Kampf- und Windhunden stecken die Folgen ihrer unterschiedlichen Züchtung buchstäblich in den Knochen: Ihre Beinknochen haben völlig unterschiedliche mechanische Eigenschaften, die den Lebensstil der verschiedenen Rassen widerspiegeln. Das haben amerikanische Wissenschaftler bei Belastungstests mit verschiedenen Hundeknochen nachgewiesen. So können die starren, eher unflexiblen Knochen der schnellen Windhunde Muskelenergie optimal übertragen, während die stabileren Knochen der stämmigen Pitbulls sehr viel Energie aufnehmen können, bevor sie brechen.

http://www.wissenschaft.de/wissen/news/257562.html

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Wie Otter warm und trocken bleiben

Besonderer Aufbau der Haare gewährleistet gute Isolationseigenschaften

Die Haare von Fischottern können sich dank ihrer besonderen Oberflächenstruktur extrem dicht zusammenlagern. Damit bleibt die Haut trocken und der Körper warm. Ähnlich wie bei einem Reißverschluss greifen mikroskopische kleine Keile auf einem Haar in offene Rillen eines anderen Haars, haben amerikanischen Forscher um John Weisel von der Universität von Pennsylvania in Philadelphia herausgefunden. Das enge Haargeflecht hält Wasser draußen, kann aber Luftblasen einfangen und den Körper dadurch zusätzlich gegen Kälte isolieren.

http://www.wissenschaft.de/wissen/news/256671.html

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Von Käferschnecken lernen

Winzige Zähne von Weichtieren als Vorbild für maßgeschneiderte Kristalle

In allen Farben des Regensbogens und in den überraschendsten Formen tummeln sich exotische Schnecken auf den Riffen der Karibik. Mit winzigen Zähnchen weiden diese Weichtiere den Algenbewuchs ab. Israelische Materialwissenschaftler schauten sich nun das Wachstum dieser kristallinen Beißerchen genauer an. Auf der Basis dieses einzigartigen, natürlichen Prozesses hoffen sie nun, neue Verfahren für die industrielle Herstellung von festen Kristallmaterialien in komplexen Formen entwickeln zu können. Ihre Idee beschreiben sie in einem Artikel im Fachblatt Science (10.1126/science.1114920).

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Seevögel können ihr eigenes Insektenschutzmittel herstellen

Seevögel produzieren ein nach Zitrus duftendes Sekret, das Moskitos und Zecken fernhält.

Bestimmte Seevögel können ihr eigenes Insektenschutzmittel herstellen: Die in Alaska heimischen Schopfalken (Aethia cristatella) sondern nach Zitrone riechende Aldehyde ab, die Insekten wie Stechmücken, Läuse und Zecken fernhalten. Das haben amerikanische Forscher mithilfe einer künstlichen Variante des Vogeldufts im Labor nachgewiesen. Die Zitrusnote wirkte dabei ähnlich gut wie kommerziell erhältliche Mittel gegen Insekten.

Textquelle: http://www.wissenschaft.de/wissen/news/256051.html

 zum Originalartikel 

Natürlicher Kleber kittet Knochen

Knochen sind keine starren Kalkröhren. Das strähnige Gemisch von Mineralien und Fasern ist extrem elastisch. Forscher haben jetzt entdeckt, was die Zellen zusammenhält und Knochen bruchfest macht.

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Evolution - Classic Texts von Mark Ridley

The Evolution website provides you with twenty classic texts from the history of evolutionary biology. While there has to be an arbitrary element in the choice of papers, we have aimed to include timeless classics: some of them are still the works that dominate modern discussions, others remain as implicit towering structures behind the activities of the 21st Century. All, however, are superb scientific papers, providing all sorts of intellectual pleasure for the reader.

 to the texts 

Deep-Sea Sponge Yields Substantial Mech. Engineering Insights

“Nature has found a way to perfect inherently fragile materials by employing standard engineering principles from the nano to the macro scale,” said Bell Labs materials scientist Joanna Aizenberg, the lead researcher on the team. “This creature’s skeleton is a textbook lesson in mechanical engineering, offering valuable knowledge that could lead to new concepts in materials science and engineering design.”

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Glasschwamm (Euplectella)

Glasschwamm-Skelett liefert Baupläne für bruchfeste Strukturen

Ein Wissenschaftsteam des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam hat gemeinsam mit Forschern des US-amerikanischen Bell Labs und der Universität Kalifornien herausgefunden, warum das gläserne Skelett des Glasschwammes Euplectella praktisch unzerbrechlich ist. Das Wissen soll neue Baupläne für feste Konstruktionen ermöglichen, berichten die Forscher in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science

Snowboard der Marke VIRUS

Künstliche Spinnenseide im Snowboardbau

Weltpremiere bei Virus Snowboards

Auf der Winter ISPO 2005 stellte die deutsche Marke eine Weltneuheit in der Snowboard Konstruktion vor. Virus verwendet als erster Hersteller künstliche Spinnenseide in einem Brett.
...
Die neu eingesetzte Faser heißt Zylon und war bislang nur der Rüstungsindustrie und der Raumfahrt vorbehalten. Zylon simuliert die Eigenschaften der natürlichen Spinnenseide und ist somit extrem belastbar. Im Vergleich zu Carbon, das bislang in Hightech Snowboards verwendet wurde, bietet es eine anderthalbfach stärkere Festigkeit und extrem hohe Bruchsicherheit.

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Flug des Kolibris: Zwischen Vogel und Insekt

Studie erhellt die Aerodynamik der zierlichen Vögel

Amerikanische Forscher haben herausgefunden, wieso Kolibris in der Luft stehenbleiben können. Die winzigen Vögel setzen dabei eine dem Wassertreten ähnliche Technik ein. Die Wissenschaftler hatten die Luftströmungen in der Umgebung der Flügel der Vögel untersucht, während diese Zuckerlösung aus einer Spritze tranken.

http://www.nature.com/nature/journal/v435/n7045/abs/nature03647.html

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Das ausgeklügelte Warnsystem der Meisen

Die Vögel geben in einem Code Informationen über einen potenziellen Angreifer weiter

Das Zwitschern der amerikanischen Schwarzkopfmeisen enthält viel mehr Informationen als bisher angenommen: Mit ihrem "Chick-a-dee-dee-dee"-Ruf warnen die Singvögel ihre Artgenossen nicht nur vor einem Feind, sondern geben auch gleich Auskunft über Größe und Gefahr des Räubers. Das haben amerikanische Wissenschaftler herausgefunden. Die Schwarzkopfmeisen haben damit eines der raffiniertesten Alarmsysteme im Tierreich.

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Präziser Schwirrflug: Kolibris kombinieren die Flugkünste von Insekten und Vögeln

Spezialtechnik lässt Kolibris schweben

Kein anderer Vogel kann so lange an einer Stelle schweben wie der Kolibri. Biologen hatten bisher vermutet, dass Kolibris ihre Flugkünste komplett von Insekten abgekupfert haben. Tatsächlich jedoch kombinieren sie beide Techniken, schreiben Douglas Warrick und seine Kollegen von der amerikanischen Oregon State University im Fachblatt "Nature" (Bd. 435, S. 1094).

 Artikel bei Spiegel-Online 

Spannungsgeladene Kommunikation

Fische im Schwarm können sich über elektrische Impulse verständigen

Nachtaktive Fische im afrikanischen Malawisee senden schwach elektrische Signale aus, um auf der Beutejagd im Schwarm zusammenzubleiben. US-Forscher konnten über Videoaufnahmen nachweisen, dass die Tiere in der Gruppe ihre Stromausstöße synchronisieren. Dies scheint als eine Art Signal zum Zusammenhalten zu dienen. Tatsächlich setzten sich die Fischschwärme teils über Wochen hinweg aus nahezu denselben Tieren zusammen.

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Leistungen für Anbieter von Werkstofftechnik

Kleben ohne Klebstoff

Die Forscher haben herausgefunden, warum Fliegen, Spinnen und sogar Geckos selbst auf Glas sicheren Halt finden und daraus technisch einsetzbare Haftsysteme entwickelt.

Verbindungstechniken wie Schweißen oder Kleben sind kostenintensive Prozesse, und einmal auf diese Weise verbundene Bauteile lassen sich bei Reparaturen oder einem späteren Recycling nicht mehr ohne Materialverlust voneinander lösen. Herkömmliche Klettverschlüsse benötigen einen Haftpartner und verfilzen mit der Zeit. Die Haftsysteme von Eduard Arzt dagegen erlauben reversible, feste Verbindungen von Werkstoffen ohne Schweißen oder Kleben.

http://www.mf.mpg.de/de/

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Warum Blutgefäße nicht platzen

Biologische Materialien versteifen sich, wenn die Belastung stärker wird

Biologische Fasern sind einzigartig: Je größer die Belastung, desto stabiler halten sie zusammen. Diesem ungewöhnlichen Verhalten gingen nun amerikanische und niederländische Forscher auf den Grund. Ihr Ergebnis: Blutgefäße versteifen sich deutlich, wenn sie höheren Zugbelastungen oder Innendrücken standhalten müssen. Für dieses Verhalten sind sowohl chemische Bindungen als auch das elastische Verhalten einzelner Biofasern in den Wänden der Blutbahnen verantwortlich. Mit den Ergebnissen, die die Forscher im Fachblatt Nature (Vol. 435, S. 191) veröffentlichen, könnten künstliche Blutgefäße in Zukunft sehr viel stabiler hergestellt werden.

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Kamerahandy mit Insektenauge

Facettenlinsen sind sehr viel dünner als herkömmliche Varianten und können helfen, optische Geräte zu verkleinern

Eine Linse nach dem Vorbild von Insektenaugen soll Kamerahandys in Zukunft kleiner und leichter machen. Zusammengesetzt aus mehreren hundert winzigen Mikrolinsen würde eine solche Linse für die gleiche Bildqualität nur etwa ein zehntel der Dicke herkömmlicher Varianten benötigen. Einen Prototypen haben Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für angewandte Optik und Feinmechanik in Jena zusammen mit Schweizer Kollegen bereits entwickelt.

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Schnabelformen der Tauben vor und nach dem Stutzen

Lausige Schnabelformen

Forscher: Aussehen der Kiefer wurde bei Vögeln vom Kampf gegen Parasiten geprägt

Nicht nur die Nahrung, sondern auch Läuse und andere Vogelparasiten haben im Lauf der Evolution die Form des Vogelschnabels maßgeblich beeinflusst. Das konnten amerikanische Forscher bei Versuchen mit Felsentauben nachweisen: Der überhängende obere Teil ihres Schnabels bringt den Tauben im Kampf gegen Parasiten große Vorteile, während die Nahrungsaufnahme kaum von der Schnabelform beeinflusst wird.

(http://www.jstor.org/journals/00804649.html)

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Von der Natur abgeschaut: Protein-Flachbildschirm

Neuer Halbleiter besteht aus Aminosäuren und ermöglicht extrem flexible Displays

Eine israelische Forschergruppe des Technion-Technologieinstituts hat einen organischen Halbleiter aus Aminosäuren entwickelt. Dieser kann relativ einfach zu winzigen Transistoren verarbeitet werden und eignet sich daher für eine neue Generation von energiearmen, rollbaren Flachbildschirmen. Die Flexibilität der dem Halbleiter zugrunde liegenden Peptidbindung erlaubt den Forschern zudem die Herstellung von Halbleitern mit maßgeschneiderten elektrischen Eigenschaften.

Nir Tessler (http://www.ee.technion.ac.il/people/nir/lab.html) und seine Kollegen haben bereits mit der Vermarktung ihres als "elektronisches Peptid" bezeichneten Halbleiters begonnen.

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Wie Seeschnecken beim Flugzeugbau helfen

Struktur von neuem Leichtmetall ist dem Aufbau von Schneckenhäusern nachempfunden

Amerikanische Wissenschaftler haben ein sehr stabiles Leichtmetall entwickelt, das genauso aufgebaut ist wie die Häuser von Seeschnecken: Es besitzt eine Schichtstruktur, in der sich harte, keramikähnliche Lagen mit weicheren Metallschichten abwechseln. Auf diese Weise erreicht der metallische Verbundstoff die gleiche Härte wie Stahl, ist aber nur halb so schwer. Kenneth Vecchio von der Universität von Kalifornien in San Diego stellt das neue Material in der Fachzeitschrift JOM vor (März-Ausgabe, S. 25).

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Kakerlaken-Roboter: Die Wand "fühlen".

Kakerlaken-Roboter ertastet Wände

Kakerlaken sind in Wohnräumen selten gern gesehen. Ein kleiner Roboter aber könnte zum willkommenen Helfer werden, weil er sich mit der gleichen Technik durch Räume bewegt wie die Krabbeltiere - und das auch bei völliger Dunkelheit, Nebel oder Rauch.

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Walking Robot

Efficient Bipedal Robots Based on Passive-Dynamic Walkers

S. Collins, A. Ruina, R. Tedrake, M. Wisse
Science 307, 1082 (2005)

In the 18 February 2004 issue of Science, Collins et al. report a new finding with implications for the development of better humanoid robots. By extending gravitationally propelled bipedal passive-dynamic walkers first developed in the 1990s, and adding simple powered actuators and controllers, the team has been able to fashion robots with improved energy efficiency compared with conventional walking robots, which commonly require large amounts of energy and complex control mechanisms. The products of the new study were also captured in action on a number of video clips, posted on Science Online.

o. http://www.wissenschaft.de/wissen/news/249365.html

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Laufroboter

Roboter spazieren mit Hüftschwung

Bislang trampeln zweibeinige Roboter eher schwerfällig durch die Landschaft. Entsprechend viel Energie - und damit Batterieleistung - brauchen sie auch. Doch jetzt haben Wissenschaftler stromsparende Roboter entwickelt, die wie Kinder laufen lernen und den menschlichen Gang elegant nachahmen.

 www.spiegel.de 

Open-source gene transfer

Control of the biotechnology involved in producing genetically modified crops is concentrated in the hands of a few multinational companies, in part because of the complex web of patents involved. A group at CAMBIA, the Center for the Application of Molecular Biology for International Agriculture in Australia, set out to untangle this web and make the technology more widely available by developing a work-around for a key enabling technology in plant biotechnology, Agrobacterium-mediated transformation. They found that other species of benign bacteria can be modified in a surprisingly simple way to do the same job, and the resulting gene transfer technology is to be made available on an 'open source' basis as part of the recently launched BIOS initiative (Nature 431, 494; 2004).

 www.nature.com 

Motor control of flexible octopus arms

Animals with rigid skeletons can rely on several mechanisms to simplify motor control - for example, they have skeletal joints that reduce the number of variables and degrees of freedom that need to be controlled. Here we show that when the octopus uses one of its long and highly flexible arms to transfer an object from one place to another, it employs a vertebrate-like strategy, temporarily reconfiguring its arm into a stiffened, articulated, quasi-jointed structure. This indicates that an articulated limb may provide an optimal solution for achieving precise, point-to-point movements.

 www.nature.com 

Nereis virens

Burrowing mechanics: Burrow extension by crack propagation

Until now, the analysis of burrowing mechanics has neglected the mechanical properties of impeding, muddy, cohesive sediments, which behave like elastic solids. Here we show that burrowers can progress through such sediments by using a mechanically efficient, previously unsuspected mechanism - crack propagation - in which an alternating 'anchor' system of burrowing serves as a wedge to extend the crack-shaped burrow. The force required to propagate cracks through sediment in this way is relatively small: we find that the force exerted by the annelid worm Nereis virens in making and moving into such a burrow amounts to less than one-tenth of the force it needs to use against rigid aquarium walls.

 www.nature.com 

TechnologyReview.com

Unnatural Selection

To become a professional antenna designer, you can follow one of two paths: you can enroll in college- and graduate-level courses on electromagnetism, immerse yourself in the empirical study of antenna shapes, and apprentice yourself to an established technician willing to impart the closely guarded secrets of the discipline.

 http://www.techreview.com 

Venusfliegenfalle

How the Venus flytrap snaps

The rapid closure of the Venus flytrap (Dionaea muscipula) leaf in about 100 ms is one of the fastest movements in the plant kingdom. This led Darwin to describe the plant as "one of the most wonderful in the world". The trap closure is initiated by the mechanical stimulation of trigger hairs. Previous studies have focused on the biochemical response of the trigger hairs to stimuli and quantified the propagation of action potentials in the leaves. Here we complement these studies by considering the post-stimulation mechanical aspects of Venus flytrap closure. Using high-speed video imaging, non-invasive microscopy techniques and a simple theoretical model, we show that the fast closure of the trap results from a snap-buckling instability, the onset of which is controlled actively by the plant. Our study identifies an ingenious solution to scaling up movements in non-muscular engines and provides a general framework for understanding nastic motion in plants.

 Nature 433, 421 - 425 (27 January 2005) 

Mating water striders.

Water-repellent legs of water striders

Water striders (Gerris remigis) have remarkable non-wetting legs that enable them to stand effortlessly and move quickly on water, a feature believed to be due to a surface-tension effect caused by secreted wax. We show here, however, that it is the special hierarchical structure of the legs, which are covered by large numbers of oriented tiny hairs (microsetae) with fine nanogrooves, that is more important in inducing this water resistance.

 Nature 

Magazine

Schwertfische sehen durch beheizte Augen besser

A new category of eye movements in a small fish

Kerstin A. Fritsches, K.Fritsches@vthrc.uq.edu.au and Justin Marshalla

Department of Physiology and Pharmacology, University of Queensland, Vision, Touch and Hearing Research Centre, Brisbane 4072 Queensland, Australia

 Mehr... -> Quick Search: Author: Fritsches 

Kronengecko: So klebrig, so sauber

Geckofüße säubern sich selbst

Geckos können nahezu alles erklimmen, selbst Fensterscheiben sind kein Problem. Die Füße der Reptilien sind extrem klebrig - und dennoch stets sauber. Forscher haben das Rätsel jetzt gelüftet.

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Design of biomimetic fibrillar interfaces

N. J. Glassmaker, T. Himeno, C.-Y. Hui , J. Kim

This paper explores the contact behaviour of simple fibrillar
interfaces designed to mimic natural contact surfaces in
lizards and insects. A simple model of bending and buckling of fibrils shows that such a structure can enhance compliance considerably.
Contact experiments on poly(dimethylsiloxane) (PDMS) fibrils
confirm the model predictions.
Besides our calculations involving a single fibril, we study
the concept of equal load sharing (ELS) for a perfect interface containing many fibrils. We obtain the practical work of
adhesion for an idealized fibrillated interface under equal load sharing. We then analyse the peeling of a fibrillar surface from a rigid substrate and establish a criterion for ELS.

 Journal of The Royal Society Interface 

Menschliches Auge: Tausende Schichten bündeln das Licht

Kunststofflinse kopiert Krakenauge

Eine neuartige Linse bündelt das Licht genauso wie das Auge des Menschen - nur wesentlich besser. Die Kugel aus hunderttausenden winziger Polymerschichten ist so scharfsichtig wie das Auge eines Kraken - und könnte Kameras, Teleskope und Sehhilfen revolutionieren.

 Spiegel-Online 

Slicks auf dem Pult und die Theorie an der Tafel

Wie bei Fliegenfüßen

Den perfekten Reifen gibt es nicht. Optimale Haftung widerspricht zum Beispiel einem möglichst geringen Rollwiderstand. Weniger Grip verlängert jedoch den Bremsweg. Dafür steigt mit schwindendem Profil die Aquaplaninggefahr. Verwirrend? Gewiss! Gut, dass Autoreifen wissenschaftlich erforscht werden.

Jeder Autoentwickler gibt es zu: Der tollste Schlitten mit dem stärksten Motor und dem besten Fahrwerk bringt weder Fahrspaß noch Fahrleistungen, wenn es an den Reifen hapert. Die Behauptung klingt plausibel, im allgemeinen Bewusstsein ist sie jedoch nicht. Weil Reifen integraler Bestandteil jeden Autos sind, wird über sie oft gar nicht groß nachgedacht. Es gibt allerdings Ausnahmen: Reifenentwickler oder Fahrwerksingenieure oder Formel-1-Fahrer zum Beispiel denken ständig über Reifen nach. Außerdem auch Bo Persson, Doktor der Theoretischen Physik am Institut für Festkörperforschung des Forschungszentrums Jülich. Der Schwede erforscht zum Beispiel, was Formel-1-Reifen und Fliegenfüße gemeinsam haben.

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Froschkleber heilt gerissene Knorpel

Eine klebrige Substanz, die von Drüsen auf dem Rücken einer wenig bekannten Art Australischer Frösche abgesondert wird, wurde erfolgreich zur Wiederherstellung von gerissenen Knorpeln in den Knien von Schafen eingesetzt. Der Frosch-Klebstoff wurde von Wissenschaftern der University of Adelaide http://www.adelaide.edu.au/ zur Behandlung von schwierigen Knieverletzungen beim Menschen sowie einer Reihe anderer Anwendungsbereiche entwickelt. Entdeckt wurde der Klebstoff von dem Wissenschafter Mike Tyler. Der ungiftige Klebstoff wird innerhalb von Sekunden hart und klebt sogar im feuchten Lebensraum der Frösche.

Für den Versuch mit den Schafen brachte George Murrell von der University of New South Wales http://www.unsw.edu.au/Risse in den Knieknorpel von zehn Schafen an, behandelte die Tiere mit dem Frosch-Klebstoff und stellte die Verbindungsstücke wieder her. Nach zehn Wochen untersuchten Tyler und Murrell die Schafe. Der Klebstoff hatte die Bruchstücke zusammengehalten und Collagen hatte die entstandene Lücke geschlossen. Die Wissenschafter haben nachgewiesen, dass der Klebstoff auch bei Plastik, Holz, Glas, Metall und Teflon funktioniert. Das Team um John Ramshaw von der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation http://www.csiro.au/hat ein neues Protein als entscheidende Komponente des Klebers identifiziert. Derzeit wird eine gentechnisch hergestellte Variante dieses Proteins entwickelt.

Die Art der Gattung Notaden lebt neun Monate des Jahres rund einen Meter unter der Erdoberfläche in getrocknetem Schlamm. An die Oberfläche kommt er nur bei starken Regenfällen. Bei dieser Gelegenheit ist er für Insektenstiche anfällig und sondert den Klebstoff ab. Damit werden die Kiefer der Angreifer blockiert, sie bleiben an den Fröschen kleben, die sie später fressen. Die Wissenschafter gehen laut NewScientist davon aus, dass der Frosch-Klebstoff die bestehende Nachfrage nach starken und flexiblen medizinischen Klebern decken könnte. Synthetische Kleber wie Cyanacrylat sind sehr stark, können aber giftig und spröde sein. Biologische Kleber, die auf Fibrin basieren, sind für die Fixierung von stark beanspruchten Körperteilen wie verletzten Knorpel im Meniskusbereich zu schwach.

Proxflyer

Norweger baut Mini-Hubschrauber

Der norwegische Tüftler Petter Muren entwickelt flugfähige Mini-Hubschrauber. Seine kleinste Kreation hat einen Rotordurchmesser von 85 mm und wiegt nur 2,7 g. Mehr Infos und viele Videos sind auf seiner Homepage zu finden.

 http://www.proxflyer.com/ 

Durch die Photosynthese Solarenergie gewinnen

Strom aus Spinat und Bakterien

Solarzellen, die mit Hilfe photosynthetischer Proteine aus Spinat und aus dem Bakterium Rhodobacter sphaeroides Licht in elektrische Energie umwandeln, haben Forscher um Prof. Baldo, Cambridge konstruiert.
Um die Proteine zu stabilisieren, betteten sie sie in synthetische Peptide ein, die sich selbständig zu einer der Zellmembran ähnelnden Struktur angeordnet hatten. Diese Membran brachten sie auf einen dünnen, mit Indium-Zinnoxid beschichteten Glasträger auf. Bestrahlten sie die Solarzelle mit Licht einer bestimmten Wellenlänge, absorbierten die photosynthetischen Proteine Photonen und setzten Elektronen frei, die durch einen Halbleiter zu einer Silberelektrode wanderten und somit einen Ministromkreis schlossen.

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EcoBot II

Neuer Roboter bezieht seine Energie aus Insekten

Ein neuentwickelter Roboter gewinnt seine Energie aus einem ganz besonderen Stoff: Er verdaut Fliegen mithilfe von Bakterien und macht daraus Strom. Damit könnte der Automat namens EcoBot II der erste Roboter werden, der vollständig autonom ist und sich unabhängig vom Menschen selbstständig mit Energie versorgt. Das berichtet das britische Wissenschaftsmagazin New Scientist (Ausg. vom 11. September, S. 19).
Quelle:
http://www.wissenschaft.de/wissen/news/244708.html

 Newscientist 

Akustisches Bild dank Fledermaus

Wissenschaftler des Lehrstuhls für Sensorik der Universität Erlangen http://www.uni-erlangen.de/ arbeiten derzeit an den Einzelteilen eines künstlichen Fledermauskopfes. Mit ihm wollen sie erforschen, wie das Senden und Empfangen von Signalen bei Fledermäusen genau funktioniert. Im Rahmen eines EU-Projektes soll mehr über die Objekterkennung mittels Ultraschall in Erfahrung gebracht werden. Spätere Einsatzmöglichkeiten des neuen Wissens sieht das Team vor allem in der Medizintechnik als Orientierungshilfe für Blinde.

Ohren und Mund werden sich beim künstlichen Fledermauskopf originalgetreu bewegen lassen. "Das Drehen des Kopfes und der Ohren ist bei der Erforschung des Ultraschall-Ortungssystems entscheidend", erklärt Reinhard Lerch, Professor an der UNI Erlangen. "Derzeit arbeiten wir schwerpunktmäßig an den Ohren, die das Signal aufnehmen, und an dem Teil, der das ausgehende Signal erzeugt und empfängt", so Lerch. Die Forscher nennen dieses Teil Ultraschallwandler.

Die Schwierigkeit bei diesem Gerät war vor allem seine Größe. "Um das Senden und Empfangen realitätsgetreu nachzuvollziehen, darf der künstliche Kopf nicht größer als das Original sein", so Alexander Streicher, Mitarbeiter von Lerch (rechts im Bild). An der Behebung eines weiteren Problems arbeiten die Wissenschaftler derzeit noch: Bisher ist es ihnen nicht gelungen, den gesamten Frequenzbereich der Fledermäuse (zwischen 20 und 200 kHz) realitätsgetreu zu erzeugen.

Neben den Eigenschaften des Ultraschallwandlers sind das Fledermausohr und dessen unterschiedliche Form für den Empfang entscheidend. Um die Konstruktion zu erleichtern, wurden verschiedene Arten von Fledermausohren mittels Röntgenverfahren eingescannt um daraus Computermodelle für die Simulation und Kunststoffmodelle für die Messung zu erzeugen. Mit Hilfe eines Computerprogramms wurde anschließend die günstigste Richtung der Ohren ermittelt, eine geeignete Form und ein genetischer Algorithmus erzeugt. "Ich könnte mir gut vorstellen, dass künftige Ultraschallsensoren bei blinden Menschen eingesetzt werden können, um Hindernisse akustisch anzuzeigen", so Lerch.

 www.circe-project.org 

Bakteriophagen

Die virale Fabrik

In einem Artikel der ZEIT berichtet Niels Boeing über die
Forschungen der amerikanischen Chemikerin Angela Belcher vom MIT.
Sie fand eine Möglichkeit, Nanodrähte und Halbleiterstrukturen
mittels Bakteriophagen herzustellen. Diese Entdeckung kann die
Computertechnik einen entscheidenden Schritt weiterbringen.

 www.zeit.de/2004/35/T-Nanophagen 

Flying Robot

Advanced model of the world's lightest Micro-Fly

EPSON today announced that it has successfully developed a lighter
and more advanced successor to the µFR, the world's smallest and
lightest micro-flying robot. Turning once again to its
micromechatronics technology, Epson has redefined the state of the
art with its µFR-II micro-flying robot?the world's new lightest and
most advanced microrobot, which also features Bluetooth wireless
control and independent flight.

 www.epson.co.jp/e/newsroom/news_2004_08_18.htm 

Robonaut

NASA entwickelt Robonaut

Das Magazin Telepolis berichtet über die Entwicklung eines
humanoiden Roboters. Die NASA entwickelt diesen, um ferngesteuert
Reparaturen außerhalb von Raumschiffen und Raumstationen vornehmen
zu können.

 www.heise.de/tp/deutsch/special/robo/18079/1.html 

Waldbrandsensor von Käfern abgeschaut

Bionischer Detektor wesentlich billiger als Infrarotsensoren

Bonn (pte, 27. Jul 2004 15:45) - Zoologen der Universität Bonn haben eine Alternative zu den teuren Waldbrand-Infrarotsensoren gefunden: Der schwarze Kiefernprachtkäfer, der im Holz frisch verbrannter Bäume seine Eier ablegt kann Waldbrände angeblich noch aus 80 Kilometern Entfernung entdecken. Die Forscher haben den ersten Prototyp des Waldbrand-Melders nun entwickelt. Die Biologen wollen ihr kleines Vorbild nun vermessen, um zu sehen, wo die Grenzen des neuen Messprinzips liegen, berichtet die Universität Bonn http://www.uni-bonn.de.

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Kohlenstoffkreislauf

Strom aus Photosynthese

Neue Solarzellen nutzen Proteine und deren Photosynthese.

Pflanzen sind sehr effizient, wenn es darum geht, die Energie der Sonne für sich zu verwenden. Forscher des amerikanischen Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben sich von ihnen inspirieren lassen und eine Solarzelle entwickelt. Dabei erzeugen photosynthetisch aktive Proteine Strom aus Licht. Auch wenn damit die herkömmliche Solarzelle noch nicht ersetzt werden kann, zeigt die Forschung doch eine mögliche Alternative, meldet das Magazin Science News.

Links:
http://www.sciencenews.org/articles/20040605/fob2.asp

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www.newscientist.com

Fast cars could be tuned by evolution

Can evolutionary theory help rival Formula 1 teams break Michael Schumacher's seemingly unassailable hold on top-flight motor racing? Computer scientists at University College London think it might.

 www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99996019 

HAL(Hybrid Assistive Lim)

Roboter-Exoskelett für gehbehinderte Menschen

Wissenschaftler der Universität Tsukuba (Japan) haben ein Roboter-Exoskelett entwickelt, das Menschen beim Gehen unterstützen kann. Der Prototyp hat ein Gewicht von 17 kg incl. Energieversorgung.

 sanlab.kz.tsukuba.ac.jp/HAL/indexE.html 

Facettenaugenprinzip

Papierdünne Kamera

Die Brennweite eines Objektivs erzwingt eine gewisse Dicke jeder Kamera - sollte man meinen. Insektenaugen zeigen, dass es auch anders geht: Ein Kamerachip nach dem Facettenaugen-Prinzip genügt zur Personenerkennung und ist dünn wie Papier.

 www.fraunhofer.de/german/press/pi/pi2004/06/md6_t5.html 

Journal of Bionics Engineering

JBE is now available free for the first two years (i.e. this year and next).Simply send your request to the editorial offices at fsxb@jlu.edu.cn giving your name and address. We will sent the free copy to you

 jbe.jlu.edu.cn 

Nilpferdschweiß schützt vor Sonnenbrand

Hippo-Sekret ist sowohl gegen Licht als auch Keime wirksam.

Japanischen Wissenschaftlern ist es gelungen, das Geheimnis des legendären Nilpferdschweißes zu entschlüsseln. Weil das Sekret der Tiere rötlich ist, dachte man früher, sie würden Blut schwitzen. In Wirklichkeit ist es weder Blut noch einfacher Schweiß, sondern eine Absonderung von Pigmenten, meldet das Wissenschaftsmagazin Nature. Dieses Sekret schützt die Nilpferde vor Sonnenbrand und Entzündungen. Außerdem kühlt es.

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Berkeley Lower Extremity Exoskeleton

Artificial exoskeleton takes the strain

A human exoskeleton, which could help soldiers and fire-fighters carry heavy loads, is about to take its first public steps.

Called the Berkeley Lower Extremity Exoskeleton, or BLEEX, it is part of a Defense Advanced Research Projects Agency venture designed to help foot soldiers carry heavier loads over even longer distances, by connecting robotic supports to their legs to reduce the load.

 www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99994750 

Sinnesorgan erleichtert Unterwasserrobotern die Navigation

Fischen nachempfundenes Seitenlinienorgan dient als Orientierungshilfe für maritime Maschinen.

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In Mamas Windschatten schwimmt es sich leichter

Nähe zur Mutter hilft Delfinkindern beim Energiesparen.
Junge Delfine halten sich beim Schwimmen stets im "Windschatten" ihrer Mutter auf und können dadurch viel Energie sparen. Verlieren die Delfinkinder jedoch einmal den Kontakt zum Elterntier, so finden sie oft nicht zurück. Das berichtet der Luftfahrtingenieur Daniel Weihs vom Technischen Institut der Universität in Haifa (Israel) im Journal of Biology (Vol. 3, Art. 8)

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Baden wie die Algen: Hautregenerierender Sonnenschutz

Gute Nachrichten für alle Sonnenanbeter: Es gibt einen neuen Sonnenschutz, der nicht nur die gefährlichen UV-Strahlen abwehrt, sondern gleichzeitig der Haut bei der Regeneration hilft

 www.zeit.de 

Biomolekulare Motoren mit ATP-Antrieb

Nach einem Bericht des "New Scientist" ist es Forschern der Cornell University gelungen, einen Motor zu konstruieren, welcher mit dem gleichen "Treibstoff" betrieben wird wie Muskelzellen.

 www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns9999208 

Warum Schnecken nicht von der Wand fallen

Proteine sind Schlüssel für die Produktion flexibler, haftungsfähiger Biogele

Schnecken benutzen eine Art Zweikomponentenkleber, um sich an glatte Oberflächen haften zu können: Sie setzen ihrem Schleim bei Bedarf bestimmte Eiweiße zu, die ihn in ein sehr gut haftendes Gel verwandeln. Solche Gele kleben an feuchten oder nassen Oberflächen genauso gut wie an trockenen und könnten in Zukunft als Basis für die Entwicklung neuer, vielseitigerer Klebstoffe dienen. Das berichten amerikanische Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Journal of Experimental Biology (Bd. 207, S. 1127).

 Bild der Wissenschaft 

Polare Fische schützen sich mit Glykoproteinen vor dem Erfrieren

Sapporo (pte, 10. Feb 2004 10:50) - Japanische Forscher sind dem Geheimnis polarer Lebewesen unter den widrigen klimatischen Umständen nicht einzufrieren einen Schritt näher gekommen. Glykoproteine, mit Zucker verknüpfte Proteine, zählen zu den ersten entdeckten Gefrierschutz-Molekülen, die verhindern, dass Körperflüssigkeiten einfrieren.

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Ein tropischer Falter der Morpho-Familie

Vorbild Schmetterling: Strahlend bunt und immer sauber

Jeder Anstrich ist irgendwann von Staub bedeckt und verliert an Brillanz. Einen Ausweg weisen die Flügel eines tropischen Schmetterlings.

 www.vistaverde.de/news/Wissenschaft/0302/19_morpho.htm 

NEC entwickelt flammwidrigen Bio-Kunststoff

Wie der Heise-Newsticker berichtet, hat der japanische NEC-Konzern einen flammhemmenden Kunststoff auf Basis von Polylaktatsäure entwickelt.

 www.heise.de/newsticker/data/ciw-26.01.04-000 

telepolis.de

Wie spürt man sich selbst?

Zur Verbindung von Wahrnehmung, Motorik und Emotion

Wie wichtig die Wahrnehmung des eigenen Körpers ist, zeigt sich sehr schön, wenn vierbeinige Aibo-Roboter Fußball spielen. Die kleinen Kickmaschinen spüren nicht, ob und wie sie den Ball getroffen haben, sondern müssen warten, bis er wieder ins Blickfeld ihrer Kamera rollt. Ein Mensch dagegen hat schon bei der Ballberührung ein Gefühl dafür, ob der Schuss gelungen ist oder nicht. Mit der Funktionsweise dieser Innenwahrnehmung haben sich jetzt zwei Studien beschäftigt.

 www.heise.de/tp/deutsch/inhalt/lis/16573/1.html 

Running humanoid robot

World's First Running Humanoid Robot

Sony Corporation announced the development of dramatically enhanced motion of Sony's humanoid robot, enabling integrated motion control for walking, jumping and running. By applying this technology to QRIO, which is one of Sony's technology platforms, Sony has successfully created the world's first running humanoid robot.

 www.sony.net/SonyInfo/News/Press/200312/03-060E/ 

Bombardierkäfer

Käferwaffe für Flugzeugturbinen

Nach einem Bericht von SPIEGEL-online kann das außergewöhnliche Verteidigungssystem der Bombardier-Käfer Ingenieuren möglicherweise helfen, in der Luft ausgefallene Flugzeugturbinen wieder zu starten.

 www.spiegel.de/spiegel/0,1518,278347,00.html 

Zwischen den rot und blau dargestellten Wirbeln schwimmen die Fische hindurch

Gegen den Strom segeln

Das Magazin Telepolis berichtet von einer energiesparenden Schwimmmethode, mit der sich Fische in turbulentem Wasser
fortbewegen. Dieses Vorbild kann die Entwicklung von
effizienten Unterwasserfahrzeugen voranbringen.

 telepolis 

Zweibeiniger "Rollstuhl" für Behinderte

Forscher der japanischen Waseda Universität haben einen zweibeinigen Roboter entwickelt. Er könnte in Zukunft beispielsweise Behinderte auch über Treppen transportieren.

 telepolis.de 

Fleischfliege: Modell für Kampfflugzeuge?

Fleischfliegen stehen Kampfjets Modell

Von Fliegen lernen heißt fliegen lernen. Das zumindest müssen sich amerikanische Forscher gedacht haben: Sie erhoffen sich vom Studium der Paarungsflüge von Fleischfliegen neue Erkenntnisse für die Entwicklung von Kampfflugzeugen.

 Spiegel.de 

"Protein-Nockenwelle" steuert Muskelmotor

Max-Planck-Forscher entdecken Steuerung für die Umwandlung biochemischer Energie in mechanische Arbeit in molekularen Motoren

In Muskeln sind Krafterzeugung und Energieumsatz über die Wechselwirkung spezieller Proteine miteinander gekoppelt. Mit Hilfe der Elektronenmikroskopie haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für medizinische Forschung, Heidelberg, jetzt ein notwendiges Steuerelement im Zyklus der Muskelproteine Aktin und Myosin bei der Muskelkontraktion gefunden. Damit gelang den Forschern ein entscheidender Durchbruch für unser Verständnis, wie die Energieumwandlung in Muskelfasern im Detail funktioniert (Nature, 25. September 2003).

 Pressemitteilung MPG 

Blindenstock kopiert Fledermaus

Ein neuer in Großbritannien entwickelter Blindenstock kann Hindernisse auf drei Meter Entfernung erkennen. Dazu nutzt der Stock ein Sonarsystem, wie es ähnlich auch Fledermäuse besitzen.

 www.vistaverde.de/news/Wissenschaft/0309/10_blindenstock.htm 

Seeschwamm gibt Ezzes für Telekabel

Hightech-Glasfaserkabel auf Basis eines einfachen Meeresbewohners

Forscher der Bell Laboratories haben in einem Meeresschwamm ein optimales Baumuster für neue Glasfaserkabel entdeckt. Die neuen Faserkabel haben im Vergleich zu herkömmlichen in Fabriken hergestellten Kabeln einige Vorteile: Sie können nicht brechen, berichten die Forscher in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature.

 pressetext.de/pte.mc?pte=030821007 

Roboterinsekt läuft am Wasser - MIT-Forscher auf der Spur der Wasserläufer

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben erstmals einen Roboter entwickelt, der an der Wasseroberfläche laufen kann. Robostrider, so der Name des künstlichen Insekts, kann ebenso wie seine natürlichen Artgenossen auf der Wasseroberfläche dahingleiten. Damit ist den Experten gelungen, das Prinzip der Wasserläufer zu verstehen. Das berichten die Forscher in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature.

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Klebfreies Haften: reversible Adhäsionsmechanismen nach biologischem Vorbild

Die beeindruckende Leistungsfähigkeit biologischer Adhäsions- und Haftmechanismen ist in jüngster Zeit Untersuchungsgegenstand bei unterschiedlichen Tiergruppen. Allen gemeinsam ist dabei zunächst ein hierarchisches Strukturdesign.

 BioKoN-Spinnen-Handout.pdf 

Elektronische Tinte ändert Farbe auf Knopfdruck

Geordnete Nanokugeln für bunte E-Paper - Vorbild Schmetterling

Kanadischen Wissenschaftlern ist es gelungen eine elektronische Tinte zu entwickeln, die auf Knopfdruck ihre Farbe wechselt. Diese ist Grundlage für neue Farbdisplays, die für elektronisches Papier oder empfindliche Sensoren eingesetzt werden könnten.

 www.wissenschaft.de/sixcms/detail.php?id=204042 

Biomechanik des Spinnenbeins

Spinnen faszinieren und inspirieren die Bioniker. Zum Beispiel die Spinnenseide, die bezogen auf die Masse eine höhere elastische Energieaufnahme ermöglicht als alle anderen bekannten Stoffe und das Geheimnis ihrer molekularen Struktur den Forscher noch nicht preisgegeben hat. Oder die Funktionalität des Spinnenbeins, die zukünftige Entwicklungen in der Mikrorobotik beeinflussen wird.

 www.maschinenbau.tu-ilmenau.de/bionik-netz/lena.html 

Wie der Hai zum Hammer kam

Erleichtert die Kopfform der Hammerhaie das Aufspüren von Beute oder die Fortbewegung? Ein US-Forscher hat mögliche Antworten auf diese Frage in Versuchen überprüft.

 www.netzeitung.de/servlets/page?section=568&item=204065 

Größenvergleich

Pneumatische Mikropumpen

Höfer & Bechtel Mikropumpen arbeiten nach dem peristaltischen Prinzip.
Mit Hilfe des pneumatischen Antriebsprinzips können hohe Förderleistungen erzielt werden. Feststoffbeladene und hochviskose Medien (95%iger Leitklebstoff) sind förderbar.

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Forscher versuchen die Photosynthese technisch nachzuahmen

Australische Forscher versuchen die Photosynthese technisch nachzuahmen. Ziel ist die Verwertung von CO2. Kohlendioxid und Wasser nur mit Hilfe von Sonnenlicht zu Nährstoffen zusammenzufügen, diesen Trick konnte der Mensch der Natur bislang noch nicht abschauen. Doch die ersten Schritte auf dem Weg zur künstlichen Photosynthese haben die Wissenschaftler inzwischen gemacht.

 www.welt.de/daten/2002/03/20/0320ws321348.htx 

Mit Insekten den Mars erforschen

Über die Oberfläche des Mars könnten bald winzige Flugzeuge mit der Gewandtheit von Libellen und dem Sehvermögen von Bienen schwirren.

Wissenschaftler in Australien haben eigenen Angaben zufolge die Sinnesorgane verschiedener Insektenarten imitiert und neuartige Navigations- und Fluggeräte entwickelt.

»Die Wand hochgehen« mit Gecko-Schuhen?

Nach einem Bericht des New Scientist haben Forscher in Kalifornien damit begonnen, Gewebe mit synthetischen Geckohaaren herzustellen. Sollten diese Forschungen erfolgreich sein, könnten beispielsweise besonders griffige Schuhe für Sportler hergestellt werden. Auch Spiderman könnte dann an der Decke laufen, ohne auf Hollywoods Computertricks zurückgreifen zu müssen.

 robotics.eecs.berkeley.edu/~ronf/GECKO/index.html