Der Begriff „Bionik“ stammt aus einem Seminar mit dem Thema „Living Prototypes – the Key to New Technology“, das im September 1960 in Ohio stattgefunden hat. Dort ist zum ersten Mal der Begriff „bionics“ verwendet worden. Es sind im Wortlaut ver-schiedene, inhaltlich dennoch gleiche Definitionen verschiedener Biologen und Zoologen verbreitet. Die gängigste und vom Verein Deutscher Ingenieure (VDI) anerkannte Definition formulierte Neumann 1993. Sie lautet: „Bionik als Wissenschaftsdisziplin befasst sich systematisch mit der technischen Umsetzung und Anwendung von Konstruktionen, Verfahren und Entwicklungsprinzipien biologischer Systeme.“ Nachtigall hat diese 2002 wie folgt ergänzt: „Dazu gehören auch Aspekte des Zusammenwirkens belebter und unbelebter Teile und Systeme sowie die wirtschaftlich-technische Anwendung von Organisationskriterien. Bionik betreiben bedeutet Lernen von den Konstruktionen, Verfahren und Entwicklungsprinzipien der Natur für eine positive Vernetzung von Mensch, Umwelt und Technik.“ Als wichtigste Teilbereiche des umfassenden Begriffs der „Bionik“ dürfen die Konstruktions- und Strukturbionik, Material- und Werkstoffbionik, Baubionik, Verfahrensbionik, Klima- und Energiebionik, Bewegungsbionik, Sensorbionik, Informations- und Neurobionik, Anthropobionik, Organisationsbionik und Evolutionsbionik genannt werden.
Inhaltsverzeichnis
- Grundlegende Begriffe und Zusammenhänge
- Definition und Teilgebiete
- Geschichte der Bionik
- Vorgehensweise der Bioniker
- Biologische Vorbilder
- Leichtbau
- Paradiesvogelblume
- Honigwaben
- Solare Energieproduktion
- Fotosynthese der Pflanze
- Solare
- Lichtabsorptionsfähigkeit von Blättern
- Geometrieoptimierung — Phyllotaxis der Pflanzen
- Leichtbau
- Förderung der Bionik in Deutschland
- Anhang
- Abbildungsverzeichnis
- Literaturverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Das Buch „Biologische Vorbilder in Bau- und Verfahrenstechnik" bietet einen umfassenden Einblick in die Bionik, eine wissenschaftliche Disziplin, die sich mit der technischen Umsetzung von Prinzipien und Strukturen aus der Natur beschäftigt. Das Werk beleuchtet die Geschichte der Bionik, erläutert die verschiedenen Teilgebiete und stellt wichtige biologische Vorbilder und deren Anwendung in der Technik vor.
- Entwicklung und Geschichte der Bionik
- Technologische Anwendungen und Herausforderungen
- Biologische Prinzipien und ihre technische Umsetzung
- Leichtbau und Energieeffizienz
- Geometrieoptimierung und Materialwissenschaften
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel des Buches definiert den Begriff „Bionik" und gibt einen Überblick über die verschiedenen Teilgebiete. Die Geschichte der Bionik wird anhand von prominenten Beispielen wie Leonardo da Vinci und Otto Lilienthal beleuchtet. Das Kapitel beschreibt auch die verschiedenen Vorgehensweisen der Bioniker, den Top-Down- und Bottom-Up-Prozess.
Das zweite Kapitel stellt verschiedene biologische Vorbilder vor, die als Inspiration für technische Lösungen dienen können. Es werden Beispiele aus den Bereichen Leichtbau, Solare Energieproduktion und Geometrieoptimierung vorgestellt. Die Paradiesvogelblume dient als Vorbild für die Entwicklung von flexiblen und stabilen Konstruktionen. Die Honigwabe zeigt die Effizienz und Stabilität eines hexagonalen Designs, das im Leichtbau Anwendung findet. Die Fotosynthese der Pflanze wird als Vorbild für die Entwicklung von künstlichen Systemen zur Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie genutzt. Die Lichtabsorptionsfähigkeit von Blättern wird in der Entwicklung von Polymeren Solarzellen eingesetzt. Die Phyllotaxis von Pflanzen, die Anordnung der Blätter am Spross, dient als Inspiration für die Optimierung von Solarmodulen.
Das dritte Kapitel beleuchtet die Förderung der Bionik in Deutschland. Es werden die Entwicklungen der letzten Jahrzehnte, die Gründung von Bionik-Lehrstühlen und Verbänden sowie das Bionik-Kompetenznetz vorgestellt.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen die Bionik, biologische Vorbilder, Leichtbau, Solare Energieproduktion, Fotosynthese, Phyllotaxis, Geometrieoptimierung, Materialwissenschaften, technische Anwendungen, Geschichte der Bionik, und die Förderung der Bionik in Deutschland.
- Quote paper
- Nathalie Gottwald (Author), 2013, Biologische Vorbilder in Bau- und Verfahrenstechnik, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/266189
