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| Thomas Brodbeck | 09. Mai 2017

Bionik

Die Patente der Natur für Innovationen und Wettbewerbsvorteile nutzen

Neue Chancen für den Mittelstand

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Thomas Brodbeck

Biologe Medienproduzent Dozent


NACHHALTIGKEIT im Sinne eines „Prinzip[s], nach dem nicht mehr verbraucht werden darf, als jeweils nachwachsen, sich regenerieren, künftig wieder bereitgestellt werden kann“ (Duden)

Eine erstmalige Verwendung der Bezeichnung Nachhaltigkeit in deutscher Sprache im Sinne eines langfristig angelegten verantwortungsbewussten Umgangs mit einer Ressource ist bei Hans Carl von Carlowitz 1713 in seinem Werk Silvicultura oeconomica nachgewiesen.[4] Carlowitz fragte, „wie eine sothane [solche] Conservation und Anbau des Holzes anzustellen / daß es eine continuirliche beständige und nachhaltende Nutzung gebe / weiln es eine unentbehrliche Sache ist / ohne welche das Land in seinem Esse nicht bleiben mag“.[

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https://de.wikipedia.org/wiki/Hans_Carl_von_Carlowitz

https://de.wikipedia.org/wiki/Hans_Carl_von_Carlowitz

https://de.wikipedia.org/wiki/Silvicultura_oeconomica

https://de.wikipedia.org/wiki/Nachhaltigkeit#cite_note-4

https://de.wikipedia.org/wiki/Nachhaltigkeit#cite_note-5

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Lotus

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Hai-Haut-Schuppen als Vorbild für innovative Bootsbeschichtungen

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Hai-Haut-Schuppen als Vorbild für innovative Bootsbeschichtungen

9US NAVY 100 MILLIONEN DOLLAR/JAHR ANTI-FOULING KOSTEN


„So verursacht bereits gewöhnliches Fouling bei einem konventionell gefeuerten 500 MW Kraftwerksblock Leistungsverluste der Dampfturbine in Höhe von 5 MW und mehr, in einem 1300 MW Kernkraftwerk erreichen die Verluste durchaus 20 MW. In der Meerwasserentsalzung reduziert Fouling die Gained Output Ratio um hohe zweistellige Prozentsätze (Die Gained Output Ratio ist eine Verhältniszahl, die die Masse des erzeugten Destillates zu der Masse des im Prozess eingesetzten Dampfes in Relation setzt). Mehrverbräuche an elektrischer Leistung in kompressorbetriebenen Kältemaschinen bewegen sich ebenfalls häufig im zweistelligen Prozentbereich.“ (Wikipedia)

20 MW Stromverbrauch Köln

https://de.wikipedia.org/wiki/Watt_(Einheit)#Gebr.C3.A4uchliche_dezimale_Vielfache

https://de.wikipedia.org/wiki/Kraftwerksblock

https://de.wikipedia.org/wiki/Dampfturbine

https://de.wikipedia.org/wiki/Kernkraftwerk

https://de.wikipedia.org/wiki/Meerwasserentsalzung

https://de.wikipedia.org/wiki/Masse_(Physik)

https://de.wikipedia.org/wiki/Destillation

https://de.wikipedia.org/wiki/Leistung_(Physik)

https://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%A4ltemaschine


Sandfisch Vorbild für glatte und reibungsarme Oberflächen

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Glattheit einer Oberfläche - Friktion


Abrieb einer Oberfläche


Glas Stahl


Source of picture: “Der Sandfisch der Sahara – Vorbild für Reibungs- und V erschleißminderung” by Ingo Rechenberg and Abdullah Regabi El Khyari

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• unebene natürliche Sandfischhaut führt zu einer Kontaktfläche von 1 : 2.000.000

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Die atomaren Kräfte des Geckos

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5 The atomic adhesion of geckos


Perlmutt als perfektes Verbundmaterial

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Aragonit und Chitin angeordnet wie eine natürliche Ziegelwand

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http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/grossbild-346959-449327.html

http://www.mpg.de/665096/zoom.jpeg


BOTTON UP STATT TOP DOWN


Spinnenseide als High-Tech-Material


Material Zugfestigkeit(GPa)

Bruchdehnung (%)

Belastbarkeit (MJ/m3)

Abseilfaden 10 30 160Spinnennetz-Faden

0.5 270 150

Seide 0.6 18 70

Gummi 0.05 850 100Nylon1 0.95 18 80Stahl 2 2 26 ?Kevlar1 3.60 2.7 50

1 Quelle: http://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de/umat/proteine_spinne/spinnenseide.htm

2 Quelle: http://www.swiss-composite.ch/pdf/i-Werkstoffdaten.pdf

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Lignin als Ersatz für Plastik

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Polypropylene ARBOFORM Wood (beech)

E modulus [N/mm²] 600-1700 2000-6000 1500

Expansion coefficient [1/K] 100-200*10^(-6) 18-50*10^(-6) 45*10^(-6)

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! Auszeichnungen:› Dieselmedaille 2011› European Inventor

Award 2010› …

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Die Intelligenz der Bäume

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Thomas Brodbeck 24. Oktober 201657


Selbstschärfenden Messer nach dem Vorbild der Biberzähne

• Fraunhofer Institut, Marcus Rechenberger

• Ein „perfektes“ Patent der Natur

• Technische Adaption

• Erste Anwendung: Schneidemühle

• Küchenmesser Fissler

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Schneidemühle

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Nagetier-Zahn stets scharf durch permanenten Gebrauch

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Flexural Strength

Schneidematerial

Vickers- Hardness

ideal cutting-material

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Nagetier-Zahn Selbstschärfendes Messer

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Konventionelle Schneidemühle Bionische Schneidemühle

30-fach länger haltbar !

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Deinococcus Radiodurans 17.000 Gray

Alkaliphile: pH-Wert von 11

Acidophile: pH-Wert von 1

Thermophile: 113 Grad Celsius

Bakterien und andere Wunder


Ameisen- und Bienenalgorithmus


28.4.2017 Larven der Wachsmotte fressen Plastiktüten: Wie diese Raupen das Umweltproblem lösen könnten | stern TV

http://www.stern.de/tv/larven-der-wachsmotte-fressen-plastiktueten--wie-diese-raupen-das-umweltproblem-loesen-koennten-7428594.html 1/3

26. April 2017 14:31 UhrRaupen fressen Tüten auf

Diese Larven könnten dasPlastikproblem der Welt lösenPlastiktüten sind ein großes Unheil - und es wird immer wieder nachLösungen für dieses Umweltproblem gesucht. Die Natur hat eine: DieLarven der der großen Wachsmotte fressen nämlich Polyethylen. sternTV zeigt in einem Live-Experiment, wie das funktioniert.

In der freien Natur leben die Raupen der Wachsmotte bis zu ihrer

Verpuppung in Bienenstöcken. Denn die Larven ernähren sich von

dem Wachs der Waben. Sie können aber nicht nur Wachs fressen

und verdauen, sondern auch Plastik! Ein spanisch-britisches

Forscherteam hatte das kürzlich herausgefunden. Phänomenal:

Hundert Maden in einer handelsüblichen Plastiktüte futterten in

zwölf Stunden zusammen 92 Milligramm des Kunststoffs. Ihr

Abbauprodukt ist Ethylenglykol, ein chemischer Alkohol, der

vermutlich verdampft.

Die Forscher erhoffen sich nun, durch die gefräßigen Mottenlarven

den biochemischen Prozess analysieren zu können. Die Maden

besitzen möglicherweise ein spezielles Enzym, das Polyethylen

abbaut und umwandelt. So könnte ein Verfahren entwickelt

werden, mit dem wir zukünftig die unheilvollen Plastikabfälle der

Erde entsorgen.

stern TV hat das interessiert und einige Larven der großen

Wachsmotte ins Studio geholt. Live während der Sendung können

Sie Zeuge werden, wie die Raupen das Plastik vernichten - hier im

Live-Stream:

© stern TVDas Experiment zeigt: Die Larven machen sich gemeinschaftlich über die Plastiktüte her.


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Fragen?


REDUCE

REUSE

RECYCLE

RECOVER

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Kieselalgen als Vorbild für Leichtbau-Felgen

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Dr. Christian Hamm Alfred-Wegener-Institut

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