interaktiv 2 | 2020 FuE 47
Zur Sprengung von Asteroiden bedarf es einer Bombe , die in einem Loch gezündet wird , um den Asteroiden effektiv zu zer - legen , so die ESA . Einen heranfliegenden auch kleinen Him mels - körper können wir rechtzeitig entdecken . Mit einer Rakete erreicht die Bombe ihr Ziel . Nur ein Loch ohne Schwer kraft ins Objekt zu bohren , macht Schwierigkeiten – jedenfalls solange , bis Sie den Artikels zu Ende gelesen haben .
Mehrwert in Zahlen
Ingenieure und Betriebswirte in der Industrie überzeugen nicht schöne Worte und Hypothesen bei ihren Entscheidungen , einen biologisch inspirierten Weg zu gehen und zu finanzieren . Die Industrie versteht den Mehrwert rein zahlenbasiert . Zwei Bei - spiele der bionischen Umsetzung präsentieren diesen .
Produktionssteigerung durch das Vorbild der Blattadern
Blattadern sind die Logistikwege , über die Wasser und Zucker bei Pflanzen transportiert werden . Eine gleichmäßige Vert ei - lung über die Blattfläche muss gewährleistet werden . Ein ur - sprüngliches und einfaches Verzweigungsmuster mit dichotomer Verzweigung weisen Farne und der Ginko auf .
Michael Hermann vom Fraunhofer ISE hat die Verteilung analysiert und einen einfachen Algorithmus entwickelt , anhand dem man mit Geodreieck und Bleistift eine Hydraulikstruktur auf einer beliebigen Flächengeometrie optimal verteilen kann . Konkrete Anwendung sind Solarabsorber , die so die Energie optimal abtransportieren können . Im Unterschied zu den heute üblichen Mäander- oder Harfenabsorber , die in rechteckigen Modulen erhältlich sind , können nun beliebige Flächengeo - metrien ausgefüllt werden . Diese sogenannten Fractherm ® - Kanalstrukturen wurden dann auch auf die 3 . Dimension an - gewandt , nämlich auf die Kühlkanäle von Spritzgusswerk zeugen .
Schritt konnte durch die Übertragung des Blattaderprinzips also um mehr als die Hälfte reduziert , der Output pro Zeit - einheit mehr als verdoppelt werden !
Schmetterlinge revolutionieren die Solarenergie-Gewinnung
Die Effizienzsteigerung verschiedener Solarzelltypen während der vergangenen 40 Jahre ist ein schönes Beispiel für inkrementelle Verbesserung (< 0,5 % Verbesserung pro Jahr ). Sie wurde meist durch Erhöhung der Reinheit der Ausgangs - materialien erreicht , die größte Verbesserung gelang durch Kombinatorik von verschiedenen Materialien in übereinanderliegenden Schichten . Bei letzteren , den sogenannten Tandem- Solarzellen , weist jede Schicht eine optimale Bandlücke für einen spezifischen Spektralbereich auf ; in der Summe kann dann aus einem größeren Frequenzband Strom gewonnen werden .
Motten sind Nachtschmetterlinge , die mit dem Restlicht des Mondes und der Sterne auskommen müssen , um optisch navi gieren zu können . Der Sehsinn wurde hier auf quantitative Ausnutzung der vorhandenen Helligkeit optimiert . Eine geniale Entwicklung war dabei die Entspiegelung der Facetten - augen . Diese hat mit der heute praktizierten Entspiegelung von technischen Artefakten wie Brillen , Handyoberflächen oder Bildschirmen aber nichts gemein , sondern folgt einem völlig anderen Prinzip .
Die technische Übertragung gelang nanotechnologisch . Der Vergleich von Optiken mit und ohne Nanostrukturierung zeigte , dass ohne Nanostrukturierung die Lichtreflektion über das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichts zwischen 5 und 6 Prozent betrug . Mit Mottenaugeneffekt hingegen lag die Restreflektion unter 0,5 Prozent .
Beim Spritzguss wird heißer , verflüssigter Kunststoff in eine Form , das Werkzeug , mit hohem Druck gefüllt . Der Abkühl - vorgang sollte einerseits so schnell wie möglich erfolgen , denn davon hängt der Output der Maschine pro Zeiteinheit ab . Andererseits soll das Abkühlen gleichmäßig schnell über den ganzen Körper hinweg geschehen , weil sonst Spannun - gen induziert werden , die die Haltbarkeit reduzieren . Beide Bedingungen erfüllt Fractherm ® .
Mit dem Standard-Kühlsystem dauerte es 88 Sekunden bis der Kunststoff auf 40 ° C abgekühlt war und entformt werden konnte . Mit den Fractherm ® -Kanalstrukturen dauert es hingegen nur 39 Sekunden . Der geschwindigkeitsbestimmende
Wenn man von der vereinfachten Annahme ausgeht , dass 5 Prozent weniger Reflexion 5 Prozent mehr Sonnenenergie und damit 5 Prozent mehr Strom bedeuten , dann würde diese eine Invention die Solarzellenentwicklung auf einen Sprung um 10 Jahre voranbringen .
Eine noch größere Verbesserung ist einem tropischen Schmet - ter ling , Pachliopta aristolochiae , besser bekannt als » Common Rose «-Butterfly, zu verdanken . Alle Flügel haben eine schwarze Grundfarbe mit knallroten Mustern auf dem Körper . Das Verbreitungsgebiet ist das tropische Asien . Die schwarzen Flügel sind wie bei ziemlich allen Falterarten mit Schuppen besetzt . Nur sind die bei dieser Art mikro- und nanostruktu-