Neue Wege in der Bionik und Evolutionsforschung

Am 18. und 19. Juni findet am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft das Gründungstreffen des virtuellen Helmholtz-Institutes PlanktonTech statt, zu dem 25 internationale Expertinnen und Experten in Bremerhaven erwartet werden.

Das zunächst bis 2011 finanzierte Institut beschäftigt sich mit den Grundlagen und Prinzipien der Optimierung von Leichtbaustrukturen bei marinen Kleinstlebewesen, dem Plankton. Mit Hilfe neuester Methoden in der Mikroskopie und moderner Computertechnik sollen nicht nur die Entstehung und die Funktion dieser Strukturen erforscht werden, sondern auch deren Nutzen für Ressourcen sparende Leichtbauprodukte. Zu den Mitgliedern von PlanktonTech zählen neben dem Alfred-Wegener-Institut auch die Harvard University, die Rutgers University, die Universitäten Kiel und Freiburg, die TU Berlin, das Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf und das Leichtbauinstitut Jena.

Im Fokus der Forschungen von PlanktonTech stehen die auffälligen Schalen von Kieselalgen und Radiolarien, die sich durch eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig geringem Materialeinsatz auszeichnen. Mittels moderner mikroskopischer Verfahren sollen die Schalen analysiert, in 3D-Daten übertragen und mit verschiedenen Berechnungs- und Optimierungsverfahren bearbeitet werden.

So können die biomechanischen Eigenschaften der Meeresorganismen und die Prinzipien der Evolution erforscht werden. „Wir schlagen hier in der Evolutionsforschung als auch in der Bionik völlig neue Kapitel auf“, freut sich Christian Hamm-Dubischar, Biologe am Alfred-Wegener-Institut und federführend an der Gründung von PlanktonTech beteiligt. Die 3D-Daten sollen auch für industrielle Anwendungen im Bereich der Leichtbauweisen genutzt werden. Ein Schwerpunkt liegt dabei in der Kombination von Leichtbaustrukturen mit Verbundstoffen zur Entwicklung neuer Produkte in zahlreichen Branchen, darunter Architektur, Automobilbau und Medizintechnik.

PlanktonTech ist eine weitere wichtige Komponente in dem neuen wissenschaftlich-technischen Ansatz „Bremerhavener Schule für Leichtbau“. Neben weiteren Kooperationspartnern in Bremen und Bremerhaven gehören hierzu unter anderem ein mittlerweile prämiertes Verfahren zur Ermittlung technischer Leichtbaustrukturen (ELiSE; Evolutionary Light Structure Engineering), das Institut für Marine Ressourcen (Imare), sowie das Friedrich-Hustedt-Zentrum für Diatomeenkunde am Alfred-Wegener-Institut, eine der weltweit größten Sammlungen von Kieselalgenschalen mit über 80.000 Präparaten.

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der fünfzehn Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.