{"id":19369,"date":"2025-11-19T13:23:07","date_gmt":"2025-11-19T12:23:07","guid":{"rendered":"https:\/\/bionik.hs-bremen.de\/?p=19369"},"modified":"2025-11-19T13:57:06","modified_gmt":"2025-11-19T12:57:06","slug":"isb_ba_diatomeen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bionik.hs-bremen.de\/en\/abschlussarbeit\/isb_ba_diatomeen\/","title":{"rendered":"ISB_BA_Diatomeen"},"content":{"rendered":"
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Bachelorarbeit<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Bachelorarbeit im ISB in Kooperation mit dem Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum f\u00fcr Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Kerbspannungsreduzierung nach Diatomeen Vorbild<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Was Mikroalgen \u00fcber stabile Strukturen verraten: Die Formgebung der Diatomeen reduziert Spannungen effektiv und bietet Inspiration f\u00fcr technische Verfahren wie das Schwei\u00dfen.<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Diatomeen, kleine Algen mit einem sch\u00fctzenden Skelett, sind so gestaltet, dass sie \u00e4u\u00dferen und inneren Kr\u00e4ften trotzen k\u00f6nnen. Die Studie verglich verschiedene Formen der Skelett-Enden und zeigte, dass spezielle Modifikationen die Spannung deutlich reduzieren k\u00f6nnen, was zu einer stabileren Struktur f\u00fchrt. Diese Erkenntnisse k\u00f6nnten f\u00fcr technische Anwendungen wie das Schwei\u00dfen von Materialien n\u00fctzlich sein<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Das Skelett sch\u00fctzt die Diatomee vor Fressfeinden, dennoch darf es nicht zu massig werden, da die Diatomeen sonst abzusinken drohen. Skelette von pennaten (seitig symmetrisch, h\u00e4ufig st\u00e4bchenf\u00f6rmig) Diatomeen besitzen dar\u00fcber hinaus Durchbr\u00fcche, die unweigerlich in rissgef\u00e4hrdeten Kerben enden m\u00fcssten, wenn sie sich nicht durch eine spezielle Formgebung vor Spannungsmaxima an diesen Enden sch\u00fctzen w\u00fcrden.<\/p>

Die Zielsetzung der Studie war daher, die Durchbruch-Enden verschiedener Diatomeen auf ihr Potential zur Spannungsminimierung zu untersuchen, um eine Alternative zur bisherigen technischen L\u00f6sung \u2013 dem Aufbohren \u2013 zu haben.<\/p>

Wenn f\u00fcr eine unter Zugbelastung stehende Platte mit unmodifiziertem \u201eRiss\u201c die Spannung im Kerbgrund auf 100% gesetzt wird, dann kann ein Aufbohren auf die doppelte Rissbreite die Spannung immerhin auf 75% reduzieren.
Ein nach\u00a0N. menisculus<\/em>\u00a0modifiziertes Kerbende reduziert auf 62% und ein nach\u00a0F. saxonica<\/em>\u00a0modifiziertes sogar auf 35% der urspr\u00fcnglichen Spannungsh\u00f6he.
Eine Anwendung solcher Modifikationen k\u00e4me dabei nicht ausschlie\u00dflich bei Rissen in Frage. Auch Nahtgeometrien beim Schwei\u00dfen k\u00f6nnten so in ihrem Auslauf optimiert werden.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Mikroskopaufnahme\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von zwei pennaten Diatomeen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Quelle: Ciomber I. (2013): Kerbspannungsreduzierung durch Geometriemodifikation nach Vorbild pennater Diatomeen. Bachelorarbeit, Internationaler Studiengang Bionik, Hochschule Bremen, unpubliziert.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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