BIONIK-INNOVATIONS-CENTRUM (B-I-C)

BIONIK-INNOVATIONS-CENTRUM
(B-I-C)

Mechanische Eigenschaften von Blattstielen

als Inspiration von bionisch optimierten Profilbalken und anderen Strukturen

Laubbäume verfügen über eine Vielfalt unterschiedlicher Blattformen, die an verhältnismäßig filigranen Stielen mit dem Baum verbunden sind. Diese Stiele sind – durch Wind und Regen aber auch dem Gewicht des Blattes – enormen Kräften ausgesetzt. In diesem Projekt werden die strukturellen Eigenschaften verschiedener Blattstiele untersucht. Zunächst wurden hierzu die biologischen Proben mit Hilfe des Digitalmikroskops analysiert. Aufgefallen ist dabei,  dass es einen deutlichen Zusammenhang zwischen der Blattstieldicke und den Belastungen gibt und das die Anordnung des Sklerenchym – dem Festigungsgewebe der Pflanzen – bei den verschiedenen Arten stark variiert. Im nächsten Schritt werden die Gewebeanordnungen abstrahiert und in ein FEM-Modell überführt, mit dem Biege- und Torsionseigenschaften untersucht werden können. Die Analysen dienen z.B. als Inspiration für den Aufbau bionisch optimierter Profilbalken.   

Der Blattstil der Hängebirke als Probe (links), aus dem der Schnitt für die Digitalmikroskop-Aufnahme (Mitte) entnommen wurde und schematische Darstellung der Anordnung des Sklerenchyms (rechts) des Querschnittes (Quelle: B-I-C). 

Der Blattstil der Hängebirke als Probe (oben), aus dem der Schnitt für die Digitalmikroskop-Aufnahme (Mitte) entnommen wurde und schematische Darstellung der Anordnung des Sklerenchyms (unten) des Querschnittes (Quelle: B-I-C).