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Forschungsprogramm

Forschungsprogramm

Die Abteilung "Biomaterialien" erforscht das Bauprinzip natürlicher Materialien, welche die Natur im Laufe der Evolution hervorgebracht hat. Schwerpunktmäßig wird - in zwei Arbeitsgruppen - einerseits an mineralisierten Geweben (wie Knochen, Zahn oder Muschelschale) und andererseits an Pflanzen und deren Zellwänden gearbeitet.
Im Zentrum des Interesses stehen die außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften dieser natürlichen Materialien, die sich ständig wechselnden äußeren Bedingungen anpassen. Die Prinzipien dieser Adaptionsprozesse werden in einer weiteren Arbeitsgruppe mittels physikalischer Ansätze und Computermodellierung erforscht. Zur Bestimmung der hierarchischen Struktur biologischer Materialien, von der molekularen Ebene bis zum ganzen Organ, sind spezielle Techniken erforderlich, die zum Teil noch entwickelt werden müssen. Der Einsatz von Synchrotronstrahlung spielt dabei eine zentrale Rolle.
Die so gewonnenen Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen Materialeigenschaften und Struktur werden für die biomimetische Konzeption und Entwicklung neuer Materialien eingesetzt. In manchen Fällen ist es auch möglich, natürliche Strukturen - wie z. B. die Porenanordnung im Holz - direkt in technische Werkstoffe wie Keramiken zu "kopieren". Die Prozesse zur Herstellung solcher Biotemplate werden in einer weiteren Arbeitsgruppe untersucht. Schließlich ist die Erforschung von Struktur und Frakturrisiko des Knochens sowie von deren krankheitsbedingten Veränderungen eine wichtige medizinische Fragestellung, die in Zusammenarbeit mit Medizinern intensiv bearbeitet wird.

 
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