Der Öffnungsmechanismus der Kapseln von Aizoaceen
Kurzfassung Projekt
Pflanzen adaptieren die Geometrie ihrer Organe und bestimmte Gewebeeigenschaften, um internen und externen Kräften zu begegnen und Bewegungen einzelner Organe zu ermöglichen. Alle Bewegungen, die auf Feuchtigkeitsänderungen in Zellwänden beruhen, werden über die Architektur steifer Zellulosefibrillen kontrolliert, die in eine weiche Matrix eingebettet sind. Derartige Bewegungen erfolgen, im Gegensatz zu molekularen Motoren im menschlichen Muskel, ohne dass ein aktiver Metabolismus erforderlich wäre. Daher sind feuchtigkeitsregulierte Antriebssysteme in Pflanzen für eine Übertragung auf biomimetische Materialien von besonderem Interesse. Das Projekt zielt darauf, die hierarchische Struktur und die Deformationsmechanismen der Kapseln von Aizoaceen zu analysieren, die sich bei Benetzung mit Wasser auf eindrucksvolle Weise entfalten. Dazu müssen die nanostrukturellen "Schaltelemente" in den Früchten identifiziert werden, die nach Aktivierung die makroskopischen Bewegungen der Kapseln herbeiführen. Wir wollen aus diesen grundlegenden Untersuchungen Konzepte für biomimetische Materialien ableiten. Dabei zielen wir auf ein besseres Verständnis der generellen Prinzipien zur Steuerung aktiver Gele über ihre Quellungseigenschaften. Zudem soll die ausgeklügelte hierarchische Organisation, welche die nanostrukturelle Deformationen in makroskopische Bewegungen umsetzt, in biomimetische Materialien übertragen werden.
Dauer: Juni 2009 bis Juni 2011
Ansprechpartner: Dr. Friedrich Ditsch
Leiter: Prof. Dr. Christoph Neinhuis
Kooperationspartner:
Dr. habil. Ingo Burgert & Dr. Matt J. Harrington, Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung, Potsdam
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Schwerpunktprogramms (SPP) 1420. Biomimetic Materials Research: Functionality by Hierarchical Structuring of Materials.