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Plant Biomechanics Group, Definition Bionik, Forschungsschwerpunkte, Abschlussarbeiten

An den Botanischen Garten und den Lehrstuhl für "Botanik: Funktionelle Morphologie und Bionik"  angeschlossen ist die Plant Biomechanics Group Freiburg unter Leitung von Prof. Dr. Thomas Speck (CV, Publikationsliste, Drittmittel). Die Forschungen konzentrieren sich auf die Bereiche Funktionelle Morphologie, Biomechanik und Bionik sowie Evolution und ökologische Bedeutung pflanzlicher Strukturen.

Aktuelle Forschungsschwerpunkte sind im Bereich  Biomechanik und Funktionsmorphologie der Pflanzen: (1) Bewegungen bei Pflanzen (z.B. bei Blüten und karnivoren Pflanzen), (2) pflanzliche Verzweigungen, (3) Selbstreparaturprozesse bei Pflanzen, (4) Aufpralldämpfung und Durchstoßschutz bei Früchten und Samen, (5) permanente und reversible Haftung bei Pflanzen, (6) Evolution pflanzlicher Wuchsformen und anderer funktionelle Parameter, (7) Öko-Biomechanik von Pflanzen in tropischen Regenwäldern, sowie (8) Interaktionen zwischen pflanzlichen Oberflächen und Insekten.

Ein weiterer zentraler Forschungsbereich ist die von den Ergebnissen der Grundlagenforschung inspirierte Entwicklung bionischer Materialien und Strukturen, die in enger Zusammenarbeit mit dem Freiburger Materialforschungszentrum (FMF) und dem Freiburger Zentrums für interaktive Werkstoffe und bioinspirierte Technologien (FIT) erfolgt. Aktuelle Forschungsschwerpunkte umfassen hier: (1) Bio-inspirierte Materialien, Strukturen und Oberflächen (z.B.: selbst-reparierende Materialien, selbst-adaptive Materialen, Haft- und Antihaft-Oberflächen, Dämpfungs- und Isolationsmaterialien, verzweigte und unverzweigte Faserverbundmaterialien), (2) Bionik und Architektur (z.B. bionische Fassadenverschattungen, bio-inspirierter Leichtbau und bio-inspirierte elastische Architektur, bionische Konzepte für energiesparende bzw. energieautarke Gebäude, lebende Bauwerke), (3) Methoden der Bionik (Vorgehensweise bei bionischen Projekten, insbesondere Optimierung des Abstraktions- und Übertragungsvorgangs von den biologischen Ideengebern zu den bio-inspirierten technischen Produkten), (4) Bionik und Nachhaltigkeit, sowie (5) Didaktik der Bionik, Biomechanik und Funktionsmorphologie und Vermittlung aktueller Forschungsergebnisse in allgemeinverständlicher Form.

  

Strelitzie   Flectofin.jpg
Strelizienblüte Flectofin®

© Plant Biomechanics Group (Freiburg) &
Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (Stuttgart)

© Boris Miklautsch / Werkstatt für Photographie / Universität Stuttgart

 

Der Botanische Garten Freiburg ist Mitglied im FMF und FIT sowie ein Standort des baden-württembergischen Kompetenznetzes Biomimetik und des Bionik-Netzwerkes Biokon.

Für weitere Informationen (Definition Bionik, Kooperationen der Plant Biomechanics Group, Doktor-, Diplom-, Staatsexamens- und Magisterarbeiten) bitte hier klicken:

Definition Bionik

Der Begriff Bionik ist ein Kunstwort und setzt sich aus den Worten Biologie und Technik zusammen. Unter Bionik versteht man das kreative Übertragen von Wissen und Anregungen aus der Biologie in die Technik. Bionik ist eine hochgradig interdisziplinäre Wissenschaft. Die Entwicklung innovativer biologisch inspirierter technischer Produkte oder Prozessabläufe, läuft ausgehend vom biologischen Vorbild in der Regel über mehrere Abstraktions- und Modifikationsschritte ab. Bei bionischen FuE-Projekten können zwei prinzipielle Vorgehensweisen unterschieden werden, die als Bottom-Up-Prozess und Top-Down-Prozess der Bionik bezeichnet werden. Beim Bottom-Up-Prozess der Bionik (Biology Push) steht die für eine technische Umsetzung interessante Entdeckung aus der Biologie am Anfang des Projekts. Der Top-Down-Prozess (Technology Pull) beginnt mit der Frage nach einer gezielten bionischen Verbesserung von Seiten der Technik bzw. Industrie.

In der Bionik werden heute meist sieben Teilbereiche unterschieden: (1) Leichtbau & Materialien, (2) Oberflächen & Grenzflächen, (3) Fluiddynamik, Schwimmen & Fliegen, (4) Biomechatronik & Robotik, (5) Kommunikation & Sensorik, (6) Optimierung und (7) Architektur & Design. Aufgrund der hochgradig dynamischen Struktur der bionischen Forschungslandschaft sind die Übergänge zwischen den Teilbereichen fließend und es bilden sich immer wieder neue spannende Forschungsrichtungen heraus. Beispiele hierfür sind die molekulare Bionik (z.B. Kombination von Ansätzen aus der Biotechnologie und der Bionik) und die Energie-Bionik (z.B. bionische Energiekonzepte im Bauwesen), die sich gerade in den letzten beiden Jahren als vielversprechende neue Teilbereiche erwiesen haben und in vielfältiger Weise mit den sieben etablierten Teilbereichen vernetzt sind.  In den letzten Jahren vor allem auch die Bereiche Leichtbau & Materialien (hier insbesondere die sogenannten Self-X-Materialien), Oberflächen & Grenzflächen, Sensorik und Architektur als sehr innovative und anwendungsrelevante Gebiete für bionische Forschungs- und Entwicklungsprojekte erwiesen.
Nicht nur durch die verstärkte Suche nach innovativen und nachhaltigen Technikkonzepten hat die Bionik in den letzten Jahren einen starken Aufschwung genommen. Mindestens genau so wichtig waren die Entwicklung neuer Analyse-, Modellierungs- und Fertigungsmethoden. Neuartige Untersuchungsmethoden (z.B. konfokale Lasermikroskopie, Rasterkraftmikrokopie, Mikrotomographie, Synchrotron-Röntgenbeugung) und Modellierungsverfahren sowie neuartige (mikro-)mechanische Testmethoden, erlauben es, den Form-Struktur-Funktions-Zusammenhang der biologischen Vorbilder und der dadurch inspirierten bionischen Produkte mit höchster Genauigkeit bis auf die molekulare Ebene quantitativ zu analysieren. Neuartige Produktionsmethoden, wie die verschiedenen generativen Fertigungsmethoden (z.B. Lasersintern, Stereolithographie) und Flecht-Pultrusions-Techniken, erlauben es, – ähnlich wie in der Biologie – technische Produkte hierarchisch strukturiert, d.h. aufbauend vom Kleinen zum Großen, in marktfähiger Menge herzustellen.

 

Kooperationen
 
Kooperationen in Freiburg (Universität, Fraunhofer Institute und andere Forschungsinstitute):
Prof. Dr. Siegfried Fink (Institut für Forstbotanik und Baumphysiologie), Dr. Rainer Grießhammer (Öko-Institut e.V., Freiburg), Dr. Raimund Jäger (Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik, Freiburg), PD Dr. Hanns-Heinz Kassemeyer (Staatliches Weinbauinstitut), Prof. Dr. Rolf Mülhaupt (Institut für Makromolekulare Chemie/FMF), Prof. Dr. Klaus Peschke (Institut für Biologie I, Evolutionsbiologie/ Ökologie), Prof. Dr. Günter Reiter (Experimentelle Polymerphysik/FMF), Prof. Dr. Ralf Reski (Institut für Biologie II, Pflanzenbiotechnologie)
 
Kooperationen in Deutschland:
Prof. Anke Bernotat (Industrial Design, Folkwang-Hochschule-Essen) Dipl.-Ing. Jürgen Bertling (Fraunhofer-Institut UMSICHT, Oberhausen), Prof. Dr. Gerd de Bruyn (Institut für Grundlagen Moderner Architektur und Entwerfen, Universität Stuttgart), Prof. Dr.-Ing. Andreas Bührig-Polaczek (Gießerei Institut, RWTH Aachen), Prof. Dr. Andreas Fery (Physikalische Chemie II, Universität Bayreuth), Prof. Dr.-Ing. Claudia Fleck (Fachgebiet Werkstofftechnik, TU Berlin), Prof. Dr. Stanislav Gorb (Funktionelle Morphologie und Biomechanik, Zoologisches Institut, Universität Kiel seit 2008), Prof. Dr.-Ing. Maik Gude (Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, TU Dresden), Dr. Christoph Hamm (Biosciences & Polar Biological Oceanography Alfred Wegener-Institut Bremerhaven), Prof. Dr.-Ing. Werner Hufenbach (Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, TU Dresden), Prof. Dr. Antonia Kesel (Bionik-Innovations-Centrum, Hochschule Bremen), Prof. Dr. Jan Knippers (Institut für Tragwerkskon­struktionen und Konstruktives Entwerfen, Universität Stuttgart), Prof. Dr. Oliver Kraft (Institut für Angewandte Materialien, Werkstoff- und Biomechanik, Karlsruher Institut für Technologie), Prof. Dr. Claus Mattheck (Institut für Angewandte Materialien, Werkstoff- und Biomechanik, Karlsruher Institut für Technologie), Prof. Achim Menges (Institut für Computerbasiertes Entwerfen, Universität Stuttgart), Dr.-Ing. Markus Milwich (Faserver­bundstrukturen, Institut für Textil und Verfahrenstechnik Denkendorf), Prof. Dr. Christoph Neinhuis (Botanik & Botanischer Garten, TU Dresden), Prof., Dr. Anke Nellesen (Institut für Zukunftsorientierte Kompetenzentwicklung, Hochschule Bochum und Fraunhofer-Institut Umsicht, Oberhausen), Prof. Dr. Klaus Nickel (Angewandte Mineralogie/Fach­bereich Geowissenschaften, Universität Tübingen), PD Dr. Antia Roth-Nebelsick (Paläobotanik, Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart), PD Dr. Helmuth Schlaad (Bioinspirierte Polymere und Blockcopolymere, Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung, Potsdam-Golm), Prof. Dr.-Ing. Siegfried Schmauder (Institut für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre, Universität Stuttgart), Dr. Ruth Schwaiger (Institut für Angewandte Materialien, Zuverlässigkeit von Bauteilen und Syste­men, Karlsruher Institut für Technologie), Dr.-Ing. Thomas Stegmaier (Biomimetik, Institut für Textil und Verfahrenstechnik Denkendorf)
 
Davon Kooperationen im Rahmen des Kompetenznetzes Baden-Württemberg:
Kooperationen in FuE-Projekten mit Gerd de Bruyn, Jan Knippers, Oliver Kraft, Claus Mattheck, Achim Menges, Markus Milwich, Klaus Nickel, Anita Roth-Nebelsick, Ruth Schwaiger, Thomas Stegmaier erfolgten im Rahmen des vom MWK Baden-Württemberg geförderten Kompetenznetzes Biomimetik.
 
Kooperationen im Ausland:
Dr. Ian Bond (Advanced Composites Centre for Innovation & Science, University of Bristol, UK), Prof. Dr. Ingo Burgert (Institut für Baustoffe / Holzbasierte Materialien ETH Zürich, CH, ab 08‘2011), Prof. Dr. Nele De Belie (Magnel Laboratory for Concrete Research, Ghent University, B), Dr. Susanne Gosztonyi (Arsenal Research, Wien, A), Dr. Petra Gruber (Universität Addis Abeba, Äthiopien und Transarch A), Prof. Dr. Ottmar Holdenrieder (Institut für Integrative Biologie, ETH Zürich, CH), Dr. Barbara Imhof (Universität für Angewandte Künste, Wien), Prof. Dr. George Jeronimidis (Centre of Biomemetics, University of Reading, UK), Prof. Dr. Ludwik Leibler (Soft Matter and Chemistry, The City of Paris Industrial Physics and Chemistry Higher Educational Institution, F), Prof. Dr. Anja Liszkay (CEA Saclay – Section de Bioéner­gétique, Paris, France), Dr. Rolf Luchsinger (Center for Synergetic Structures), EMPA Dübendorf, CH), Dr. Philippe Marmottant (Laboratoire Interdisciplinaire de Physique, UMR 5588 CNRS et Université de Grenoble, F), Prof. Dr. Véronique Michaud (Laboratory of Polymer and Composite Technology, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH), Dr. Nicholas P. Rowe (Botanique et Bioinformatique de l’Architecture des Plantes (AMAP), CNRS, Montpellier, F), Prof. Dr. Sybrand van der Zwaag (Faculty of Aerospace Engineering/ Faculty of Marine, Mechanical and Materials Engineering, TU Delft, NL)
 
Vielfältige Industriekooperationen im Rahmen von FuE-Projekten und Forschungsaufträgen

 

Doktorarbeiten seit 2007
Laufende Doktorarbeiten
  • Linnea Hesse: [PRomotion im Rahmen des Projekts “Biomimetically optimised branched composite fibrous structures as technical components with a high load-bearing capacity” – DFG – SPP 1420 „Biomimetic Materials Research: Functionality by Hierarchical Structuring of Materials” / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & T. Masselter, voraussichtlicher Abschluss: WS 2015/2016].
  • Alessandra Cegna: Self-repair mechanisms in plants growing under extreme ecological conditions as concept generators for self-repairing technical structures [Promotion im Rahmen des Maire Curie Initial Training Network "SheMat" (FP7-PEOPLE-ITN-2011-290308) "Self-Healing materials: from Concepts to Market" / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck, O. Speck & C. paul-victor; Beginn 01'2013 voraussichtlicher Abschluss: WS 2015/2016].
  • Florian Schmich: [Promotion im Rahmen eines vom Industriepartner geförderten F&E-Projekts” / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & T. Masselter; voraus¬sichtlicher Abschluss: SS 2015].
  • David Bach: [Promotion im Rahmen eines vom Industriepartner geförderten F&E-Projekts” / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & T. Masselter; voraus­sichtlicher Abschluss: SS 2015]. 
  • Marc Thielen: Impact resistant hierachically structured materials based on fruit walls and nut shells. [Promotion im Rahmen des Projekts “Impact resistant hierar-chically structured materials based on fruit walls and nut shells” – DFG - SPP 1420 „Biomimetic Materials Research: Functionality by Hierarchical Structuring of Materials” / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & R. Seidel; voraussichtlicher Abschluss: SS 2014]. 
  • Ruwen Kaminski: Nutzung von Schichtbauverfahren zur Entwicklung biomimetischer Konstruktionsprinzipen. [Promotion im Rahmen des Projekts „Wissenschaftlich-didaktischen Aufbereitung der Bionik für Aus- und Weiterbildung an Schulen und Hochschulen“ – Fördermaßnahme BIONA des BMBF / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & O. Speck; voraussichtlicher Abschluss: WS 2014/2015].
  • Florian Antony: Operationalisierung des Nachhaltigkeitspotentials bionischer Innovationen auf Basis ganzheitlicher Bilanzierung und wissenschaftlich-didaktische Aufarbeitung. [Promotion im Rahmen des Projekts „Wissenschaftlich-didaktischen Aufbereitung der Bionik für Aus- und Weiterbildung an Schulen und Hochschulen“ – Fördermaßnahme BIONA des BMBF / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & O. Speck und Dr. Rainer Grießhammer Öko-Institut Freiburg e.V.; voraussichtlicher Abschluss: WS 2014/2015].
  • Tobias Haushahn: Branched natural fibrous composites for improved technical components. [Promotion im Rahmen des Projekts “Biomimetically optimised branched composite fibrous structures as technical components with a high load-bearing capacity” – DFG – SPP 1420 „Biomimetic Materials Research: Functionality by Hierarchical Structuring of Materials” / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & T. Masselter, voraussichtlicher Abschluss: SS 2014].
  • Felix Flues: Vom biologischen Vorbild zum bionischen Produkt: Wundheilung bei Pflanzen als Ideengeber für selbstreparierende technische Materialien. [Promotion im Rahmen des Projekts „Vom biologischen Vorbild zum bionischen Produkt: Wundheilung bei Pflanzen als Ideengeber für selbstreparierende Materialien“ – BMBF - Ideenwettbewerb Bionik / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & O. Speck; voraussichtlicher Abschluss: WS 2014/2015).
 
Laufende Doktorarbeiten an anderen Universitäten im Rahmen gemeinsamer Forschungsprojekte
  • Oliver Storz: Untersuchung von Wachstumsprozessen baubotanischer Tragstrukturen. [Gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt im Rahmen des Stipendienschwerpunkts „Bionik“ / Promotion, Technische Universität Stuttgart; Betreuer: J. Knippers, ITKE Universität Stuttgart & T. Speck, Universität Freiburg; voraussichtlicher Abschluss: SS 2014].
  • Simon Schleicher: Bio-inspired kinematics for adaptive shading systems on free form facades. [Gefördert durch Promotionsstipendium der Studienstiftung des Deutschen Volkes; Promotion im Rahmen des Projekts “Wandelbarer Leichtbau in der Architektur - Biegsame Flächentragwerke auf der Grundlage bionischer Prinzipien“ / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: J. Knippers, ITKE Universität Stuttgart & T. Speck, Universität Freiburg; voraussichtlicher Abschluss: WS 2013/2014]
 
Abgeschlossene Doktorarbeiten
  • Simon Poppinga (2013): Wandelbarer Leichtbau in der Architektur - Biegsame Flächen-tragwerke auf der Grundlage bionischer Prinzipien [Promotion im Rahmen des Projekts “Wandelbarer Leichtbau in der Architektur - Biegsame Flächentragwerke auf der Grundlage bionischer Prinzipien“ – Fördermaßnahem BIONA des BMBF / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & T. Masselter).
  • Inga Blecher (2013): Einfluss anorganischer Einlagerungen und unterschiedlicher Hierachieebenen auf die Mechanik von ausgewählten Organen höherer Pflanzen. [Förderung im Rahmen des Virtuellen Helmhotz-Instituts PlanktonTech [AWI Bremerhaven / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & R. Seidel].
  • Marco Caliaro (2013): Smart Materials – Adaptive pflanzliche Strukturen als Ideengeber für innovative technische Verbundmaterialien mit steuerbarer Steifigkeitsregulation. [Gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt im Rahmen des Stipendienschwerpunkts „Bionik“ / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck].
  • Bettina Prüm (2012): Promotion Mechanismen der Haftverminderung bei Pflanzen als Vorbild für Antihaftfolien. [Promotion im Rahmen des Projekts „Mechanismen zur Haftverminderung bei Pflanzen als Vorbild für Antihaftfolien“ – Landesstiftung Baden-Württemberg Fördermaßnahem „Neue Materialien aus der Bionik“ / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck].
  • Markus Rampf (2012): Selbstreparierende Membranen nach biologischem Vorbild: physikalisch- ingeneurwissenschaftliche Analysen der bionischen Schäume. [Promotion im Rahmen des Projekts „Vom biologischen Vorbild zum bionischen Produkt: Wundheilung bei Pflanzen als Ideengeber für selbstreparierende Materialien“ - BMBF – Ideenwettbewerb Bionik / Promotion Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & O. Speck, Universität Freiburg, und R. Luchsinger EMPA Dübendorf].
  • Raphael Streit (2012): Das Pflanzenpathogen Phaeomoniella chlamydospora: Lebens-strategie und Wechselwirkungen mit seiner Wirtspflanze Vitis vinifera. [Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck, Universität Freiburg und M. Fischer & H.-H. Kassemeyer, Staatliches Weinbauinstitut Freiburg].
  • Georg Bauer (2012): Chemisch-strukturell basierte Selbstreparaturprozesse bei Pflanzen und die bionische Übertragung auf technische Elastomere. [Promotion im Rahmen des Projekts „Selbstheilende Polymerwerkstoffe »Osiris«“ - Fördermaßnahme BIONA des BMBF / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck].
  • Björn Melzer (2011): Haftwurzler als Beispiele für permanente Anhaftsysteme von Pflanzen als Vorbild für bionische Werkstoffverbunde. [Promotion im Rahmen des Projekts „Permanente Anhaftsysteme von Pflanzen als Vorbild für bionische Werkstoffverbunde“ – Landesstiftung Baden-Württemberg Fördermaßnahem „Neue Materialien aus der Bionik“ / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck, Universität Freiburg].
  • Sebastian Busch (2010): „Selbstreparaturprozesse bei Pflanzen als Ideengeber für die bionische Übertragung in innovative selbstreparierende technische Materialien“. [Gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt im Rahmen des Stipendienschwerpunkts „Bionik“ / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck].
  • Markus Rüggeberg (2009): The mechanical and structural design of tissue interfaces in the Mexican Fanpalm (Washingtonia robusta) and the Giant Reed (Arundo donax). [Gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt im Rahmen des Stipendienschwerpunkts „Bionik“ / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck, Universität Freiburg & I. Burgert, MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung Potsdam].
  • Karin Jungnickl (2007): The macromolecular structure of wood cell walls and its significance for selected hierarchical levels. [Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck, Universität Freiburg & I. Burgert, MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung Potsdam].
 
Abgeschlossene Doktorarbeiten an anderen Universitäten im Rahmen gemeinsamer Forschungsprojekte und gemeinsamer Betreuung:
  • Julian Lienhard (2014): Bending-active structures: Elastic deformation as a form defining strategy in nature and building construction. [Promotion im Rahmen des Projekts “Wandelbarer Leichtbau in der Architektur - Biegsame Flächentragwerke auf der Grundlage bionischer Prinzipien“ – Fördermaßnahem BIONA des BMBF / Promotion, Universität Freiburg; Betreuer: J. Knippers, ITKE Universität Stuttgart & T. Speck, Universität Freiburg].
  • Tatiana Miranda (2014): Biomimetisches Potential des Wassertransports bei Pflanzen. [Promotion im Rahmen eines BMBF-Forschungsprojekts / Promotion, Universität Tübingen; Betreuer: A. Roth-Nebelsick, Geowissenschaftliche Fakultät Universität Tübingen & T. Speck, Universität Freiburg; voraussichtlicher Abschluss: WS 2012/2013].
  • Ferdinand Ludwig (2012): Bionische Strategien zur bautechnischen Verwendung von lebenden Holzpflanzen für Tragstrukturen von Hochbauten. [Gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt im Rahmen des Stipendienschwerpunkts „Bionik“ / Promotion, Technische Universität Stuttgart; Betreuer: G. de Bruyn, IGMA Universität Stuttgart & T. Speck, Universität Freiburg].
  • Tina Steinbrecher (2010): Mechanics and morphology of permanent attachment systems in plants. [Promotion im Rahmen des Projekts „Permanente Anhaftsysteme von Pflanzen als Vorbild für bionische Werkstoffverbunde“ – Landesstiftung Baden-Württemberg Fördermaßnahem „Neue Materialien aus der Bionik“ / Promotion, Karlsruher Institut für Technologie KIT; Betreuer: O. Kraft & R. Schweiger, KIT, und T. Speck, Universität Freiburg].
  • Roland Kappel (2007): Zugseile in der Natur. [Promotion Technische Universität Karlsruhe; Betreuer: C. Mattheck, TU Karlsruhe/Forschungszentrum Karlsruhe, und T. Speck, Universität Freiburg].

 

 
Master-, Diplom, Staatexamens- und Magisterarbeiten seit 2007
Masterarbeiten
  • Tim Kampowski (2013): Qualitative und quantitative Analyse der Saughaftvorgänge beim Medizinischen Blutegel (Hirudo medicinalis, Hirudidae). [Masterarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck, F. Gallenmüller & S. Poppinga].

 

Diplomarbeiten
  • Stephan Rubach (2012): Biomechanik und Funktionsanatomie des Haftsystems von Ficus pumila. [Diplomarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck].
  • Amélie Barth (2011): Funktionsmorphologie und Biomechanik verschiedener pflanzlicher Hakenstrukturen. [Diplomarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & F. Gallenmüller].
  • Deborah Mohrmann (2011): Mikrostrukturelle Analyse des Aufbaus von Baumrinden und deren Auswirkung auf die Wärmeisolierungseigenschaften. [Diplomarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & O. Speck].
  • Carmen Weißkopf (2011): Biomechanische Analyse schneller Bewegungen im Pflanzenreich [Diplomarbeit im Rahmen des Projekts “Wandelbarer Leichtbau in der Architektur - Biegsame Flächentragwerke auf der Grundlage bionischer Prinzi­pien“ – Fördermaßnahme BIONA des BMBF / Diplomarbeit Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & T. Masselter; Abschluss 2011].
  • Kirk Kubinski (2010): Haft- und Reibungseigenschaften der Blätter verschiedener Kletterpflanzen. [Weiterführende Untersuchungen zu dem im Rahmen des BMBF – Ideenwettbewerbs Bionik 2006/2007 mit einer Anschubfinanzierung geförderten Bionikprojekts „Always on the bright side: die Blätter des Klettlabkrauts – Vorbilder für adaptive Haftsysteme“zu adaptiven Haftstrukturen“ / Diplomarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & F. Gallenmüller].
  • Julia Mergner (2010): Ontogenetische Veränderungen der Biomechanik und Funk­tionsmorphologie bei Trauerformen verschiedener Pflanzenformen. [Diplomarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & F. Gallenmüller].
  • Clemens N. Z. Schmitt (2010): Mechanische und funktionsmorphologische Charakterisierung des Perikarps von Citrus maxima (Burm.) Merr. Mit Fokus auf dessen aufpralldämpfende Struktureigenschaften. [Diplomarbeit im Rahmen des Projekts “Impact resistant hierarchically structured materials based on fruit walls and nut shells” – DFG - SPP 1420 „Biomimetic Materials Research: Functionality by Hierarchical Structuring of Materials” / Diplomarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & R. Seidel].
  • Katrin Seidelmann (2010): Morphologie und Biomechanik der Anhaftmechanismen des Affenkamms (Pithecoctenium crucigerum (L). A.H. Gentry) [Diplomarbeit im Rahmen des Projekts „Hochbelastbare bionische Haftsysteme nach dem Vorbild von Pflanzen: Molekulare Bionik als Grundlage für die Entwicklung form- und stoffschlüssiger, intelligenter Klebeverbindungen nach dem Vorbild der Natur“ – Fördermaßnahme „Molekulare Bionik“ des MWK Baden-Württemberg / Diplomarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck].
  • Marc Thielen (2009): Vergleich der strukturellen und mechanischen Eigenschaften von Weiden und deren Trauerformen. [Diplomarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck].
  • Peter Fräßdorf (2009): Klettermechanismen und vergleichende Holzanatomie tropischer Lianen Französisch-Guyanas. [Diplomarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & F. Gallenmüller].
  • Tobias Haushahn (2009):Funktionelle Morphologie und Anatomie der Hapteren­bewegung von Equisetum-Sporen. [Diplomarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & T. Masselter].
  • Sandra Eggert (2009): Funktionsmorphologie der Verzweigungsstellen von Monokotyledonen am Beispiel von Dracaena marginata, Dracaena reflexa und Freycinettia insignis [Voruntersuchungen zum Projekt “Biomimetically optimised branched composite fibrous structures as technical components with a high loadbearing capacity” – DFG - SPP 1420 „Biomimetic Materials Research: Functionality by Hierarchical Structuring of Materials” / Diplomarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & T. Masselter].
  • Georg Bauer (2008): Wärmeisolationseigenschaften von Rinde und Borke bei unterschiedlich feueradaptierten Baumarten. [Diplomarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & O. Speck].
  • Felix Flues (2008): Sekundäre Evolution selbsttragender Wuchsformen in der Gattung Clematis. [Diplomarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck].
  • Elisabeth Danninger (2007): Untersuchungen zur Biomechanik und Funktions­morphologie von permanenten pflanzlichen Anhaftstrukturen auf organischen und anorganischen Substraten. [Diplomarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & D. Harder].

 

Staatsexamens- und Magisterarbeiten seit 2007
  • Amélie Metzger (2013): Fächerübergreifender Kompetenzerwerb in der Biomechanik: Wie fleischfressende Pflanzen ihre Beute überlisten – mechanische Tricks von grünen Fallenstellern. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & S. Poppinga].
  • Ilka Schmeichel (2011): Die Gewächshäuser des Botanischen Gartens Freiburg als außerschulischer Lernort: Zusammenstellung wissenschaftlicher Inhalte zur Tropenbiologie. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & F. Gallenmüller].
  • Benedikt Hoffmann (2011): Smarte Materialien in Natur und Technik. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & O. Speck].
  • Kerstin Wagner (2011): Zusammenstellung neuer Erkenntnisse zur Evolution, Morphologie und Systematik der ‚Algen‘, ‚Moose‘, ‚Farne‘ und Gymnospermen. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & F. Gallenmüller].
  • Florian Antony (2010): Interaktive Kompetenzentwicklung in der Bionik unter den Gesichts­punkten der Ethik und der Nachhaltigkeit. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & O. Speck].
  • Katharina Elisabeth Brucker (2010): Fächerübergreifender Kompetenzerwerb durch den Bau und Einsatz mechanischer Prüfmaschinen für biologische und technische Materialien. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & O. Speck].
  • Theresa Heizmann (2010): Kompetenzerwerb im Botanischen Garten. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & F. Gallenmüller].
  • Florian Mai (2010): Kompetenzerwerb in der Bionik mit Hilfe neuer Medien – Lernwerkzeug interaktive Vitrine. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & O. Speck].
  • Daphne Seither (2010): Leichtbau in Natur und Technik. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & O. Speck].
  • Maria Schmeinck (2010): Entwicklung eines Konzeptes für ein Schaubeet und eine Ausstellung zum Thema Solanaceen. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & F. Gallenmüller].
  • Tamara Angelina Waidele (2010): Interdisziplinäre Kompetenzentwicklung durch technische Biologie. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & O. Speck].
  • Daniela Konrad (2010): Entwicklung eines Konzeptes für einen Duft- und Tastgarten zur Vermittlung wissenschaftlicher Inhalte. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & F. Gallenmüller].
  • Jasmin Seifried (2009): Entwicklung interaktiver Lernmodule zu den Grundlagen der Morphologie und Systematik der Angiospermen. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg, Betreuer: T. Speck & F. Gallenmüller].
  • Sabine Sauer (2009): Technische Optimierungsverfahren nach dem Vorbild der Natur. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & O. Speck].
  • Yvonne Beck (2009): Bionik in Zahlen – Mechanische Kennwerte in Natur und Technik. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & O. Speck].
  • Ellen Frey (2008): Der Einfluss biologischer Vorbilder auf die Entwicklung bionischer Materialien und Technologien. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & T. Masselter].
  • Anette Schmid (2008): Falten und Verpacken in Natur und Technik. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & O. Speck].
  • Roland Schlecker (2008): Der Traum vom Fliegen – Bionik in NwT. [Staats­examensarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & O. Speck].
  • Caroline Armbruster (2007): „Fachdidaktische Aufbereitung des Themenkomplexes ‚Natürliche und technische Keramiken‘ für das neue Schulfach NwT in Baden-Württemberg. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & D. Harder].
  • Sarah Sötz (2007): Entwicklung eines fächerübergreifenden Lehrmoduls zu tropischen und subtropischen Nutzpflanzen mit Schulversuchen zur Fasermechanik. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck & D. Harder].
  • Karin Martin (2007): Entwicklung eines fächerübergreifenden Lehrmoduls zum Thema Bambus - Biologie, Mechanik, Bionik. [Staatsexamensarbeit, Universität Freiburg; Betreuer: T. Speck].