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VDI-Gesellschaft Technologies of Life Sciences

19.12.2017
Biologisierung der Technik
 

Innovationspotenziale an der Schnittstelle Biologie und Technik

Biologisierung der Technik: Transformation biologischer Prinzipien, Prozesse und Material in die Technosphäre (Bild: VDI TZ)

Biologisierung der Technik: Transformation biologischer Prinzipien, Prozesse und Material in die Technosphäre (Bild: VDI TZ)

Ausgehend von den Schlüsseltechnologien wird mit der „Biologisierung der Technik“ eine integrative Verzahnung von Biologie und Technik angestrebt, um das Wissen an der Schnittstelle beider Bereiche für die nachhaltige Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen aber auch zum Wohle der Bürgerinnen und Bürger nutzbar zu machen.

 

Die Natur fasziniert und inspiriert mit einer Vielzahl spezialisierter biologischer Einzel- und Systemlösungen, die sich in einer seit Millionen von Jahren fortschreitenden biologischen Evolution an die sie umgebende Umwelt angepasst haben. Im Laufe ihrer Entwicklungsgeschichte ist es lebenden Organismen gelungen, ihren Aufwand an Energie und Ressourcen zu reduzieren, intelligente Strategien der Informationsverarbeitung und des Recyclings zu entwickeln sowie Stoffwechselreaktionen auf engstem Raum optimal und zeitlich koordiniert ablaufen zu lassen. Basis für diese Leistungsfähigkeit biologischer Systeme sind hochgradig parallelisierte und gleichzeitig präzise ablaufende Synthese- und Abbauprozesse, selbstlernende und energieeffiziente Systeme, gezielt schaltbare Mechanismen für z. B. Regulation und Informationstransport sowie ein hoher Vernetzungsgrad selbstständiger Module in einem fehlertoleranten Gesamtsystem.

Die Erschließung und das Verständnis dieser biologischen Systeme wurden maßgeblich durch technologische Errungenschaften im Bereich der Schlüsseltechnologien geprägt. Entwicklungen in der Materialforschung, der Photonik, der Produktionsforschung, der Verfahrensentwicklung und neue Ansätze der Nanotechnologie, die u. a. den Einzug hochauflösender bildgebender Verfahren, miniaturisierter Werkzeuge für die Zellmanipulation oder neuer technische Lösungen für Filter und Membranen ermöglicht/beschleunigt haben, stehen stellvertretend dafür. Basierend auf Innovation in den Schlüsseltechnologien wurden z. B. biologische und biochemische Erkenntnisse und Prozesse z. B. im Rahmen der industriellen/weißen Biotechnologie kommerzialisiert während bionische Ansätze das Spektrum technischer Lösungsansätze erweitert haben.

Trotz dieser wichtigen Erfolge bleibt festzuhalten, dass gegenwärtig erst ein geringer Bruchteil des Knowhows der Natur technologisch genutzt wird. Ein nächster logischer Schritt für neue Innovationen stellt daher die weitere Übertragung von fundamentalen Prozessen und Prinzipien der Biologie auf die Technik dar.

    

Die "Biologisierung der Technik" hat die industrielle Wertschöpfung zum Ziel. Durch die systematische Anwendung des Wissens über natürliche Prozesse bzw. die Natur zum Zweck der Optimierung essentieller Herausforderungen der Gesellschaft und durch Nutzung sämtlicher technologischer Möglichkeiten sollen Bio- und Technospären miteinander verbunden werden. Dies setzt allerdings voraus, dass vorhandenes bzw. neu erschlossenes Wissen über biologische Vorgänge und Prinzipien im Kontext einer modernen Innovationspolitik zukünftig effizienter zusammengeführt wird und die dabei freiwerdenden Synergien für den wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Nutzen gewinnbringend in bestehende oder neue Wertschöpfungsketten/-netzwerke implementiert werden. Durch Übertragung von fundamentalen Prozessen und Prinzipien der Biologie auf die Technik sowie der verstärkten Nutzung von biogenem Ausgangsmaterial sollen im Rahmen einer auf Forschung und Innovation ausgerichteten Vorgehensweise technische Lösungsansätze und Produktentwicklungsprozesse hierdurch einen signifikanten Mehrwert erfahren können.

Die bisherigen Förderaktivitäten des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in den Schlüsseltechnologien bieten ideale Voraussetzungen, um das gesellschaftliche und wirtschaftliche Potenzial der „Biologisierung der Technik“ zu erschließen. So könnten zukünftige Forschungs- und Innovations-Leitlinien in diesem Bereich verstärkt

  • die Nutzung/Anpassung bestehender technischer Lösung an biologische Fragestellungen
  • bioinspirierte technische Lösungen
  • eine Technik-Bio-Interaktion durch Nutzung biologischer Materialien, Prozesse und Prinzipien für technische Fragestellungen

adressieren, die innerhalb der industriellen Wertschöpfungskette/-netzwerke zu einer nachhaltigen Wirtschaftsweise beitragen können.

 

Ihr Ansprechpartner im VDI Technologiezentrum:

Dr. Marc Awenius                                                
Fachliche Forschungsförderung
Nano- und Werkstofftechnologien
Projektträger des BMBF      

Telefon: +49 211 6214-473

Telefax: +49 211 6214-97473

E-Mail: awenius@vdi.de

 

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