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 Forschungsbericht für das Jahr 2020

Botanischer Garten

Plant Biomechanics Group

Schänzlestr. 1
79104 Freiburg i. Br.
Tel: +49 (0)761 203-2875 Fax: +49 (0)761 203-2880
Email thomas.speck@biologie.uni-freiburg.de
https://www.botanischer-garten.uni-freiburg.de/


Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

  • Prof. Dr. Thomas Speck, Lehrstuhl f. Botanik: Funkt. Morphologie u. Bionik, Direktor des Botanischen Gartens Freiburg
  • Dr. Friederike Gallenmüller, Kustodin des Botanischen Gartens, Gruppenleiterin, Akademische Oberrätin
  • Dr. Tom Masselter, Gruppenleiter, Akademischer Rat
  • Amar Surapaneni, Doktorand
Einträge in der Rubrik "Who is Who"

Forschungsschwerpunkte

  • Bionik / Biomimetik: insbesondere: - 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) - Bionik und Architektur (z.B. bionische Fassadenverschattungen, bio-inspirierter Leichtbau und bio-inspirierte elastische Architektur, bionische Konzepte für energiesparende bzw. energieautarke Gebäude, lebende Bauwerke) - Methoden der Bionik (Vorgehensweise bei bionischen Projekten, insbesondere Optimierung des Abstraktions- und Übertragungsvorgangs von den biologischen Ideengebern zu den bio-inspirierten technischen Produkten) - Bionik und Nachhaltigkeit
  • Biomechanik und Funktionsmorphologie der Pflanzen
  • Evolution pflanzlicher Wuchsformen und anderer funktionelle Parameter
  • Frühevolution der Landpflanzen in Silur und Devon
  • Funktionelle Aspekte der Bestäubungsbiologie (z.B. bei verschiedenen Salbeiarten (Gattung Salvia) und der Paradiesvorgelblume (Strelitzia sp.)), strukturelle und mechanische Aspekte der Koevolution zwischen Blüte und Bestäuber
  • Öko-Biomechanik von Pflanzen in tropischen Regenwäldern
  • Bewegungen bei Pflanzen (z.B. bei Blüten und karnivoren Pflanzen); insbesondere Analyse der elastischen Deformation von Pflanzenorganen sowie Hochgeschwindigkeitsanalysen schneller Pflanzenbewegungen (z.B. Saugfallenmechanismus beim Wasserschlauch und Klappmechanismus bei der Wasserfalle (Aldrovanda vesiculosa)
  • Bewegungen bei niedrigen Reynoldszahlen (z.B. Lokomotion von Käferspermien, Hapterenkinematik bei Schachtelhalmsporen, Schleudermechanismen bei Farnsporangien)
  • Didaktik der Bionik, Biomechanik und Funktionsmorphologie und Vermittlung aktueller Forschungsergebnisse in allgemeinverständlicher Form
  • Botanische Gärten (insbesondere Einbindung der Lebendsammlungen in Forschung, Bildung, Lehre) und Bionik in Botanischen Gärten

Wissenschaftliche Projekte und Forschungsvorhaben


  • 03ET1559C Energiereduktion in der Vakuumhand-habung durch Reduzierung von Totvolu-mina mittels bionischer Wirkprinzipien (BiVas)
  • 4D-Multimats - Personalisierter 3D- und 4D-Druck von programmier- und schaltbaren sowie selbstregulierend multifunktionalen Materialsystemen für Sport und Medizin
  • AZ: 7713.1-11/2.1.6: SmartSuS: Bio-inspired fibre-reinforced flap and scale structures for self-adaptive heat and humidity regulation – Phase 3
  • Biomechanik und Funktionsmorphologie und -anatomie von Gattungen, die selbsttragende Arten und Lianen oder Spreizklimmer beeinhalten.
  • Biomimetische Entwicklung von struktur- und gewichtsoptimierten, dauerbelastbaren Materialien und Faserverbundstrukturen mit hochdämpfenden Eigenschaften
  • Bionik: Pflanzen als Ideengeber für innovative technische Materialien
  • Dauerhafte Etablierung bionischer Forschung in Botanischen Gärten und eine verstärkte Verbindung von grundlagenorientierter botanischer Forschung mit anwendungsbezogenen Fragestellungen.
  • GrowBot: Towards a new generation of plant-inspired growing artefacts / SEP-210506888
  • Industrieprojekt
  • PlaMatSu: Plant-inspired materials and surfaces / EU-FP8 Marie Skolodowska-Curie - Innovative Training Network
  • Smart Materials: Biomimetische Entwicklung gewichtsoptimierter Strukturen mit variabler Steifigkeit und Selbstreparaturfunktion.
  • Strukturelle und mechanische Analyse ultraleichter, nicht verholzter pflanzlicher Tragorgane (z.B. Blattstiele von Bananen) und Übertragung in technische Anwendungen.
  • Verschiedene der Geheimhaltung unterliegende Industrieprojekte

Wissenschaftliche Publikationen

Besondere wissenschaftliche Aktivitäten

Invited Speech:
  • Prof. Dr. Thomas Speck: mehr als 30 pro Jahr (invited speech), seit 2005.
Vorsitze und Sprechertätigkeiten:
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Stellvertretender Vorsitzender der Gesellschaft für Technische Biologie und Bionik, seit 1999.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Sprecher des baden-württembergischen Kompetenznetzes „Biomimetik - Pflanzen und Tiere als Ideengeber für die Entwicklung neuer Materialien und Technologien“ , seit 2006.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Vice-President of BIOKON International – The Biomimetics Association , seit 2009.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Stellvertretender Geschäftsführender Direktor des Freiburger Zentrums für interaktive Werkstoffe und bioinspirierte Technologien (FIT), seit 2012.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Standortsprecher des SFB-Transregio 141 „Biological Design and Integrative Structures - Analysis, Simulation and Implementation in Architecture” der Universitäten Stuttgart, Freiburg und Tübingen , seit 2014.
Verbände und Fachgesellschaften:
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Fellow of the Linnean Society London , seit 2000.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Vorstandsmitglied des baden-württembergischen Kompetenznetzes „Biomimetik - Pflanzen und Tiere als Ideengeber für die Entwicklung neuer Materialien und Technologien“ , seit 2002.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Board member of the “Biomechanics Group” of the Society for Experimental Biology U.K. , seit 01.05.2002.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Verband Botanischer Gärten e.V., seit 2003.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Wissenschaftliches Mitglied des Freiburger Materialforschungszentrums (FMF) , seit 2007.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Jurymitglied für die Verleihung des „International Bionic-Award“ verliehen von der Schauenburg-Stiftung im Stifterverband für die deutsche Wissenschaft in Kooperation mit dem Verein Deutscher Ingenieure und der Deutschen Bundesstiftung Umwelt , seit 2008.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats INM Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH Saarbrücken (seit 2011), seit 2011.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats B CUBE - Center for Molecular Bioengineering, Technische Universität Dresden , seit 2013.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Mitglied des Beirats der Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg [Leichtbau BW GmbH] , seit 2014.
  • Prof. Dr. Thomas Speck: Mitglied des Koordinierungsausschusses des Kompetenznetzes Funktionelle Nanostrukturen - Baden-Württemberg , seit 2015.
  • Prof. Dr. Thomas Speck, Dr. Olga Speck: Mitglied im Fachbeirat „Bionik“ des Vereins Deutscher Ingenieure e.V. (VDI) - Aufgabe: Ausarbeitung von VDI-Richtlinien zum Thema Bionik [Leiter der AG: Bionische Konstruktionsmaterialien & Strukturen] , seit 2007.
Wissenschaftliche Beratung / Gutachtertätigkeiten:
  • Prof. Dr. Thomas Speck: vielfach Gutachtertätigkeit für: BMBF, DFG, EU, DBU, MWK, etc. sowie Reviewer für verschiedene Zeitschriften., seit 2005.
Andere administrative Tätigkeiten:
  • Speck T: Co-Editor Applied Physics A, Springer Verlag, seit 2018.
  • T. Speck: Co-Editor Paläontographica, Abt. B - Palaeophytologie. E. Schweitzerbart’sche Verlagsbuchhandlung, seit 2001.
  • T. Speck: Co-Editor Trees-Structure and Function, Springer Verlag, seit 2002.
  • T. Speck: Co-Editor Journal of Bionic Engineering, Elsevier, Amsterdam , seit 2007.
  • T. Speck: Co-Editor Bioinspiration and Biomimetics, IOP Publishing, Bristol, seit 2013.
  • T. Speck: Co-Editor Biomimetics - Open Access Journal MDPI - Open Access Publishing , seit 2016.

Abschlussarbeiten