Projektbeschreibung
Cilien (lat. Singular cilium für Wimper) sind härchenartige Plasmafortsätze eukaryotischer Zellmembranen. Sie werden bei Einzellern zur Fortbewegung eingesetzt und kommen bei Mehrzellern an Organsystemen vor. So sorgen sie in den Bronchien für den Abtransport von Mucus (Schleim) aus der Lunge und in den Eileitern zum Transport der Eizelle. Dabei stellt die metachrone Bewegung von Cilienfeldern eine sehr effiziente Form des Transports dar.
Bei einer metachronen Bewegung von Elementen, erfolgt die Bewegung im Gegensatz zu einer synchronen Bewegung nicht gleichzeitig, sondern um ein zeitliches Delay versetzt. An der Oberfläche des Cilienfeldes entsteht somit eine Wellenbewegung. Die Transportrichtung eines auf die Cilien gelegtes Objekt entspricht dabei der, der Welle.
In diesem Forschungsprojekt wird die Übertragbarkeit des Prinzips des Materialtransports nach dem natürlichen Vorbild von Cilien in die makroskopische Ebene untersucht. Im Fokus der Untersuchungen stehen dabei:
- ein modularer Aufbau eines derartigen Transportprinzips nach (bio-)mechatronischen Gesichtspunkten
- Realisierung eine multidirektionaler Transport (sowohl hin- und zurück als auch seitwärts)
- Optimierung der Effektorelemente (Cilien)
- Integration von Effektor- und Antriebselement
- Untersuchung und Optimierung der Bewegungsphasen von mehreren zusammengeschalteten Cilien
Publikationen
Kneip, Theresa; Heubach, Josephine; Seitelmann, Sebastian; Wagner, Philipp; Witte, Hartmut; Helbig, Thomas; Voges, Danja: Construction of a cilia inspired carriage system. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-105:3
Voges, Danja; Fremerey, Max; Hörnschemeyer, Dorothee; Krekeler, Malte; Schomburg, Karsten; Schilling, Cornelius; Witte, Hartmut: The cilia field as a paragon for technical macro transport. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 3 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-180:7
Studentische Arbeiten
Heubach, J. ; Kneip, T.; Seitelmann, S.; Wagner, P.: „Entwicklung eines cilien-inspirierten Demonstrators für den Transport von Stoffen“ (Designprojekt)
Hörnschemeyer, D. ; Krekeler, M.; Schomburg, K.: „Medientransport durch Cilienschlag – ein Funktionsmodell“ (Designprojekt)
