Meeresbiologisches Materialien wirbellosen Ursprungs

2024
ISBN: 978-3-031-51281-0
Verlag: Springer Nature Switzerland

Buch, Deutsch, 335 Seiten, Format (B × H): 160 mm x 241 mm, Gewicht: 692 g

Das Buch

Das Werk ist eine Quelle für modernes Wissen über Biomineralisation, Biomimetik und bioinspirierte Materialwissenschaft in Bezug auf wirbellose Meerestiere. Der Autor liefert die kohärenteste Analyse der Natur, des Ursprungs und der Entwicklung von Biokompositen und Biopolymeren, die aus der großen Vielfalt der wirbellosen Meeresorganismen isoliert und in deren ungewöhnlichen Strukturformationen beobachtet wurden. Das grundlegende Format ist das eines großen Übersichtsartikels, mit großzügiger Verwendung von Verweisen auf die Originalliteratur. Das Buch enthält eine Fülle neuer und neu zusammengestellter Informationen, darunter Dutzende von bisher unveröffentlichten Bildern einzigartiger mariner Lebewesen und Strukturen vom Nano- bis zum Mikrobereich, einschließlich hochauflösender Raster- und Transmissionselektronenmikroskopaufnahmen. Das Material ist sowohl nach biologischen (Phyla) als auch nach funktionellen Gesichtspunkten geordnet. Es wird eine Klassifizierung der biologischen Materialien marinen Ursprungs vorgeschlagen und diskutiert. Ein Großteil der einschlägigen Daten ist in Tabellen organisiert, und es wird ausgiebig Gebrauch von elektronenmikroskopischen Aufnahmen und Strichzeichnungen gemacht. Mehrere moderne Themen, wie z.B. "Biomineralisierungs-, Demineralisierungs- und Remineralisierungsphänomene" oder "Phänomene der mehrphasigen Biomineralisation", werden ausführlich diskutiert. Traditionell werden aktuelle Konzepte wie die hierarchische Organisation von Biokompositen und Skelettstrukturen, strukturelle Biogerüste, Bioskulpturierung, Biomimetismus und Bioinspiration als Werkzeuge für das Design innovativer Materialien sowohl aus biologischer als auch aus materialwissenschaftlicher Sicht anhand zahlreicher einzigartiger Beispiele marinen Ursprungs kritisch analysiert. Diese Monographie gibt einen Überblick über die wichtigsten Fortschritte auf dem Gebiet der marinen Biomaterialien und zeigt mehrere Ansätze auf, die von verschiedenen Labors eingeführt und erforscht werden."

Zielgruppe

Research

Autoren/Hrsg.

Ehrlich, Hermann

Fachgebiete

• Naturwissenschaften Biowissenschaften Tierkunde / Zoologie Wirbellose (Invertebrata)
• Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie (nichtmedizinisch)
• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Technische Mechanik | Werkstoffkunde Materialwissenschaft: Biomaterialien, Nanomaterialien, Kohlenstoff

Inhaltsverzeichnis

Kapitel 1. Einführung - Teil 1: Biomaterialien. Kapitel2. Biomaterialien und biologische Materialien, gemeinsame Definitionen, Geschichte und Klassifizierung - Teil 2. Biominerale und Biomineralisierung. Kapitel3. Biominerale.- Kapitel4. Biomineralisation.- Kapitel5. Biomineralisierung-Demineralisierung-Remineralisierungsphänomene in der Natur.- Kapitel6. Mehrphasige Biomineralisation.- Teil 3. Biomineralisierte Strukturen und Biokomposite. Kapitel 7: Hierarchische biologische Materialien - Kapitel 8. Die Wabenstruktur der Paleodyction - Kapitel 9. Besonderheiten der strukturellen Organisation der Skelette von Glasschwämmen (Hexactinellida).- Kapitel 10. Phänomen der Zwischenraummineralisierung in der zweischichtigen organischen Matrix der Tiefsee-Bambuskoralle (Anthozoa: Gorgonacea: Isididae).- Kapitel11. Bambuskorallen als lebende Knochenimplantate.- Kapitel12. Sanddollar-Stacheln.- Kapitel12. Sanddollardornen.- Kapitel13. Molluskenstacheln.- Teil 4. Nicht-mineralisierte Strukturen. Kapitel14. Schwamm.- Kapitel15. Gorgonin - Kapitel 16. Antipathin.- Kapitel17. Gummiartige Bioelastomere marinen Ursprungs - Kapitel 18. Kapselförmige Bioelastomere der Wellhornschnecken - Kapitel 19. Byssus: von der Inspiration zur Entwicklung neuartiger Biomaterialien.- Kapitel 20. Abductin.- Kapitel21. Resilin.- Kapitel22. Adhäsionssysteme in Echinodermata.- Kapitel23. Adhäsionsgele aus marinen Gastropoden (Mollusca).- Kapitel24. Seepocken-Zemente.- Teil 5. Saugbasierte Adhäsion bei wirbellosen Meerestieren. Kapitel25. Saugende Protozoen.- Kapitel26. Trichodina-Saugerscheibe.- Kapitel27. Giardia-Sauger.- Kapitel28. Saugtätigkeit bei Mollusken.- Kapitel29. Halogenierte Biokompositen.- Kapitel30. Verbundwerkstoffe auf Chitin-Protein-Basis.- Teil 6. Makromolekulare Biopolymere. Kapitel31. Chitin.- Kapitel32. Marine Kollagene - Teil 7. Selbst hergestellte biologische Materialien. Kapitel33.  Selbst hergestellte biologische Materialien von Protozoen.- Kapitel34. Foraminiferen.- Kapitel35. Polychaetische Würmer: von Röhrenbauern zu Kleberomikern.- Teil 8. Extreme Biomimetik. Kapitel36. Leben in extremen Umgebungen: von Bakterien zu Kieselalgen.- Kapitel37. Epilog.

Über Autor(innen)

Hermann Ehrlich erhielt seinen Doktortitel 1984. Er war als Postdoc am Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien und am Institut für Werkstoffkunde in Dresden tätig und habilitierte sich anschließend für Biomaterialien an der Christian-Albrecht-Universität in Kiel. Derzeit ist Prof. Ehrlich als Gruppenleiter am Institut für Elektronik und Sensormaterialien der TU Bergakademie in Freiberg tätig. Seine Forschungsschwerpunkte sind marine Biomaterialien, Biomineralogie, extreme Biomimetik und technische Biomateriologie. Mit Hilfe biochemischer, zellulärer, molekularer und analytischer Ansätze entdeckten und charakterisierten er und seine Mitarbeiter zum ersten Mal Chitin und neuartiges hydroxyliertes Kollagen in den Skelettformationen verschiedener mariner Schwämme.