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2018 | Buch

Zielsetzung und Problemstellung Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

Strukturfarben im Brennpunkt der Bionik

Zwischen Kunst und Naturwissenschaften

verfasst von: Sigrid Zobl

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Sigrid Zobl beschreibt eine low-tec-high-yield-Abformmethode für synthetische und organische Oberflächen, die schnell, kostengünstig, mit wenig Materialaufwand und ohne aufwändiges Equipment durchführbar ist, um Strukturfarben und eventuell ihre Funktionen zu replizieren. Die im Rahmen dieser Arbeit abgeformten 22 organischen Vorlagen stammen aus der Gruppe der Flora und Fauna. Die Autorin zeigt, dass CD-R-Positiv-Abdrücke nicht nur einen direkten Anwendungsbereich als künstlerisches Stilmittel liefern, sondern dass die positiven Epoxidharz-Abdrücke auch zur Anlage einer Datenbank für biomimetische Oberflächen dienen können. Darüber hinaus liefern die Abdrücke neue Erkenntnisse für die Grundlagenforschung.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Zielsetzung und Problemstellung
Zusammenfassung
Die hier vorliegende interdisziplinäre Dissertation basiert auf einer Synergie der Fachbereiche Biologie, Technik und Kunst zum Thema Strukturfarben (Abb. 1.1). Die Darlegung des Wissensstandes zeigt die betreffenden Forschungsfelder auf und präsentiert einerseits neue Materialien, andererseits neue Techniken, anwendbar in der Kunst. Die Biologie dient hier als Wissenslieferant und die Kunst ist Profiteur.
Sigrid Zobl
Kapitel 2. Einleitung
Zusammenfassung
Strukturfarben sind die Folge von interferierenden Lichtwellen erzeugt durch Nanostrukturen unabhängig von der chemischen Zusammensetzung des Materials - jedoch bedingt durch dessen Brechungsindex - und ihren architektonischen Anordnungen im Größenbereich des sichtbaren Wellenlängenlichtes. Man spricht dabei von additiver Farbmischung, da die Spektralfarben in Summe „weißes“ Licht ergeben. Die Strukturen können dieses „zerlegen“ und oder konstruktive Interferenzen hervorrufen.
Sigrid Zobl
Kapitel 3. Template
Zusammenfassung
Die untersuchten Template im Rahmen dieser Dissertation stellen einerseits zwei synthetische, die Rewritable Compact Disc (CD-R) und deren beschichtete Silberfolie, die Basis der Materialtests sind, dar, andererseits handelt es sich um 22 organische Template aus Flora und Fauna. Die Probenliste ist in Tab. 3.1, Fotos der Template sind in Abb. 3.2 angeführt. Im Detail stellt der abgeformte Probenabschnitt (Tab. 3.1) das Templat dar.
Sigrid Zobl
Kapitel 4. Methode - Herstellung von Replikaten
Zusammenfassung
Es handelt sich dabei um die Anwendung einer bekannten Replikationsmethode für die Herstellung eines positiven Epoxidharzreplikates der Oberflächenstruktur einer organischen Probe auf Basis der negativen Abformung mittels Polyvinylsiloxan (PVS). Das PVS ist ein Abdruckmaterial, das aus der Zahntechnik bekannt ist. Die gewählte, schnelle, billige und großflächige Oberflächenabformung ist für alle ausgewählten Proben geeignet, ausgenommen für Flügeloberflächen der Gruppe der Lepidoptera.
Sigrid Zobl
Kapitel 5. Verwendete Analyseverfahren
Zusammenfassung
Das Messen der sich ständig ändernden Farbe in Abhängigkeit von den vielfältigen Strahlungsmöglichkeiten erfordert eine konstante Einstellung der Messapparaturen bei minimal gehaltenen Abständen zwischen den einzelnen Messpunkten.
Sigrid Zobl
Kapitel 6. Ergebnisse
Zusammenfassung
Die untersuchte Polycarbonatschicht einer CD-R nach dem Entfernen der Silberfolie und des blauen Farbstoffes im Ethanol-Bad zeigt im Rasterkraftmikroskop (AFM) Rippen (Abb. 6.1a) mit Abständen von 0,82(±0,12) μm und Rippenkanten mit einer Breite von 0,4(±0,08) μm (n = 10). Die nachfolgenden Materialtests basierten auf den Abmessungen der Rippenbreite. Die Materialanalyse mittels EDAX im Rasterelektronenmikroskop (e-REM) bestätigte, dass es sich bei der CD-R-Deckschicht um eine Folie aus Silber handelt.
Sigrid Zobl
Kapitel 7. Zusammenfassung und Diskussion
Zusammenfassung
Die Abdrücke (Tab. 6.1) einer CD-R zeigen die Eignung als synthetische Vorlage für die Erzeugung von Strukturfarben mit sichtbaren Farbeffekten (Abb. 6.2). Das Schrumpfen oder Quellen (Abb. 6.3) durch das Aushärten - definiert durch die Zu- bzw. Abnahme der gemessenen Strukturabstände - liegt für die untersuchten Materialien (n = 12) zwischen -23 % bis +36 % im Vergleich zum Templat.
Sigrid Zobl
Kapitel 8. Ausblick
Zusammenfassung
Die hier vorliegende Arbeit zeigt, dass die angewandte Abdruck- und Abformtechnik Strukturfarben generieren kann. Die Testreihen umfassten einerseits zwei synthetische Template basierend auf einer CD-R und andererseits waren es die Abformungen von 22 organischen Templaten, die in einer low-tec-Situation, wie sie der Umgebung eines Ateliers entspricht, mittels PVS-Negative-Abdruck einen winkelabhängigen farbigen Positiv-Abdruck mit Epoxidharz erzeugen.
Sigrid Zobl
Backmatter
Metadaten
Titel
Strukturfarben im Brennpunkt der Bionik
verfasst von
Sigrid Zobl
Copyright-Jahr
2018
Electronic ISBN
978-3-658-20803-5
Print ISBN
978-3-658-20802-8
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-20803-5

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    Bildnachweise