Inhouseprojekte

 

SilikatAerogele

- Mechanische Eigenschaften von Silikatgelen

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Silikat-Aerogele sind nanostrukturierte, hochporöse Festkörper, die verglichen mit anderen weichen Materialien, besondere mechanische Eigenschaften sowie sehr geringe Dichte aufweisen. In diesem Projekt werden die mechanischen Eigenschaften von Silikat-Aerogelen unter Verwendung von Molekulardynamik untersucht. Ein Silikat-Aerogel-Modell wurde durch die direkte Expansion von Beta-Cristobalit und einer Reihe von Temperaturbehandlungen erstellt. Die mechanischen Eigenschaften des Silikat-Aerogel-Molekulardynamik-Modells wurden für einachsigen Zug und Druck untersucht. Des Weiteren wurden Simulationen mit zyklischer Druckbelastung mit Modellen verschiedener Dichte durchgeführt. Unter großen Dehnungen wurde fast keine Erhohlung der zusammengebrochenen Struktur beobachtet. Das Verhalten ist charakterisiert durch Inelastizitätsphänomene wie zurückbleibende Deformation, Hysterese und den Mullins-Effekt.

 
 

Inertiale Messeinheit-Ganganalyse

- Bewegungsanalyse basierend auf Inertialsensoren

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In diesem Projekt wird ein System entwickelt, das mit Hilfe von intertialen Messeinheiten und intelligenten Algorithmen durch die räumliche Kombination mehrerer Interialsensoren in der Lage ist, kinematische und kinetische Bewegungsparameter zu quantifizieren. Die meisten derzeitigen Systeme zur Ganganalyse sind auf Laborbedingungen beschränkt. Kostengünstige, vielseitig einsetzbare Inertialsensoren bieten in Kombination mit einem Smartphone die Möglichkeit, Gangparameter in Alltagssituationen aufzuzeichnen. In der Zukunft sollen Bewegungspathologien entdeckt und direkt an den Nutzer weitergegeben werden. Dadurch entsteht ein wertvolles Tool, um unter anderem die Selbstständigkeit der alternden Bevölkerung zu erhalten, Operationsergebnisse auszuwerten oder Patienten bei der Erlernung neuer Gangstrategien zu unterstützen, zum Beispiel um den Fortschritt von Kniearthrose zu minimieren.

 
 

SpineImplants

- Messung von Wirbelkörperbewegungen mit einem 6-Freiheitsgraden Wirbelsäulenprüfstand unter Körpertemperatur zur Prüfung von dynamischen Wirbelsäuleninstrumentierungen

 

In dieser Studie wird der Einfluss von Wirbelsäuleninstrumentierungen auf den Bewegungsumfang von lumbalen Wirbelsäulensegmenten getestet. Dafür wurde ein 6-Freiheitsgeraden Wirbelsäulenprüfstand entwickelt, mit dem unter physiologischen Bedingungen in einem Bioreaktor getestet wird. Der Gebrauch des Bioreaktors behindert mechanische und optische Messverfahren, weswegen ein magnetisches Trackingsystem mit implantierbaren Mikrosensoren verwendet wird. Des Weiteren wird die Kinematik von instrumentierten Wirbelsäulen mittels Finite-Elemente-Simulationen untersucht.

Fördergeber:

 
 

Nacre

- Mechanische Eigenschaften von Perlmutt und seine Bestandteile

  Vergrößerung der Struktur einer Muschelinnenseite Urheberrecht: © IAM
 

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Perlmutt, auch als Mutter der Perle bekannt, ist ein organisch-anorganisches Verbundmaterial, das von einigen Weichtieren als eine innere Mantelschicht produziert wird. In den letzten drei Jahrzehnten waren die Struktur und der Zähigkeitsmechanismus von Perlmutt Gegenstand intensiver Forschung. Dieses Interesse begründet sich in der exzellenten Kombination aus Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit. Perlmutt besteht aus hexagonalen Plättchen aus Aragonit, die in kontinuierlichen, parallelen, dünnen Schichten angeordnet sind. Die Schichten werden durch Platten einer organischen Matrix getrennt, die aus elastischen Biopolymeren zusammengesetzt sind. Diese Mischung aus spröden Plättchen und der dünnen Schichten aus elastischen Biopolymeren machen das Material stark und widerstandsfähig.