Entwicklung der Mineralisierung
Die Arbeitsgruppe Entwicklung der Mineralisierung untersucht die Zusammensetzung und Funktion von Zähnen und Knochen und konzentriert sich auf das Verständnis der Anordnung und mechanischen Anpassung von zwei komplementären Materialtypen: Zahn-Dentin und Nagetier-Knochenmaterial.
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Azelluläres Knochenmaterial von Hechten
Die Untersuchung der Struktur-Funktionsbeziehungen von Bio-Nanokompositen hat unser Verständnis von evolutionär getriebener Materialentwicklung vertieft und biomimetische Inspiration für deren Anwendung geliefert. Spezifische Strukturmaterialien wie Säugetierknochen sind besonders gut untersucht und haben viele Erkenntnisse über die Vorteile hierarchischer Architektur und die daraus resultierenden beeindruckenden mechanischen Eigenschaften der Biologie erbracht. Fischknochen, die über sehr lange Evolutionswege verfügen und in verschiedenen Umgebungen sehr verbreitet sind, sind jedoch nur wenig verstanden.
Wir haben kürzlich gezeigt, dass dieses Material ungewöhnliche strukturelle, architektonische und mechanische Eigenschaften aufweist, die wir weiter untersuchen. Wir kombinieren fortschrittliche Methoden der Materialcharakterisierung, um das 3D-Layout der Struktur des Fischknochens und seiner Schlüsselkomponenten und -eigenschaften auf verschiedenen hierarchischen Längenskalen, die vom mm bis zum Submikron reichen, zu untersuchen und besser zu verstehen.
Die Anordnung der mineralisierten Kollagenfibrillen sowie die Verteilung der Hohlräume innerhalb der Masse dieses Knochenmaterials werden kartiert, und wir verwenden diese Daten, um die elastischen Materialeigenschaften und das Bruchverhalten dieses ungewöhnlichen strukturellen biologischen Materials zu charakterisieren und zu verstehen.
Die Zwei-Photonen-Konfokalmikroskopie (JWI) der zweiten harmonischen Generation zeigt komplexe Anordnungen von Kollagenschichten, die sich stark von den lamellaren Anordnungen im Knochen von Säugern unterscheiden.
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