Structural mechanics of echinoid skeletons as candidate systems for biomimetic research

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dc.contributor.advisor Nebelsick, James H. (Prof. Dr.)
dc.contributor.author Grun, Tobias
dc.date.accessioned 2018-08-03T07:47:55Z
dc.date.available 2018-08-03T07:47:55Z
dc.date.issued 2018-07-31
dc.identifier.other 508245052 de_DE
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10900/83448
dc.identifier.uri http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:21-dspace-834484 de_DE
dc.identifier.uri http://dx.doi.org/10.15496/publikation-24839
dc.description.abstract Echinidenskelette bestehen aus vielen Einzelteilen, wozu die Platten der Schale, Stacheln, Kieferapparat, Skelettscheiben der Ambulakralfüßchen, und die Skelettelemente der Pedicellarien zählen. Diese Elemente sind aus einem kalzitischen Leichtbau Gitternetzwerk, dem Stereom, aufgebaut. Die Schale der Echiniden umgibt die inneren Organe sowie Gewebe und dient als Stützapparat für z.B. die Stacheln. Außerdem fungiert diese Schale als Schutz gegen äußere biotische, sowie abiotische Faktoren. Besonders die Schalen der Clypeasteriden, einer Gruppe irregulärer Echiniden, welche häufig im Sediment eingegraben leben, weisen eine erstaunliche Stabilität auf. Diese Stabilität äußert sich in dem sehr häufigen Auftreten der Clypeasteriden Schalen in rezenten Lebensräumen, als auch im Fossilbeleg. Die Gründe für die besondere Stabilität der Schalen wird in deren strukturellem Aufbau vermutet. Die Schalen der Clypeasteriden, vor allem von Clypeaster rosaceus und Echinocyamus pusillus, werden in extenso untersucht, um die zugrunde liegenden strukturellen Skeletteigenschaften aufzudecken, welche für die Stabilität der Schalen verantwortlich sind. Die Schalen der beiden oben genannten Echiniden Arten wurden mittels Elektronenmikroskopie und Mikro-Computertomographie auf ihre Architektur untersucht. Durch die Anwendung von computerbasierten Methoden für räumliche- und volumetrische Untersuchungen werden neuartige Einblicke in die Mikrostruktur der Schalen,sowie deren strukturelle Einbindung ermöglicht. Ergebnisse zeigen, dass die Schlen der beiden Untersuchungsobjekte meherere Verstärkungsmechanismen auf verschiedenen hierarchischen Ebenen aufweisen, deren Wirkung aber durch biologisch notwendige Strukturen reduziert werden kann. Eine Stabilisierungsstrategie ist das Einbinden der Platten in ein Mosaik, welches von zusätzlichen skeletalen Verbindungen zwischen den Platten sowie Verdickungen an deren Grenzen verstärkt wird. Dieses Plattenarrangement verleiht der Schale eine monolithische Struktur. Auch die Anwesenheit interner Stützelemente hat gezeigt, dass diese sowohl Druck-, als auch Zugspannungen in der Schale verringern. Die Untersuchung der Stereomarchitektur und deren Topologie ergab, dass das Stereom eine gut ausgebildete Lastenträgereigenschaft hat. de_DE
dc.language.iso en de_DE
dc.publisher Universität Tübingen de_DE
dc.rights ubt-podok de_DE
dc.rights.uri http://tobias-lib.uni-tuebingen.de/doku/lic_mit_pod.php?la=de de_DE
dc.rights.uri http://tobias-lib.uni-tuebingen.de/doku/lic_mit_pod.php?la=en en
dc.subject.classification Bionik , Morphologie , Meeresbiologie de_DE
dc.subject.ddc 500 de_DE
dc.subject.ddc 550 de_DE
dc.subject.ddc 570 de_DE
dc.subject.ddc 590 de_DE
dc.subject.ddc 600 de_DE
dc.subject.other Biomimetics en
dc.subject.other struktural mechanics en
dc.subject.other struktural design en
dc.subject.other segmented shells en
dc.subject.other Strukturdesign de_DE
dc.subject.other segmentierte Schalen de_DE
dc.subject.other Biomimetik de_DE
dc.subject.other Strukturmechanik de_DE
dc.title Structural mechanics of echinoid skeletons as candidate systems for biomimetic research en
dc.type Dissertation de_DE
dcterms.dateAccepted 2018-07-26
utue.publikation.fachbereich Geographie, Geoökologie, Geowissenschaft de_DE
utue.publikation.fakultaet 7 Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät de_DE

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