Biomimetik bezeichnet die systematische Übertragung von Funktionsprinzipien biologischer Systeme auf technische Werkstoffe, Strukturen und Prozesse. Im Fokus steht nicht die Kopie natürlicher Materialien, sondern das abstrakte Erfassen zugrunde liegender Struktur‑Eigenschafts‑Beziehungen und deren Implementierung in künstliche Systeme.

In der Werkstoffentwicklung werden biomimetische Ansätze vor allem zur Optimierung mechanischer, tribologischer, optischer und funktionaler Eigenschaften genutzt. Beispiele sind hierarchisch aufgebaute Faserverbunde nach dem Vorbild von Knochen oder Perlmutt, deren Kombination aus hoher Festigkeit und Zähigkeit durch kontrollierte Mikro‑ und Nanostrukturierung erreicht wird. Ebenfalls etabliert sind lotusblattinspirierte, superhydrophobe Oberflächen oder haftstarke, reversible Klebstoffsysteme nach dem Gecko-Prinzip.

Biomimetische Werkstoffkonzepte erfordern eine enge Verzahnung von Biologie, Physik, Chemie und Ingenieurwissenschaften. Zentrale methodische Bausteine sind multiskalige Charakterisierung natürlicher Vorbilder, numerische Modellierung (z.B. Finite-Elemente-Analysen hierarchischer Strukturen) und darauf aufbauend geeignete Synthese‑ und Fertigungstechniken wie Selbstorganisation, Sol‑Gel-Verfahren oder additive Fertigung.

Wichtige Forschungsfelder umfassen biomimetische Gradientenwerkstoffe, energieeffiziente Strukturoptimierung, selbstheilende und adaptiv reagierende Systeme. Herausforderungen liegen insbesondere in der skalierbaren Herstellung komplexer, hierarchischer Architekturen und in der zuverlässigen Langzeitstabilität unter realen Einsatzbedingungen.