Organismen sind komplexe, hierarchisch aufgebaute biologische Systeme, deren Struktur und Funktion maßgeblich durch ihre molekularen und zellulären „Werkstoffe“ bestimmt werden. In den Lebenswissenschaften mit werkstoffwissenschaftlichem Fokus werden Organismen zunehmend als Vorbilder (Bioinspiration) sowie als Test- und Produktionssysteme für neuartige Materialien betrachtet.

Auf mikroskopischer Ebene zeigen Einzeller wie Wimpertierchen und Dinoflagellaten hochspezialisierte Oberflächenstrukturen (z.B. Cilien, Theken, Plattenpanzer), die definierte mechanische, optische und adhäsive Eigenschaften besitzen. Diese dienen als Vorbild für funktionale Grenzflächen, Mikrostrukturierung und aktive Oberflächen in technischen Systemen.

Makroskopische Organismen wie Süßwasserfische illustrieren die Kopplung von Geometrie, Gewebeaufbau und Funktion: Schuppen, Schleimschichten und Haut zeigen komplexe Verbundstrukturen mit Gradienten in Steifigkeit, Zähigkeit und Permeabilität. Solche natürlichen Faser-Keramik- oder Kollagen-Mineral-Verbundwerkstoffe beeinflussen das Design biomimetischer Schutzschichten und tribologischer Systeme.

Extremophile Organismen, etwa halophile Archaea, stellen spezialisierte Biopolymere und Membranstrukturen bereit, die unter hohen Salzkonzentrationen und teils erhöhter Temperatur stabil sind. Diese werden als Modell für salz- und temperaturstabile Biowerkstoffe, Enzyme und Beschichtungen genutzt.

Caenorhabditis elegans (C. elegans) ist als Modellorganismus etabliert, um die Wechselwirkung zwischen Materialeigenschaften (z.B. Steifigkeit, Topographie, chemische Funktionalisierung) und biologischen Antworten (Migration, Entwicklung, Toxizität) systematisch zu untersuchen. Damit fungieren Organismen nicht nur als Gegenstand der Strukturanalyse, sondern auch als funktionale Sonden für die Bewertung und Optimierung moderner Werkstoffe.