Hitze und Licht stimulieren "intelligentes" Material
Formgedächtnis- und Selbstheilungsverhalten erstmals in einem Stoff
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Satellit: Materialien revolutionieren Weltraumtechnik (Foto: wikimedia.org) |
Washington (pte010/01.07.2016/11:30) Forscher der Washington State University http://wsu.edu haben ein neues multifunktionelles Material entwickelt, das seine Form durch Hitze oder Licht je nach Bedarf verändern kann. Es ist das erste Mal, dass Forscher verschiedene smarte Fähigkeiten wie Formgedächtnis- und Selbstheilungsverhalten sowie Lichtaktivitätsbewegung in einem Material kombinieren konnten.
Viele neue Anwendungen denkbar
Smarte Materialien, die auf externe Stimuli wie Licht oder Hitze reagieren, sind eine interessante Neuigkeit in der Materialforschung. Das Potenzial für praktische Anwendungen ist groß. Diese reichen von Servomotoren über Arzneizustellsysteme bis hin zu selbstorganisierenden Geräten. So könnten smarte Materialien zum Beispiel ihre Form dahingehend ändern, dass sie die Solarpaneele auf einem Raumsatelliten aufklappen, ohne die Hilfe von batteriebetriebenen mechanischen Geräten zu benötigen.
Smarte Materialien sind bislang jedoch nicht weitverbreitet, da sie schwierig herzustellen sind und häufig nur eine Funktion zu einem bestimmten Zeitpunkt ausführen können - ganz im Gegensatz zum neuen Material. Das Forscherteam arbeitete mit langkettigen Molekülen, den sogenannten flüssigkristallinen Netzwerken, die auf spezielle Art und Weise auf Hitze reagieren. Diese Eigenschaft nutzten sie zielgerichtet aus, um ein Dreiweg-Formgedächtnisverhalten zu kreieren. Dafür fügten sie Atomgruppen hinzu, die auf polarisiertes Licht reagieren und verwendeten dynamische chemische Verbindungen, die die Wiederaufbaufähigkeiten des Materials verbesserten.
Kratzer zukünftig kein Problem mehr
"Wir wussten, dass diese Technologien unabhängig voneinander funktionierten und versuchten nun, diese Fähigkeiten so zu kombinieren, dass sie kompatibel wurden", meint Studienleiter Michael Kessler. Das entstandene Material reagiert auf Licht, kann sich an seine Form erinnern, wenn es sich wieder zurückformt und hat sogar die Fähigkeit, sich zu heilen, falls es beschädigt ist. So könnte beispielsweise ein Kratzer von einer Rasierklinge im Material durch ultraviolettes Licht ausgebessert werden.
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