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pte20190321008 Forschung/Technologie, Produkte/Innovationen

"Terminator"-Metall für Soft-Roboter kommt

Forscher der Beihang University entwickeln Substanz, die sich in drei Dimensionen ändern kann


Manipulation eines Tropfens aus Flüssigmetall mit Magneten (Foto: acs.org)
Manipulation eines Tropfens aus Flüssigmetall mit Magneten (Foto: acs.org)

Peking/Washington (pte008/21.03.2019/11:30) - Liang Hu von der Beihang University http://ev.buaa.edu.cn und sein Team haben laut einem Bericht der American Chemical Society (ACS) http://acs.org ein neues Flüssigmetall entwickelt, das sich magnetisch beeinflussen lässt. Es kann seine Form in drei Dimensionen ändern. Die ACS glaubt, dass dieses Material irgendwann einmal eingesetzt werden kann, um weichen Robotern Selbstheilungskräfte zu verleihen.

Magnetische Nanopartikel

Forscher der Harvard University http://harvard.edu gehören zu denen, die derartige Soft Robots bereits vorgestellt haben. Diese bestehen aus einem Material, das auf Silikon basiert, also nicht aus einem metallischen Werkstoff. Metalle, die bei Raumtemperatur flüssig sind - dazu gehören Gallium und einige Legierungen - haben einzigartige Eigenschaften. Sie leiten Strom, haben einen niedrigen Schmelzpunkt und sind beliebig verformbar. Das prädestiniere sie, so die ACS, als Material für Soft Robots und flexible Elektronik.

Werden diesen Metallen und Legierungen magnetische Nanopartikel hinzugegeben, etwa aus Eisen oder Nickel, lassen sie sich durch Magnete manipulieren. Wegen ihrer hohen Oberflächenspannung lassen sich die meisten flüssigen Metalle nur in Horizontalrichtung bewegen, also nicht in eine dreidimensionale Form bringen. Hu und seine Mitarbeiter wollten dagegen ein Material entwickeln, das sich in allen Dimensionen verformen lässt.

Gehender Lurch als Ergebnis

Um maximale Flexibilität des Metalls zu erreichen, haben die chinesischen Forscher die Legierung aus Gallium, Indium und Zinn mit Salzsäure vermischt. Dann fügten sie magnetisierbare Partikel hinzu. Auf dem Gallium bildete sich eine Oxidschicht, die die Oberflächenspannung reduzierte. Als das Team dann an zwei Seiten Magnete platzierte, konnte es die Tropfen auf vierfache Länge auseinanderziehen.

Die Manipulation gelang ihnen auch mit zwei Elektroden, die sie in die Flüssigkeit eintauchten. Wenn eine Elektrode eingetaucht war und die zweite in der Luft darüber schwebte, wuchs das Gemisch aus Metall und Säure in die Höhe. Die Form, die es dabei einnahm, erinnerte die Forscher an einen aufrecht gehenden Lurch. Ehe dieser zum echten Soft Robot wird, dürfte allerdings noch einige Zeit vergehen.



(Ende)
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