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pte20201001003 Forschung/Entwicklung, Technologie/Digitalisierung

"Robotermaterial" ändert Form, Größe und Härte

Vielversprechende Anwendungen von adaptiver Kleidung bis verstaubaren Flugzeugflügeln denkbar


"Wunderstoff" bei Laborversuchen: vielfach nutzbar (Foto: yale.edu)

New Haven (pte003/01.10.2020/06:05) - Forscher der Yale University http://yale.edu haben ein neues "Robotermaterial" entwickelt, das auf Knopfdruck seine Form, Größe und Festigkeit ändert. Möglich wird das mithilfe eines Metall-Epoxid-Kompositwerkstoffs, der in Form von dünnen Fasern in verschiedene Trägermaterialien eingearbeitet wird. Die Erfinder sprechen von einem "Durchbruch in der Materialforschung", der viele Anwendungen ermöglicht - von adaptiver Kleidung bis hin zu verstaubaren Flugzeugflügeln.

Biegsam wie Gummi, hart wie Acryl

"Unser Kompositmaterial aus Fieldschem Metall und Epoxid kann so biegsam sein wie Latexgummi und so steif wie hartes Acryl, das über 1.000 Mal so rigide ist", so Trevor Buckner, Graduate Research Assistant am Deparment of Mechanical Engineering and Materials Sceince der Yale University. "Lange Fasern davon können einfach auf ein anderes Trägermaterial aufgenäht werden, um dieses mit einer Art unterstützendem Skelett auszustatten, das wir dann ein- und ausschalten können", erläutert der Forscher das Grundprinzip.

Das auf diese Weise entstehende Robotermaterial lasse sich dann beliebig verbiegen, verdrehen, vergrößern und in einer bestimmten Form festsetzen. "So kann es dann zum Beispiel Traglasten halten, die das ursprüngliche Material normalerweise niemals bewältigen könnte", so Buckner. Die Steuerung der Eigenschaften des neuen "Wunderstoffes" erfolgt über kleine metallische Partikel, die sich schon bei relativ geringen Temperaturen verflüssigen. "Bei Kälte bleiben diese Partikel fest und machen das Material härter, bei Wärme schmelzen sie und machen es weicher", so der Experte.

Erfolgreiche Versuche im Labor

Die äußerst flexiblen und steuerbaren Eigenschaften des innovativen Materials haben Buckner und sein Team bereits im Labor ausgiebigen Härtetests unterzogen. Dabei konnten sie etwa erfolgreich demonstrieren, wie sich ihr Kompositwerkstoff von einer gewöhnlichen flachen in eine aufrecht stehende Struktur verwandelt, die fest genug ist, um größere Gewichte zu transportieren.

Das Projekt, das vom Air Force Office of Science Research http://www.afrl.af.mil/AFOSR gefördert wird, soll in verschiedensten Einsatzgebieten völlig neue Anwendungen ermöglichen. Genannt werden unter anderem Kleidungsstücke, die ihre Größe an die Träger anpassen können, aktive Kompressionsverbände, smarte Frachtnetze oder verstaubare Flugzeugflügel. "Ein Material mit solchen Eigenschaften kann in einer breiten Palette von Produkten nützlich sein und viele neue Möglichkeiten eröffnen", erläutert Laborleiterin Rebecca Kramer-Bottigli.



(Ende)
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