Magnetfeld verwandelt Stoff in Robotergreifer
Faser der Hong Kong Polytechnic University aus Kunststoff und Eisen macht das erst möglich
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Stoff: Dieser lässt sich durch Magnetkraft bewegen (Foto: polyu.edu.hk) |
Hongkong (pte001/17.11.2025/06:00)
Forscher der Hong Kong Polytechnic University haben eine Methode zum Weben flexibler Fasern entwickelt, die durch Magnetfelder gesteuert werden. Diese lassen sich nicht nur für Roboterhände nutzen, sodass diese Früchte, Kartoffelchips und Würmer aufheben können, ohne sie zu zerdrücken, sondern auch für eine Reihe anderer Anwendungen. Dazu gehören Handschuhe, die ein realistisches Tastgefühl in der virtuellen Realität vermitteln. Sie sind nach Bedarf verbiegbar, versteifen sich oder verändern ihre Oberflächenstruktur.
Sieben verdrillte Fasern
Das Team hat winzige Partikel aus hochreinem Eisen, Carbonyleisen genannt, und extrem dünne, flexible Fasern aus dem Polymer LDPE vermischt. Daraus entsteht ein extrem dünner Faden, der flexibel und magnetisierbar ist. Das ist den Experten mit dem sogenannten Schmelzspinnen gelungen. Dazu wird das Ausgangsmaterial durch Erhitzen verflüssigt und durch feine Düsen gepresst.
Es kühlt nach dem Passieren der Düsen schnell ab, sodass eine Faser entsteht, in diesem konkreten Fall eine magnetisierbare, die nur 57 Mikrometer dick ist, also etwa so dick wie ein menschliches Haar. Aus sieben dieser Fasern haben die Wissenschaftler durch Verdrillen ein Garn hergestellt, das sie zu einem Stoff verwoben.
Diese Form des Garns reagiert auf veränderliche äußere Magnetfelder nicht durch eine einfache Bewegung, sondern entsprechend der jeweils gestellten Aufgabe, was komplexere Bewegungen ermöglicht - auch des Stoffes, der aus diesem Garn hergestellt wird. "Damit leiten wie eine neue Ära im Bereich intelligenter Textilien ein", so Textilingenieur Junhong Pu.
Vereinigung zum Greifen
Das Team hat aus dem Garn zwei Arten von Stoffen hergestellt: Ein normales Gewebe, das sich als Reaktion auf ein Magnetfeld verbiegt oder ausdehnt, und ein florartiges Material, das einer weichen Bürste ähnelt und sich auch so anfühlt. In dem gewebten Stoff lassen sich durch magnetische Kräfte Poren öffnen, was sich für atmungsaktive Kleidungsstücke eignet.
Aus dem Veloursstoff haben die Ingenieure einen weichen Robotergreifer konstruiert. Tausende seiner magnetischen Fasern versteifen sich zum Ergreifen eines Objekts und umschließen es sanft. Darüber hinaus haben die Forscher einen haptischen Virtual-Reality-Handschuh hergestellt. Greift der User damit ein virtuelles Objekt, versteift ein ferngesteuertes Magnetfeld die Fasern oder drückt sie gegen die Haut, um reale taktile Empfindungen zu simulieren.
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