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pte20201119026 Produkte/Innovationen, Medizin/Wellness

Neuer EPFL-Kunststoff ist weich und stark

Breite Anwendungspalette - Als Vorbild dienten menschliche Sehnen, Knorpel und Haut


Gewicht am dünnen Röhrchen: so belastbar ist das Material (Foto: epfl.ch/en)
Gewicht am dünnen Röhrchen: so belastbar ist das Material (Foto: epfl.ch/en)

Lausanne (pte026/19.11.2020/12:30) - Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) http://epfl.ch/en haben nach dem Vorbild der Natur ein neues Material hergestellt, das weich und flexibel sowie gleichzeitig sehr belastbar ist. Es ähnelt in seinen Eigenschaften menschlicher Haut, Knorpeln und Sehnen. Die Experten haben Monomere in Tröpfchen einer Öl-Wasser-Emulsion gesperrt. Dort vernetzten sie sich zu Polymeren.

Start mit Mini-Schwämmen

Der neue Kunststoff ist nicht sonderlich stabil. Um das zu ändern, haben die Wissenschaftler die Partikel, die Schwämmen gleichen, in einem anderen Monomer untergebracht. Dann ließen sie die Flüssigkeit verdunsten, bis sich eine Paste bildete, die die Fachleute dann als Druckertinte benutzten. Sie sehe "ein bisschen aus wie nasser Sand, der zu einer Sandburg geformt werden kann", verdeutlicht EPFL-Doktorand Alvaro Charlet.

Die Forscher stellten per 3D-Druck unterschiedliche Produkte her, die sie unter UV-Licht aushärteten, was nicht bedeutet, dass sie eine glasartige Struktur annahmen. Sie blieben vielmehr flexibel und waren gleichzeitig in der Lage, große Kräfte aufzunehmen. Das lag daran, dass sich die in den Tröpfchen gebildeten Polymere und die Monomere der zweiten Produktionsstufe miteinander vernetzten.

Ersatz für verschlissene Knorpel

Ein Röhrchen, das einen Durchmesser von gerade einmal drei Millimetern hatte, hielt einer Zugbelastung von zehn Kilogramm locker stand. Zudem steckte es einen Druck von 80 Kilogramm weg, ohne sich "plätten" zu lassen. Das neue Material könne zur Herstellung von Bauteilen für Soft-Roboter genutzt werden. In diesem Bereich sind Werkstoffe mit den Eigenschaften von lebendem Gewebe sehr gefragt. Möglicherweise ließe sich die Paste auch zur Erzeugung biokompatibler Knorpel dienen und so die schmerzhafte Arthrose besiegen.

(Ende)
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