Abo
  • Services:
Anzeige
Verschiedene Varianten des Angelschnurmuskels: schraubenförmig gewunden wie ein Telefonkabel
Verschiedene Varianten des Angelschnurmuskels: schraubenförmig gewunden wie ein Telefonkabel (Bild: UT Dallas)

Robotik: Künstlicher Muskel aus Angelschnur

Ein paar Angelschnüre könnten künftig einen Roboter antreiben: US-Forscher haben herausgefunden, dass sich aus Kunststoffschnüren, die dazu benutzt werden, Fische aus dem Wasser zu ziehen, sehr leistungsfähige künstliche Muskeln herstellen lassen.

Anzeige

Angelschnüre sind recht stabil - sie müssen ja so manchen dicken Fisch aushalten. Eine Forschergruppe um Ray Baughman hat die Kunststoffschnüre zu künstlichen Muskeln umfunktioniert.

Die Schnur, die aus Polyethylen oder Polyamid bestehen kann, wird zuerst aufgewickelt. In diesem Zustand kann sie als Drehmuskel verwendet werden. Der schafft es, einen relativ schweren Rotor in eine Rotationsgeschwindigkeit von über 10.000 Umdrehungen pro Minute zu versetzen.

Baughman und seine Gruppe von der Universität des US-Bundesstaates Texas in Dallas wollen die aufgewickelte Schnur hingegen als Kontraktionsmuskel nutzen. Dazu wird sie weitergedreht, so dass sie anfängt, sich schraubenförmig zu winden, ähnlich wie ein Telefonkabel. Ist die Schnur aufgewickelt, wird sie noch einmal extra behandelt, damit sie diese Form behält.

Kontraktion durch Hitze

Gesteuert wird der Muskel durch Hitze: Wird die gewickelte Schnur erhitzt, will sie sich aufdrehen, was eine Kontraktion des Muskels bewirkt. Er ziehe sich um 50 Prozent seiner Länge zusammen, berichten die Wissenschaftler. Zum Vergleich: Eine menschliche Muskelfaser zieht sich um etwa 20 Prozent zusammen. Diese Fähigkeit verliert nach Angaben der Forscher der Muskel auch nach mehreren Millionen Kontraktionen nicht. Und: Der Effekt lässt sich auch umkehren: Wenn die Schnur entgegen der Drehrichtung der Polymerfasern aufgewickelt wird, dehnt sich der Muskel beim Erhitzen aus.

  • Das Wirkprinzip: Bei Erwärmung zieht sich der Muskel zusammen. Kühlt er ab, dehnt er sich wieder aus. (Bild:  Science/AAAS)
  • Der Muskel aus den Kunststoffschnüren  soll das Hundertfache des Gewichts heben, das eine menschliche Muskelfaser gleicher Länge und gleichen Gewichts heben kann. (Bild: UT Dallas)
  • Der Muskel kann aus unterschiedlichen Schnüren hergestellt werden. (Bild: UT Dallas)
Das Wirkprinzip: Bei Erwärmung zieht sich der Muskel zusammen. Kühlt er ab, dehnt er sich wieder aus. (Bild: Science/AAAS)

Der Muskel sei sehr leistungsfähig, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Science: Er könne das Hundertfache des Gewichts heben, das eine menschliche Muskelfaser gleicher Länge und gleichen Gewichts heben könne. Seine Leistung betrage 5,5 Kilowatt pro Kilogramm Muskelmasse - das entspreche in etwa der Leistung eines Düsentriebwerks.

Starkes Bündel

So haben die Forscher einen künstlichen Muskel aus einem Bündel Polyethylen-Angelschnüre konstruiert, wobei die Schnur etwa den zehnfachen Durchmesser hat. Damit konnten sie ein Gewicht von etwa sieben Kilogramm heben. Werden die Fasern - vergleichbar einem Muskel in der Natur - kombiniert, könnten 100 solcher Faserbündel über 700 Kilogramm heben.

Die Hitze kann auf verschiedene Art und Weise zugeführt werden, durch elektrische Spannung beispielsweise. Oder durch die Umgebungstemperatur: "Wir haben die Polymermuskeln zu Textilien verarbeitet, deren Poren sich mit Temperaturänderungen öffnen und schließen", erzählt Carter Haines. Diese könnten zu Kleidungsstücken verarbeitet werden. Mit solchen Muskeln könnten aber auch Belüftungsanlagen von Gewächshäusern angetrieben werden. Andere Anwendungsmöglichkeiten für die Aktoren sehen die Forscher in der Prothetik und Robotik.


eye home zur Startseite
Stefan Ess 24. Feb 2014

Im Gegensatz zu metallischen Drähten kommt es bei polymeren Strukturen durch schwingende...

Lala Satalin... 22. Feb 2014

Jop. Brauchste erstmal 30 Autobatterien um einen Robotter damit 2 Tage durch zu bringen...

Moe479 21. Feb 2014

in den battletech-romanen werden seit 20 jahren panzer mit armen und beinen so in...

dr. phibes 21. Feb 2014

"Kunststoffschnüren, die dazu benutzt werden, Fische aus dem Wasser zu ziehen" Schön erklärt



Anzeige

Stellenmarkt
  1. Porsche AG, Zuffenhausen
  2. T-Systems International GmbH, Wolfsburg
  3. Viega Holding GmbH & Co. KG, Attendorn
  4. über JobLeads GmbH, München


Anzeige
Top-Angebote
  1. (alle Angebote versandkostenfrei, u. a. Sony STR-DN860 AV-Receiver für 355,00€ u. Star Wars...
  2. 17,99€
  3. und Gratis-Produkt erhalten

Folgen Sie uns
       


  1. Gulp-Umfrage

    Welche Kenntnisse IT-Freiberufler brauchen

  2. HPE

    650 Millionen Dollar für den Einstieg in die Hyperkonvergenz

  3. Begnadigung

    Danke, Chelsea Manning!

  4. Android 7

    Nougat für Smartphones von Sony, Oneplus, LG und Huawei

  5. Simplygon

    Microsoft reduziert 3D-Details

  6. Nach Begnadigung Mannings

    Assange weiter zu Auslieferung in die USA bereit

  7. Startups

    Rocket will 2017 drei Firmen in Gewinnzone bringen

  8. XMPP

    Chatsecure bringt OMEMO-Verschlüsselung fürs iPhone

  9. Special N.N.V.

    Nanoxias Lüfter sollen keinerlei Vibrationen übertragen

  10. Intel

    Internet-of-Things-Plattform auf x86-Basis angekündigt



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Nintendo Switch im Hands on: Die Rückkehr der Fuchtel-Ritter
Nintendo Switch im Hands on
Die Rückkehr der Fuchtel-Ritter
  1. Nintendo Switch Eltern bekommen totale Kontrolle per App
  2. Nintendo Switch erscheint am 3. März
  3. Nintendo Switch Drei Stunden Mobilnutzung und 32 GByte interner Speicher

Autonomes Fahren: Laserscanner für den Massenmarkt kommen
Autonomes Fahren
Laserscanner für den Massenmarkt kommen
  1. BMW Autonome Autos sollen mehr miteinander quatschen
  2. Nissan Leaf Autonome Elektroautos rollen ab Februar auf Londons Straßen
  3. Autonomes Fahren Neodriven fährt autonom wie Geohot

Reverse Engineering: Mehr Spaß mit Amazons Dash-Button
Reverse Engineering
Mehr Spaß mit Amazons Dash-Button

  1. Re: Keine #3

    sk3wy | 07:18

  2. Re: Mmmmh, 30 FPS

    NaruHina | 07:09

  3. Re: Quasi die Cloud zurück ins LAN holen

    Theholger | 07:09

  4. Re: das muss man allerdings vervollständigen

    sk3wy | 07:06

  5. Re: 900p im Jahr 2017

    Meisterqn | 06:57


  1. 19:06

  2. 17:37

  3. 17:23

  4. 17:07

  5. 16:53

  6. 16:39

  7. 16:27

  8. 16:13


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel