Wissenschaft US-Forscher entwickeln eine künstliche Haut

US-Forscher haben ein Material entwickelt, das zwei wichtige Eigenschaften der Haut hat: Es kann Berührungen erkennen, und es wächst wieder zusammen, wenn es verletzt wurde.

Wissenschaftler der Stanford-Universität haben eine künstliche Haut aus einem Polymer entwickelt, dessen lange Molekülketten durch Wasserstoffbrücken verbunden sind. Diese stellen eine relativ schwache Verbindung zwischen Atomen her. Wird eine solche Verbindung zerstört, wird die Wasserstoffbrücke schnell wieder hergestellt, so dass das Material wieder zusammenwächst. Das Material ist bei Raumtemperatur biegsam.

Änderung des Widerstands

Die Berührungsempfindlichkeit wird über elektrische Leitfähigkeit realisiert: Die Forscher haben dem Polymer Nickelpartikel hinzugefügt. Die Oberflächen dieser Partikel seien sehr rau. An den herausragenden Enden bildet sich ein elektrisches Feld, wodurch der Strom einfacher durch das Material fließt. Wird das Material zusammengedrückt oder verdreht, ändert sich der Abstand zwischen den Nickelteilchen. Die Elektronen können dadurch einfacher durch das Material wandern. Auf diese Weise lasse sich beispielsweise ein Händeschütteln identifizieren, sagen die Forscher.

Die meisten Kunststoffe seien gute Isolatoren, erklärt Projektleiterin Zhenan Bao. Der von ihnen entwickelte hingegen sei ein sehr guter Leiter. Die Leitfähigkeit könne über die Konzentration der Nickel-Partikel verändert werden. Außerdem tragen die Nickelteilchen zur Stabilität des Polymers bei.

Nach 30 Minuten zusammengewachsen

Wird das Material durchgeschnitten, wächst es in kurzer Zeit wieder zusammen. Werden die Schnittkanten gegeneinandergedrückt, dauert es nur wenige Sekunden, bis das Material seine Festigkeit und Leitfähigkeit zu 75 Prozent zurückbekommt. Nach einer halben Stunde seien beide Eigenschaften wieder vollständig hergestellt, sagen die Wissenschaftler. Das habe auch nach 50 Mal Durchschneiden an derselben Stelle funktioniert.

Das Material könne beim Bau biomimetischer Prothesen oder in der Robotik eingesetzt werden, schreiben die Forscher um Bao in der Fachzeitschrift Nature Nanotechnology.