Abo
  • Services:

Biomimetik: Finger aus Hydrogel biegt sich durch Licht

US-Wissenschaftler haben einen Aktor entwickelt, der durch Licht gesteuert wird. Als Inspiration diente ein Phänomen aus der Pflanzenwelt.

Artikel veröffentlicht am ,
Hydrogelaktor: unterschiedlich poröse Seiten
Hydrogelaktor: unterschiedlich poröse Seiten (Bild: UC Berkeley/Screenshot: Golem.de)

Wissenschaftler der Universität von Kalifornien in Berkeley haben ein elastisches Hydrogel entwickelt, das unter dem Einfluss von Licht seine Form verändert. Aus dem Material könnten beispielsweise sogenannte Soft Robots gebaut werden.

Stellenmarkt
  1. ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH, München
  2. Henry Schein Services GmbH, Langen

Soft Robots sind Roboter, die aus weichen Materialien bestehen. Vorbild sind Weichtiere wie Würmer oder Tintenfische. Angetrieben werden sie pneumatisch oder wie der Meshworm durch ein Material mit einem Formgedächtnis, das unter bestimmten Bedingungen seine Form ändert und dann wieder in seine Ausgangsposition zurückkehrt.

Hydrogel Actuator (Hydrogelaktor, HA) nennen die Berkeley-Forscher um Seung-Wuk Lee ihre Entwicklung. Ein HA besteht aus einem Hydrogel aus einem Protein, das dem Strukturprotein Elastin ähnelt und mit Lagen aus Graphen versetzt wird. Graphen ist ein einlagiger Kohlenstoff, der Wärme abgibt, wenn er mit Infrarotlicht bestrahlt wird.

Unterschiedlich porös

Das machen sich die Entwickler für ihren HA zunutze: Wenn sich das synthetische Elastin erwärmt, gibt es Wasser ab und schrumpft. Kühlt es ab, nimmt es Wasser auf und kehrt in die alte Form zurück. Die Forscher modifizierten das Gel so, dass es auf einer Seite poröser ist als auf den anderen, also Wasser besser aufnehmen und abgeben kann. Deshalb biegt sich der Aktor, wenn er angestrahlt wird.

Der Aktor biete "schnelle und steuerbare Bewegungen, die durch die Position, Intensität und Bahn des Lichts kontrolliert werden", schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Nano Letters. Sie haben zur Demonstration eine Hand aus dem Hydrogel gebaut, die ihre Finger biegt, wenn sie angestrahlt werden. Mit einem HA sollen sich aber auch andere Bewegungen umsetzen lassen, wie etwa Kriechen.

Inspiration Pflanze

Als Inspiration diente den Forschern die Natur, genauer das Phänomen des Fototropismus. Das sind Pflanzenbewegungen, die durch Licht ausgelöst werden. "Durch Kombination dieser Materialien konnten wir die Art und Weise, wie sich Pflanzenzellen unter dem Einfluss von Licht ausdehnen oder zusammenziehen, auf eine sehr kontrollierte Weise nachahmen", sagt Lee.

Das synthetische Elastin wurde aus genetisch manipulierten Bakterien gewonnen. Der Biotechniker Lee hat im vergangenen Jahr aus M13-Viren einen piezoelektrischen Generator entwickelt, der Strom erzeugt, wenn die Viren zusammengedrückt werden.



Anzeige
Spiele-Angebote
  1. (-80%) 11,99€
  2. (-78%) 8,99€
  3. 54,99€ mit Vorbesteller-Preisgarantie
  4. 12,99€

caso 04. Jun 2013

Wieso sollte der IR-Filter zu 100% filtern?


Folgen Sie uns
       


Shift 6m - Hands on (Cebit 2018)

Der Hersteller beschreibt das neue Shift 6M als nachhaltig und Highend - wir haben es uns auf der Cebit 2018 angesehen.

Shift 6m - Hands on (Cebit 2018) Video aufrufen
Cruijff Arena: Ed Sheeran singt mit Strom aus Nissan-Leaf-Akkus
Cruijff Arena
Ed Sheeran singt mit Strom aus Nissan-Leaf-Akkus

Die Johann-Cruijff-Arena in Amsterdam ist weltweit das erste Stadion, das seine Energieversorgung mit einem Speichersystem sichert, das aus Akkus von Elektroautos besteht. Der englische Sänger Ed Sheeran hat mit dem darin gespeichertem Solarstrom schon seine Gitarre verstärkt.
Ein Bericht von Dirk Kunde

  1. Energiewende Warum die Bundesregierung ihre Versprechen nicht hält
  2. Max Bögl Wind Das höchste Windrad steht bei Stuttgart

Bargeldloses Zahlen: Warum Apple Pay sich hier noch nicht auszahlt
Bargeldloses Zahlen
Warum Apple Pay sich hier noch nicht auszahlt

Während Google Pay jüngst hierzulande gestartet ist, lässt Apple Pay auf sich warten. Kein Wunder: Der deutsche Markt ist schwierig - und die Banken sind in einer guten Verhandlungsposition.
Eine Analyse von Andreas Maisch

  1. Bargeldloses Zahlen Apple und Goldman Sachs planen Apple-Kreditkarte

Razer Blade 15 im Test: Schlanker 15,6-Zöller für Gamer gefällt uns
Razer Blade 15 im Test
Schlanker 15,6-Zöller für Gamer gefällt uns

Das Razer Blade 15 ist ein gutes Spiele-Notebook mit flottem Display und schneller Geforce-Grafikeinheit. Anders als im 14-Zoll-Formfaktor ist bei den 15,6-Zoll-Modellen die Konkurrenz aber deutlich größer.
Ein Test von Marc Sauter

  1. Gaming-Notebook Razer packt Hexacore und Geforce GTX 1070 ins Blade 15
  2. Razer Blade 2017 im Test Das beste Gaming-Ultrabook nun mit 4K

    •  /