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. Softwareentwickler Golang (m/w/d)
    AKKA, Stuttgart
  2. (Senior) Specialist Identity & Access Management (m/w/d)
    Interhyp Gruppe, München
Detailsuche

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.

Golem Akademie
  1. IT-Fachseminare der Golem Akademie
    Live-Workshops zu Schlüsselqualifikationen
  2. 1:1-Videocoaching mit Golem Shifoo
    Berufliche Herausforderungen meistern
  3. Online-Sprachkurse mit Golem & Gymglish
    Kurze Lektionen, die funktionieren
Weitere IT-Trainings

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.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Mobiles Betriebssystem
iOS 15 mit Focus, OCR und schickem Facetime

Apple hat iOS 15 für iPhones und den iPod Touch vorgestellt. Radikale Neuerungen sind nicht dabei, dafür aber einige interessante Funktionen.

Mobiles Betriebssystem: iOS 15 mit Focus, OCR und schickem Facetime
Artikel
  1. Windows 11: Geplante Obsoleszenz ist schlecht, Microsoft!
    Windows 11
    Geplante Obsoleszenz ist schlecht, Microsoft!

    Kunden ärgern sich darüber, dass ihre vier Jahre alten Prozessoren bereits kein Windows 11 mehr unterstützen. Zu Recht.
    Ein IMHO von Oliver Nickel

  2. Apple Watch: watchOS 8 mit Achtsamkeits-Funktion und Porträt-Zifferblatt
    Apple Watch
    watchOS 8 mit Achtsamkeits-Funktion und Porträt-Zifferblatt

    Apple hat für die Apple Watch mit watchOS 8 ein neues Betriebssystem vorgestellt, das neue Zugriffs-, Konnektivitäts- und Achtsamkeitsfunktionen auf die Smartwatch bringt.

  3. Diablo 2 Resurrected: Entwickler äußern sich zu Blizzard-Boykott
    Diablo 2 Resurrected
    Entwickler äußern sich zu Blizzard-Boykott

    Für viele Spieler wäre Diablo 2 Resurrected ein Pflichtkauf. Blizzard soll aber nicht unterstützt werden. Das sagen Entwickler zum Dilemma.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • MM-Prospekt (u. a. Asus Gaming-Notebook 17" RTX 3050 1.099€) • PCGH-PC mit Ryzen 5 3600 & RTX 3060 999€ • Samsung 970 Evo Plus 1TB 99€ • Saturn Hits 2021 (u. a. Philips 55" OLED 120Hz 1.849€) • Corsair RGB 16GB Kit 3600MHz 87,90€ • Dualsense Schwarz + Deathloop 99,99€ [Werbung]
    •  /