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. Warner Music Group Germany Holding GmbH, Hamburg
  2. Ratbacher GmbH, Hamburg
  3. MedAdvisors GmbH über Academic Work Germany GmbH, Hamburg
  4. ROHDE & SCHWARZ SIT GmbH, Stuttgart


Anzeige
Hardware-Angebote
  1. ab 799,90€
  2. auf Kameras und Objektive

Folgen Sie uns
       


  1. Virb 360

    Garmins erste 360-Grad-Kamera nimmt 5,7K-Videos auf

  2. Digitalkamera

    Ricoh WG-50 soll Fotos bei extremen Bedingungen ermöglichen

  3. Wemo

    Belkin erweitert Smart-Home-System um Homekit-Bridge

  4. Digital Paper DPT-RP1

    Sonys neuer E-Paper-Notizblock wird 700 US-Dollar kosten

  5. USB Typ C Alternate Mode

    Thunderbolt-3-Docks von Belkin und Elgato ab Juni

  6. Sphero Lightning McQueen

    Erst macht es Brummbrumm, dann verdreht es die Augen

  7. VLC, Kodi, Popcorn Time

    Mediaplayer können über Untertitel gehackt werden

  8. Engine

    Unity bekommt 400 Millionen US-Dollar Investorengeld

  9. Neuauflage

    Neues Nokia 3310 soll bei Defekt komplett ersetzt werden

  10. Surface Studio

    Microsofts Grafikerstation kommt nach Deutschland



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
The Surge im Test: Frust und Feiern in der Zukunft
The Surge im Test
Frust und Feiern in der Zukunft
  1. Computerspiele und Psyche Wie Computerspieler zu Süchtigen erklärt werden sollen
  2. Wirtschaftssimulation Pizza Connection 3 wird gebacken
  3. Mobile-Games-Auslese Untote Rundfahrt und mobiles Seemannsgarn

Redmond Campus Building 87: Microsofts Area 51 für Hardware
Redmond Campus Building 87
Microsofts Area 51 für Hardware
  1. Windows on ARM Microsoft erklärt den kommenden x86-Emulator im Detail
  2. Azure Microsoft betreut MySQL und PostgreSQL in der Cloud
  3. Microsoft Azure bekommt eine beeindruckend beängstigende Video-API

3D-Druck bei der Bahn: Mal eben einen Kleiderhaken für 80 Euro drucken
3D-Druck bei der Bahn
Mal eben einen Kleiderhaken für 80 Euro drucken
  1. Bahnchef Richard Lutz Künftig "kein Ticket mehr für die Bahn" notwendig
  2. Flatrate Öffentliches Fahrradleihen kostet 50 Euro im Jahr
  3. Nextbike Berlins neues Fahrradverleihsystem startet

  1. Re: Tastatur für Entwickler / Programmierer...

    Teebecher | 07:37

  2. Re: Schwachsinn: 2x 4K-Monitore nur mit extra...

    msdong71 | 07:37

  3. Re: Was mich grundsätzlich bei WaKü stört...

    ChoMar | 07:22

  4. Re: 700$ - Ich hätte da eine bessere Lösung...

    forenuser | 07:11

  5. Re: Alternativen?

    herrwusel | 07:10


  1. 07:16

  2. 07:08

  3. 18:10

  4. 10:10

  5. 09:59

  6. 09:00

  7. 18:58

  8. 18:20


  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