Abo
  • IT-Karriere:

Wissenschaft: Künstliche Muskeln aus Nanogarn

Ein verdrillter Faden, der sich schnell auf- und abwickelt oder sich zusammenzieht und ausdehnt, soll einen leistungsfähigen und vielseitigen Antrieb ergeben. Aktiviert wird er durch Wärme, die elektrisch oder durch Licht erzeugt wird.

Artikel veröffentlicht am ,
Nanogarn: Kontrahieren und rotieren
Nanogarn: Kontrahieren und rotieren (Bild: UT Dallas)

Wissenschaftler der Universität des US-Bundesstaates Texas in Dallas (UT Dallas) haben einen künstlichen Muskel aus Kohlenstoffnanoröhrchen entwickelt, der Gegenstände heben oder in Rotation versetzen kann. Die Forscher beschreiben ihren Aktuator in der Fachzeitschrift Science.

Stellenmarkt
  1. Vodafone GmbH, Düsseldorf
  2. HRG Hotels GmbH, Berlin

Der Muskel ist ein Garn, das aus Kohlenstoffnanoröhrchen besteht. Diese Nanoröhrchen werden mit Paraffin, also Kerzenwachs, gefüllt. Daraus wird ein Garn gesponnen, das dann in sich verdrillt wird. Aktiviert wird der Muskel durch Wärme, die durch Anlegen einer elektrischen Spannung oder durch Licht erzeugt wird. Auch eine Aktivierung durch Chemikalien ist möglich.

Volumenänderung

Durch die Wärme schmilzt das Wachs und dehnt sich aus. Dadurch vergrößert sich das Volumen des Garns, und es wird kürzer. Der künstliche Muskel kontrahiert in sehr kurzer Zeit - einer 25-Tausendstel-Sekunde - und kann dabei das 100.000-fache seines eigenen Gewichts heben.

Eine zweite Aktion, die der Muskel durchführen kann, ist eine Drehbewegung: Durch Wärme kann sich der verdrillte Nanofaden auch abwickeln - vergleichbar einem Gummiband, das in einem Modellflieger den Propeller dreht. Kühlt der Faden ab, kehrt er wieder in die verdrillte Form zurück. Auch hier zeigt der Aktuator eine immense Geschwindigkeit: Er schafft im Schnitt 11.500 Umdrehungen pro Minute. Auf diese Weise kann beispielsweise ein kleiner Flügel in Rotation versetzt werden.

Aufgrund seiner Einfachheit und Leistungsfähigkeit sei dieser Garnmuskel vielseitig einsetzbar, erklärt Ray Baughman, Chemiker an der UT Dallas und Leiter des Forscherteams. Er könne in der Robotik verwendet werden, als Mikromotor und Mikromixer, in optischen Systemen oder Miniventilen.

Intelligente Textilien

Zudem könne das Garn in Textilien eingewoben werden und diesen zusätzliche Funktionen verleihen: Durch die Aktivierung durch Wärme oder chemische Stoffe könnte die Struktur eines Kleidungsstückes verändert werden, das dann Schutz vor der Wärme oder dieser Substanz bietet. Eine andere Möglichkeit sei eine intelligente Jalousie, die sich je nach Raumtemperatur öffnet oder schließt.

  • Das Nanogarn in Großaufnahme. Es ist etwa doppelt so dick wie ein menschliches Haar. (Bild: UT Dallas)
Das Nanogarn in Großaufnahme. Es ist etwa doppelt so dick wie ein menschliches Haar. (Bild: UT Dallas)

"Angesichts der bemerkenswerten Leistungsfähigkeit unseres Garnmuskels sowie der heutigen Fähigkeit, kilometerlange Garne herzustellen, erscheint eine schnelle Vermarktung in Form kleiner Aktuatoren aus zentimeterlangem Garn möglich", sagte Baughman. Schwieriger werde es, aus Ein-Garn-Aktuatoren große Aktuatoren mit Hunderten oder gar Tausenden Garnmuskeln zu machen.



Anzeige
Hardware-Angebote
  1. (reduzierte Überstände, Restposten & Co.)

Nomis est 18. Nov 2012

XDDDD /edit: gibt dann mit sicherheit sehr erstaunliche "anonymous-nachrichten" a la...

Anonymer Nutzer 18. Nov 2012

Die wichtigste Angabe fehlt im Artikel: Der Wirkungsgrad. Ist dieser schlechter als bei...

Cuberus 16. Nov 2012

naja wie die forscher eben schon sagten: Schwieriger werde es, aus Ein-Garn-Aktuatoren...

zwangsregistrie... 16. Nov 2012

ich dachte eher an den Batman-Gleiter ist realistischer

ianmcmill 16. Nov 2012

MECHS ! Das war auch der erste Gedanke der mir bei der Überschrift einfiel...


Folgen Sie uns
       


Smarte Wecker im Test

Wir haben die beiden smarten Wecker Echo Show 5 von Amazon und Smart Clock von Lenovo getestet. Das Amazon-Gerät läuft mit dem digitalen Assistanten Alexa, auf dem Lenovo-Gerät läuft der Google Assistant. Beide Geräte sind weit davon entfernt, smarte Wecker zu sein.

Smarte Wecker im Test Video aufrufen
Mobile-Games-Auslese: Superheld und Schlapphutträger zu Besuch im Smartphone
Mobile-Games-Auslese
Superheld und Schlapphutträger zu Besuch im Smartphone

Markus Fenix aus Gears of War kämpft in Gears Pop gegen fiese (Knuddel-)Aliens und der Typ in Tombshaft erinnert an Indiana Jones: In Mobile Games tummelt sich derzeit echte und falsche Prominenz.
Von Rainer Sigl

  1. Mobile-Games-Auslese Verdrehte Räume und verrückte Zombies für unterwegs
  2. Dr. Mario World im Test Spielspaß für Privatpatienten
  3. Mobile-Games-Auslese Ein Wunderjunge und dreimal kostenloser Mobilspaß

TVs, Konsolen und HDMI 2.1: Wann wir mit 8K rechnen können
TVs, Konsolen und HDMI 2.1
Wann wir mit 8K rechnen können

Ifa 2019 Die Ifa 2019 ist bezüglich 8K nüchtern. Wird die hohe Auflösung wie 4K fast eine Dekade lang eine Nische bleiben? Oder bringen kommende Spielekonsolen und Anschlussstandards die Auflösung schneller als gedacht?
Eine Analyse von Oliver Nickel

  1. Kameras und Fernseher Ein 120-Zoll-TV mit 8K reicht Sharp nicht
  2. Sony ZG9 Erste 8K-Fernseher werden bald verkauft
  3. 8K Sharp schließt sich dem Micro-Four-Thirds-System an

Elektrautos auf der IAA: Die Gezeigtwagen-Messe
Elektrautos auf der IAA
Die Gezeigtwagen-Messe

IAA 2019 Viele klassische Hersteller fehlen bei der IAA oder zeigen Autos, die man längst gesehen hat. Bei den Elektroautos bekommen alltagstaugliche Modelle wie VW ID.3, Opel Corsa E und Honda E viel Aufmerksamkeit.
Ein Bericht von Dirk Kunde

  1. Elektromobilität Stromwirtschaft will keine Million öffentlicher Ladesäulen
  2. Umfrage Kunden fühlen sich vor Elektroautokauf schlecht beraten
  3. Batterieprobleme Auslieferung des e.Go verzögert sich

    •  /