Forscher entwickelten neues Formgedächtnis-Polymer, das seine ursprüngliche Gestalt wieder annimmt

Formgedächtnis-Polymere sind spezielle Kunststoffe, die nach einer Verformung ihre ursprüngliche Gestalt wieder annehmen, wenn sie erwärmt oder mit einer speziellen Lichtfarbe beleuchtet werden. Die Kraft kommt aus einem neuen Formgedächtnis-Polymer, das ein Team um Zhenan Bao von der Stanford University entwickelt hat. In Tests hat sich das neue Polymer bis zum Fünffachen seiner ursprünglichen Länge dehnen lassen und konnte bis zu 17,9 Joule pro Gramm Energie speichern. Das ist fast sechsmal mehr als bei bisherigen Formgedächtnis-Polymeren. Beim Erwärmen zieht sich das Polymer wieder zusammen. Dabei kann es das 5.000-fache seines Eigengewichts heben. Die Forscher haben auch einen künstlichen Muskel aus einem gedehnten Polymer vorgestellt, das sie am Ober- und Unterarm einer Holzpuppe befestigten. Beim Erhitzen zog sich das Material zusammen, wodurch die Schaufensterpuppe ihren Arm am Ellbogen beugte. Neben seiner hohen Energiedichte hat das neue Formgedächtnis-Polymer noch einen Kostenvorteil: Es lasse sich für etwa 25 Dollar pro Kilogramm herstellen, so Bao.

Die Forscher bauten 4,4'-Methylen-Bisphenylharnstoff-Einheiten in ein Poly(Propylenglykol)-Polymer-Rückgrat ein. Im ursprünglichen Zustand des Polymers sind die Polymerketten verworren und ungeordnet. Durch Dehnung richten sie sich aus. Wärme versetzt sie in den ursprünglichen Zustand zurück. Dieser Prozess lässt sich stetig wiederholen. Sie meinen, dass bald Roboter mit Muskeln ausgestattet werden, die beachtliche Kräfte entfalten können. Der mechanische Aufwand und das Gewicht sind gering, da weder Hydraulik noch Elektromotoren nötig sind. Für die Rehabilitation eine interessante medizinisch einsetzbare Robotic.

Originalarbeit: 

High Energy Density Shape Memory Polymers Using Strain-Induced Supramolecular Nanostructures

(pte/map)
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Quellen-URL (abgerufen am 24.09.2021 - 02:30): http://www.neuromedizin.de/Neuro-Rehabilitation/Forscher-entwickelten-neues-Formgedaechtnis-Polymer-das-sein.htm
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