Soft-Aktuator verwandelt Wasser in Bewegung

New York (pte003/24.05.2019/06:05) - US-Forscher der Columbia University http://columbia.edu haben ein weiches, naturbasiertes Material entwickelt, das Energie in Form von Wasser in mechanische Kraft umwandelt. Daraus lassen sich Soft-Roboter bauen, die ohne Strom arbeiten. Denkbar sind Aktuatoren, die Regenschutzsysteme ausfahren, sobald der erste Tropfen fällt. In Sportkleidung könnte es helfen, Schweiß zu absorbieren.

Hocheffizienter Aufbau

Die meisten Aktuatoren, die heute verwendet werden, sind laut Projektleiter Ozgur Sahin hart, weil sie aus Metall bestehen. Gesteuert werden sie von Mikroprozessoren, die Signale verarbeiten, etwa die eines Regensensors. Um die gewünschte Funktion zu erbringen, benötigen sie eine Stromversorgung. Auf all das könne man verzichten, wenn man seine Aktuatoren einsetze. Sie sind nicht nur einfacher im Aufbau, sondern auch billiger. Zudem könnten sie komplexere Bewegungen machen und seien für Menschen ungefährlich.

Das Material besteht aus Sporen, die zu einem flexiblen dünnen Material verklebt werden. Es sei eine Alternative zu Kunststoffen, die in heute eingesetzten, harten Aktuatoren verwendet werden. Es funktioniere auch besser als Gele, die in heutigen Soft-Robotern verwendet werden, weil es schneller reagiere und größere Kräfte entfalten könne.

UV-Licht verklebt Naturmaterial

Das Verkleben der Sporen geschieht unter UV-Licht, das einen fotochemischen Prozess in Gang setzt. Die Forscher haben eine UV-Lampe eingesetzt, die normalerweise benutzt wird, um UV-Nagellack zu trocknen. Wenn das Material fertig ist, werden mehrere Blätter gezielt übereinandergestapelt, so dass sie sich verformen, wenn sie mit Feuchtigkeit in Berührung kommen. Sahin und sein Mitstreiter Onur Cakmak formten aus dem Material unter anderem eine Knospe, die bei der Berührung mit Feuchtigkeit förmlich erblüht.

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