intelligenter Kunststoff

27.10.2022

Forscher der University of Texas in Austin wollten einen Kunststoff entwickeln, der an manchen Stellen steif und hart und an anderen weich und dehnbar ist. Sie konnten ein neues Material schaffen, das zehnmal stärker als Naturkautschuk ist und zu flexiblerer Elektronik und Robotik führen könnte.

„Die Fähigkeit, die Kristallisation und damit die physikalischen Eigenschaften eines Materials mit Licht zu steuern, könnte möglicherweise genutzt werden, um tragbare Elektronik oder Aktuatoren in der Soft-Robotik zu entwickeln“, sagte Zachariah Page, Assistenzprofessor für Chemie und korrespondierender Autor des Artikels.

Page und sein Team waren in der Lage, die Struktur des kunststoffähnlichen Materials zu kontrollieren und zu verändern, indem sie mit Licht die Elastizität oder Dehnung des Materials veränderten.

Die Chemiker begannen mit einem Monomer, einem kleinen Molekül, das sich mit anderen verbindet, um die Bausteine ​​für größere Strukturen zu bilden, die dem Polymer ähneln, das in den am häufigsten verwendeten Kunststoffen zu finden ist. Nachdem sie ein Dutzend Katalysatoren getestet hatten, fanden sie einen, der, wenn er einem Monomer zugesetzt und mit sichtbarem Licht bestrahlt wurde, ein halbkristallines Polymer ähnlich dem in synthetischem Kautschuk erzeugte. Die lichtbeeinflussten Bereiche erzeugten ein härteres, steiferes Material, während die unbeleuchteten Bereiche ihre weichen, dehnbaren Eigenschaften beibehielten.

Da die Substanz aus demselben Material mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt wurde, war sie stärker und konnte sich stärker dehnen als die meisten gemischten Materialien.

Die Reaktion läuft bei Raumtemperatur ab, Monomer und Katalysator sind im Handel erhältlich, und als Lichtquelle verwendeten die Forscher preiswerte blaue LEDs. Die Reaktion dauert auch weniger als eine Stunde.

In Zukunft werden die Forscher darauf abzielen, weitere Objekte mit diesem Material zu erstellen, um seine Eignung weiter zu testen.

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