Fr, 24. November 2017

Kann auch „fühlen“

13.11.2012 11:07

Haut aus Kunststoff „heilt“ sich binnen Sekunden selbst

Wissenschaftler haben einen elektrisch leitenden, biegsamen Kunststoff entwickelt, der Berührungen wahrnehmen kann und sich bei Verletzungen quasi selbsttätig "heilt". Werden die "Wundränder" der künstlichen, an Plastilin erinnernden Haut leicht aneinandergepresst, beginnt das Material Risse oder Schnitte bei Raumtemperatur binnen Sekunden wieder zu schließen.

Nach 15 Sekunden erreicht das Material wieder 90 Prozent seiner Leitfähigkeit, und schon nach zehn Minuten ist es mechanisch wieder voll hergestellt, ohne dass – wie bei Narben – Strukturschäden bleiben.

Laut Angaben von Materialwissenschaftlern um Benjamin Tee und Chao Wang von der Stanford University vereinigt das neuartige Material "das Beste aus beiden Welten" – die elektrische Leitfähigkeit von Metallen und die Heilungseigenschaften von sogenannten Polymeren.

"Verletzungen" hinterlassen kein bleibenden Schäden
Selbst wenn das Material immer wieder und an derselben Stelle durchschnitten wird, entstehen keine bleibenden Schäden, schreiben Forscher der Stanford Universität im Fachblatt "Nature Nanotechnology". Auch nach dem fünfzigsten Zerschneiden und Zusammenfügen hielt der Streifen (Bild) einem Verbiegen und Dehnen stand, als wäre nichts geschehen.

Laut Angaben der Wissenschaftler liegt das Geheimnis des neuen Materials in der Kombination von Kunststoff mit nur wenige Nanometer großen Nickelteilchen, die das Material elektrisch leitfähig machen. Sie verwenden langkettige Oligomere, die dank schwacher Wasserstoffbrücken an den Enden ihrer Arme ein verknäultes Netzwerk bilden. Die positiv und negativ geladenen Regionen der Molekül-Enden ziehen sich nur schwach an, weshalb sie sich leicht voneinander trennen, sich aber auch leicht wieder zusammenfügen lassen.

Nickelteilchen liefern Informationen
Weil die winzigen Nickelteilchen in regelmäßigen Abständen in die Kunststoffhaut eingebettet sind, sei eindeutig messbar, wie viel Energie Elektronen für das Überspringen zum nächsten Teilchen benötigen, so die Forscher. Wird das Material gedrückt oder gedehnt, dann verändert sich der Abstand der mikroskopisch kleinen Metallstücken zueinander, was in Folge den elektrischen Widerstand verändert.

"Diese minimalen Veränderungen können in Information über Druck und Spannung auf der 'Haut' übersetzt werden", schreiben Tee und seine Kollegen. Er glaubt, dass das an Plastilin erinnernde Material sensibel genug sei, um einen Händedruck erkennen - ideale Voraussetzung für den Einsatz an Prothesen und weichen Roboter-Elementen.

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