Chemiker “programmieren” flüssigkristalline Elastomere so, dass sie komplexe Verdrehungsvorgänge einfach mit Hilfe von Licht nachbilden.

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Die Dreh- und Biegefähigkeiten des menschlichen Muskelsystems ermöglichen einen abwechslungsreichen und dynamischen Bewegungsumfang, vom Gehen und Laufen bis zum Greifen und Fassen.

Etwas so scheinbar Einfaches wie das Winken mit der Hand in einem Roboter zu reproduzieren, erfordert jedoch eine komplexe Reihe von Motoren, Pumpen, Aktoren und Algorithmen.

Forscher der Universität von Pittsburgh und der Harvard University haben kürzlich ein Polymer entwickelt, das als Flüssigkristall-Elastomer (LCE) bekannt ist und das so “programmiert” werden kann, dass es sich in Gegenwart von Licht sowohl drehen als auch biegen kann.Die in der Zeitschrift Science Advances veröffentlichte Forschung wurde an der Pitt’s Swanson School of Engineering von Anna C.

Balazs, Distinguished Professor of Chemical and Petroleum Engineering und John A.

Swanson Chair of Engineering, und James T.

Waters, postdoktoraler Mitarbeiter und Erstautor der Arbeit, entwickelt.

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Weitere Forscher des Wyss Institute for Biological Inspired Engineering der Harvard University und der John A.

Paulson School of Engineering sind Joanna Aizenberg, Michael Aizenberg, Michael Lerch, Shucong Li und Yuxing Yao.Diese speziellen LCEs sind achiral: die Struktur und ihr Spiegelbild sind identisch.

Dies gilt nicht für ein chirales Objekt, wie z.B.

eine menschliche Hand, das sich nicht mit einem Spiegelbild seiner selbst überlagern kann.

Mit anderen Worten, die rechte Hand kann nicht spontan in eine linke Hand umgewandelt werden.

Wenn die achirale LCE jedoch dem Licht ausgesetzt wird, kann sie sich kontrolliert und reversibel nach rechts oder links verdrehen, so dass sowohl Rechts- als auch Linkshänderstrukturen entstehen.”Die Chiralität von Molekülen und Materialsystemen bestimmt oft ihre Eigenschaften”, erklärte Dr.

Balazs.

Die Fähigkeit, die Chiralität dynamisch und reversibel zu verändern oder eine achirale Struktur in eine chirale zu treiben, könnte einen einzigartigen Ansatz zur Änderung der Eigenschaften eines bestimmten Systems im Flug bieten.

Bis heute bleibt es jedoch eine gewaltige Herausforderung, diesen Grad an struktureller Wandlungsfähigkeit zu erreichen.

Daher sind diese Ergebnisse….

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