Spinnenseide ist ein unglaubliches Zeug. Aufgrund seines Gewichts ist es eines der stärksten Materialien der Welt und seine Einsatzmöglichkeiten sind äußerst vielfältig Rüstung bauen Zu Herstellung künstlicher Haut und Hilfe für Menschen mit Verletzungen und Behinderungen Behandlung von Rückenmarksschäden oder die Verbesserung Mikrofone in Hörgeräten. Nun haben Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) eine neue Eigenschaft dieses bemerkenswerten Naturmaterials entdeckt, die es zum Robotermuskel der Zukunft machen könnte.
Das Team fand heraus, dass Spinnenseidenfasern nicht nur sehr widerstandsfähig sind, sondern auch eine besondere Reaktion auf Änderungen der Luftfeuchtigkeit zeigen. Wenn die Luft um die Fasern eine bestimmte relative Luftfeuchtigkeit erreicht, verdrehen und ziehen sie sich plötzlich zusammen. Diese Kontraktion ist stark genug, dass sie möglicherweise als Aktuator verwendet werden könnte, beispielsweise zum Öffnen eines Ventils.
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Dies wurde getestet, indem ein Gewicht an einem Seidenstrang aufgehängt und in einer Kammer eingeschlossen wurde. Als die Wissenschaftler die Luftfeuchtigkeit in der Kammer erhöhten, begann das Gewicht zu rotieren. „Das hat unsere Erwartungen übertroffen“, sagte Dabiao Liu, außerordentlicher Professor an der Huazhong-Universität für Wissenschaft und Technologie in Wuhan, China, und Mitglied des Forschungsteams in einem
Stellungnahme. „Es hat mich wirklich schockiert.“Die Forscher nennen diese Eigenschaft Superkontraktion. Die Seide übt eine starke Kraft aus, da die Fasern nicht nur in der Luftfeuchtigkeit schrumpfen, sondern sich auch verdrehen und so eine Torsionskraft erzeugen. Dies unterscheidet sich von anderen natürlichen oder künstlichen Fasern und scheint nur bei Spinnenseide vorzukommen.
Seltsamerweise sind sich die Forscher nicht sicher, welche Funktion diese Drehbewegung in der Natur hat und welchen Nutzen sie für die Spinne hat. Sie haben keine biologische Bedeutung für diese höchst eigenartige Eigenschaft festgestellt, obwohl sie sich viele Möglichkeiten vorstellen können, wie dieser Mechanismus für die technologische Entwicklung des Menschen nützlich sein könnte.
„Das könnte für die Robotik-Community sehr interessant sein“, sagt Forscher Professor Markus Buehler, Leiter der Abteilung für Zivil- und Bauwesen Environmental Engineering heißt es in derselben Erklärung und schlägt vor, dass es zur Steuerung bestimmter Arten von Sensoren oder Steuerungen eingesetzt werden könnte Geräte. „Es ist sehr präzise, wie man diese Bewegungen durch die Steuerung der Luftfeuchtigkeit steuern kann.“
Pupa Gilbert, Professor für Physik, Chemie und Materialwissenschaften an der University of Wisconsin in Madison, war daran nicht beteiligt Studie, war aber ebenso beeindruckt von deren Potenzial: „Das ist wie ein Seil, das sich je nach Luftfeuchtigkeit dreht und wieder aufdreht“, sagte er sagte. „Der molekulare Mechanismus, der zu dieser herausragenden Leistung führt, kann genutzt werden, um feuchtigkeitsbetriebene weiche Roboter oder intelligente Stoffe zu bauen.“
Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche Fortschritte.
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