Magnetfeld-Greifer transportiert zuverlässig gefährliche Gegenstände

Gleich drei physikalische Phänomene nutzen Forscher des Georgia Institute of Technology in Atlanta (Georgia Tech) und der Ohio State University in Columbus, um verblüffende Bewegungen zu erzeugen. Vier breite Krallen, die an einem Seil hängen, schließen sich blitzschnell um ein Objekt, das an einen anderen Platz transportiert werden soll. Und eine künstliche Blume entfaltet sich in wenigen Sekunden, um sich später wieder in ihre Ausgangslage zu bringen.

Bild: Shuai Wu, The Ohio State University

Basis ist ein Gedächtnismaterial aus Kunststoff

Hauptbestandteil ist ein thermoplastisches Gedächtnismaterial, das nach einer Verformung sein ursprüngliches Aussehen wiedererlangt, wenn es erwärmt wird. In dessen Innerem befinden sich zwei Sorten von Metallkörnchen. Die eine Sorte erwärmt sich, wenn sie in ein hochfrequentes magnetisches Feld gerät, die andere reagiert stark magnetisch. Wenn daraus etwa Greifarme geformt und einem magnetischen Feld ausgesetzt werden, erwärmen sich die Partikel im Inneren. Dadurch schließen sie sich um ein Objekt. Wird das Magnetfeld abgeschaltet erkalten die induktiv erwärmten Partikel und die Greifarme öffnen sich wieder.

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Antenne stellt sich auf verschiedene Frequenzen ein

„Es ist das erste Mal, dass ein Werkstoff die Vorteile aller drei dieser individuellen Komponenten vereint“, sagt Jerry Qi, Professor an der Ingenieurschule von Georgia Tech. Anwendungsmöglichkeiten gebe es viele, glaubt Qi. Er kann sich beispielsweise Antennen vorstellen, deren aktive Teile sich verformen, sodass sie für andere Frequenzen empfänglich wird. Hat das System seine neue Form erreicht kann das Magnetfeld abgeschaltet werden. Die Greifer könnten genutzt werden, um gefährliche Gegenstände zu packen, um sie abzutransportieren, in kerntechnischen Anlagen beispielsweise. Sie packen Gegenstände, die 1000 Mal schwerer sind als sie selbst.

Eisenoxid-Partikel heizen sich auf

Qis Team setzte Partikel aus Neodym-Eisen-Bor ein, das stark magnetisch ist, sowie aus Eisenoxid. Diese verteilten sie gleichmäßig in dem Kunststoff mit Gedächtnis. Daraus formten sie unterschiedliche Objekte wie Greifarme und Blumen. Im hochfrequenten Magnetfeld heizen sich die Eisenoxid-Partikel induktiv auf. Der Kunststoff wird weich und ein zweites Magnetfeld wirkt auf die Teilchen aus Neodym-Eisen-Bor. Im Zusammenspiel verformen sie sich und nehmen auf Wunsch ihre alte Form wieder ein.

via Georgia Tech