Licht Macht Neues Material Kriechen Wie Eine Raupe

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Eine neue art von polymermaterial, das aus langen molekülketten besteht - wenn es beleuchtet wird, wie eine raupe.

Es ist aliiiiiiive! Na ja vielleicht nicht. Wenn sie jedoch durch Licht aktiviert wird, kann sich ein neuer Polymertyp - ein Material aus langen Molekülketten - wie eine Raupe bewegen.

Die Wissenschaftler entwickelten die lichtempfindliche Substanz und lockten einen kleinen Streifen davon zum "Gehen", indem sie sie einer festen Lichtquelle aussetzen.

Das Spotlight führte dazu, dass sich eine Seite des Materials in Büroklammergröße zusammenzog, während sich die andere Seite ausdehnte und eine wellenförmige Bewegung hervorbrachte, die sie weiterbrachte, berichteten die Forscher in einer kürzlich veröffentlichten Studie. [Science Fact oder Fiktion? Die Plausibilität von 10 Sci-Fi-Konzepten]

Das Geheimnis dieser wegweisenden lichtaktivierten Fortbewegung liegt im Flüssigkristallnetzwerk (LCN) im Polymer. LCNs sind für ihre Fähigkeit bekannt, Materialien zu verformen, wenn sie Licht ausgesetzt sind, aber frühere Studien hatten nur ihre Fähigkeit untersucht, Materialien zu verziehen, nicht vorwärts oder rückwärts zu bewegen, schreiben die Wissenschaftler in der Studie.

Um zu bestimmen, ob das Biegen laufen kann, haben die Forscher chemische Komponenten im LCN ihres Polymers angepasst, damit es sich nach der Kontraktion schneller entspannt, was zu einer glatteren, wellenartigeren Bewegung im Polymer führt.

Als sich der Polymerstreifen verformte, bildeten die Schatten, die er über sich selbst warf, eine Rückkopplungsschleife in der Welle, die sich mit der Änderung der Lichtintensität immer wieder zusammenzog und ausdehnte. Dies führte dazu, dass das Polymer "laufen" konnte, berichteten die Autoren der Studie.

Um den winzigen Walker weiter zu testen, platzierten die Forscher Sandkörner auf dem Material, das es erfolgreich durch seine wellenförmigen Bewegungen transportierte - und dies gelang immer wieder, schrieb die Wissenschaftler.

Ein Zeitrafferbild erfasst die wellenartige Bewegung der

Ein Zeitrafferbild erfasst die wellenartige Bewegung des "gehenden" Polymers.

Bildnachweis: Bart van Overbeeke

Sie beobachteten auch, dass es ein weiteres kleines Objekt nach oben schieben könnte - selbst ein Objekt, das bis zu 30-mal so schwer war, wie die Co-Autorin Anne Hélène Gélébart, Doktorandin an der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden, in einer E-Mail an WordsSideKick.com mitteilte.

Und als sie einen kleinen Streifen des Polymers an einem rechteckigen Kunststoffrahmen befestigten, trug die Bewegung des Polymers auch den Rahmen nach vorne, berichteten die Autoren der Studie.

"Wir haben untersucht, wie der Lichtwinkel die Reaktion beeinflusst, und im Grunde kann er sich für einen großen Winkelbereich vorwärts bewegen", erklärte Gélébart.

"Solange das Gelände nicht zu steil ist - damit das Licht immer unter einem Winkel zum Material gelangen kann - wird es weiterlaufen. Daher erwarten wir, dass das Gerät auf holprigen Oberflächen eine gute Leistung bringt", sagte sie.

Laut der Studie ist die Bewegung nicht sehr schnell - nur etwa 0,5 cm pro Sekunde. Die Vielseitigkeit dieses Materials könnte es jedoch ermöglichen, die lichtgesteuerte Fortbewegung für eine Vielzahl von Aufgaben einzusetzen, beispielsweise für das Reinigen empfindlicher Solarzellen oder das Tragen kleiner Lasten an schwer zugänglichen Stellen, schreiben die Autoren der Studie.

"Die nächsten Schritte wären, sie in größere Geräte zu integrieren", sagte Gélébart.

Die Ergebnisse wurden am 28. Juni online in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.

Originalartikel über Live-Wissenschaft.


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