Forscher der Penn State University haben ein 3D-gedrucktes, weiches und dehnbares Material entwickelt, das sich selbst zusammenfügt. Dieses Material wurde entwickelt, um die Eigenschaften von Geweben und Organen nachzuahmen und gleichzeitig eine hohe Leitfähigkeit zu bieten, was es ideal für den Einsatz in der weichen Robotik, hautintegrierten Elektronik und biomedizinischen Geräten macht.
Diese Arbeit wurde in der Zeitschrift „Advanced Materials“ veröffentlicht und von verschiedenen Abteilungen und Kooperationsprogrammen der Penn State University unterstützt. Das vollständige Forschungspapier kann unter folgendem Link mit dem Titel „Self-Assembly Enabled Printable Asymmetric Self-Insulated Stretchable Conductor for Human Interface“ nachgelesen werden.
Verbesserung der Softrobotik und biomedizinischen Anwendungen
Traditionelle Leiter auf Basis von Flüssigmetall erfordern komplexe sekundäre Aktivierungsprozesse, die zu Geräteausfällen durch Leckagen führen können. Das Forschungsteam um Tao Zhou hat eine neue Methode entwickelt, bei der Flüssigmetall, das leitfähige Polymer PEDOT und hydrophiles Polyurethan kombiniert werden.
Diese Zusammensetzung ermöglicht es dem Material, sich während des Druck- und Heizprozesses selbst zusammenzufügen. Die Flüssigmetallpartikel bilden eine leitfähige Bahn auf der unteren Oberfläche des Materials und oxidieren gleichzeitig, um eine isolierte obere Schicht zu erzeugen. Diese zweischichtige Struktur sorgt für eine präzise Datenerfassung, indem sie Signalverluste verhindert.
Vereinfachte Herstellung tragbarer Geräte
Das neue Material benötigt keine sekundäre Aktivierung, um Leitfähigkeit zu erreichen, was die Herstellung von tragbaren Geräten erheblich vereinfacht. Diese Innovation in der Materialwissenschaft ermöglicht die Herstellung von Sensoren, die am Körper getragen werden können, wie z.B. zur Aufzeichnung von Muskelaktivitäten und Dehnungsmessungen. Die Forscher untersuchen weiterhin Anwendungen, insbesondere in der assistiven Technologie für Menschen mit Behinderungen.