US-Forscher der Rutgers University haben ein Smart Gel entwickelt, deren Eigenschaften von Tintenfischen inspiriert wurde. Objekte aus dem neuartigen Hydrogel können mit dem enthaltenen lichtempfindlichen Nanomaterial ihre Form verändern, wie es beim 4D-Druck bekannt ist. Mögliche Einsatzbereiche für diese Entwicklung sind die militärische Tarnung, weiche Robotik und flexible Displays. Das Smart Gel wurde so entwickelt dass es sich auch mit 3D-Druckern verarbeiten lassen kann.

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US-amerikanische Forscher der Rutgers University haben ein mit 3D-Druck verarbeitbares Smart Gel entwickelt, bei dem sie sich von der farbverändernden Haut der Tintenfische inspirieren haben lassen. Laut einer Pressemitteilung der Rutgers University verwandelt sich das Smart Gel durch lichtempfindliches Nanomaterial, welches in das Gel eingebaut wurde, in eine Art künstlichen Muskel. Die Entwicklung aus den USA eignet sich für militärische Tarnung, weiche Robotik und flexible Displays.

Ihre Forschungsarbeit haben die Wissenschaflter in einer Studie mit dem Titel „Multimaterial Printing for Cephalopod-Inspired Light-Responsive Artificial Chromatophores“ zusammengefasst, die in der Fachzeitschrift ACS Applied Materials & Interfaces veröffentlicht wurde.

Details zum Smart Gel

Tintenfische sind in der Lage die Farbe und Textur ihrer weichen Haut zu Zwecken der Tarnung und Kommunikation zu verändern. Das gelingt durch Chromatophoren, Zellen, die ihre Farben ändern und sich in ihrer Haut befinden.

Der leitende Autor Howon Lee, ein Assistent Professor am Institut für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der School of Engineering der Rutgers University, erklärt:

„Elektronische Displays gibt es überall. Sie werden dünner, größer, heller und basieren stets auf starren Materialien. Die Formen und Schnittstellen der Oberflächen sind so sehr stark eingeschränkt. Unsere Forschung unterstützt einen neuen technischen Ansatz mit Tarnung, der weichen Materialien hinzugefügt werden kann und flexible, farbenfrohe Displays schafft.“

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Octopus 3D-Tarnroboter
Tintenfische sind in der Lage, die Farbe und Textur ihrer weichen Haut zur Tarnung und Kommunikation zu verändern (Bild © NOAA Okeanos Explorer Programm).

Das 3D-druckbare Hydrogel nimmt Licht wahr und ändert so die Form. Hydrogele behalten ihre Form und bleiben normalerweise fest. Wir kennen sie aus dem menschlichen Körper oder von Kontaktlinsen.

Der künstliche Muskel, der durch das lichtempfindliche Nanomaterial entsteht, zieht sich als Reaktion auf Lichtänderungen zusammen. In Kombination mit dem 3D-gedruckten dehnbaren Material ändert das Smart Gel die Farbe, was zum Tarneffekt führt. Als Nächstes wollen die Forscher die Empfindlichkeit, Reaktionszeit, Skalierbarkeit, Verpackung und Haltbarkeit der Technologie verbessern.

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