Kunststoff vergrößert sich aufs Hundertfache

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Zum Sieben, Filtern und auch Aufreinigen:
Steuerbarer Filter durch schwache Stromstöße

Kunststoff vergrößert sich aufs Hundertfache
Labortest mit elektrisch aufblähbarem Kunststoff (Foto: Thor Balkhed, liu.se)
09.11.2019 | Mit einem schwachen Stromstoß lässt sich ein neu entwickelter leitfähiger Kunststoff auf das 100-Fache seines Ausgangsvolumen aufblähen. Laut den beteiligten Forschern der Linköping University und des Imperial College London lässt ihn ein weiterer Stromstoß wieder schrumpfen.

Ausdehnung umkehrbar

Bei Pulsen mit einer elektrischen Gleichspannung von lediglich 0,5 oder 0,8 Volt verändert sich die innere Struktur des Materials. Bei Pulsen mit einer Spannung von minus 0,5 oder 0,8 Volt schrumpft das Material auf sein Ausgangsvolumen. Das Team um Johannes Gladisch und Eleni Stavrinidou will den Kunststoff als intelligenten Filter oder Schwamm nutzen.

 

Die Forscher können die Größe der Poren, die die sich beim Ausdehnen bilden, genau einstellen. Damit kann der Schwamm nur bestimmte Teilchen aufsaugen und der Filter hält zu große Partikel zurück. Die Porengröße lässt sich um 85 Prozent variieren - und das dynamisch. "Wir können die Größe der Partikel, die passieren dürfen, aktiv bestimmen", sagt Magnus Berggren, Professor für organische Elektronik und Direktor des schwedischen Laboratoriums. Dies lasse sich zum Sieben, Filtern, Aufreinigen und in der Prozesschemie nutzen.

 

Große Volumenänderung

Die Forscher haben einen elektrischen Leiter aus Kohlenstoff mit einer hauchdünnen Schicht des neuen Kunststoffs umhüllt und leiteten elektrische Pulse hindurch. So konnten sie zeigen, dass ihr Verfahren funktioniert. Die Volumenänderung, die sie erzielten, ist weitaus größer als bei anderen Materialien, die auf äußere Einflüsse wie Strom, Temperatur oder pH-Wert reagieren.

 

Diese Materialien sind seit Langem verfügbar, etwa um die Fenster von Treibhäusern automatisch zu öffnen oder zu schließen, wenn die Innentemperatur zu hoch oder zu niedrig ist. Sie werden auch in Robotern und anderen elektromechanischen Systemen sowie in der Biomedizin genutzt. Es gibt auch heute schon Volumenänderungsmaterial, das auf Stromstöße reagiert. Doch es dehnt sich lediglich auf das Doppelte aus. (pte)

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