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Joggen und dabei Energie generieren: Bald vielleicht kein utopisches Szenario mehr.
Joggen und dabei Energie generieren: Bald vielleicht kein utopisches Szenario mehr.(Foto: picture alliance / dpa)

Stark und flexibel: Kunststoff imitiert Muskel

Joggen gehen und dabei Energie generieren: Das könnte bald mit Hilfe eines neuen Materials möglich sein, das an der Kleidung des Sportlers angebracht wird. US-Forscher haben den neuartigen Kunststoff entwickelt, der sich wie eine Art künstlicher Muskel verhält und Energie aus seiner Umgebung ziehen könnte.

US-Wissenschaftler haben einen neuartigen Kunststoff-Film entwickelt, der sich wie ein "künstlicher Muskel" verhält. Das Material reagiere auf Feuchtigkeit, heißt es im Journal "Science". Wenn der Stoff Wasser aufnimmt, dehnt er sich den Forschern zufolge aus, gibt er Wasser ab, zieht er sich zusammen. Dadurch entstehen schnelle, kontinuierliche Bewegungen. Diese könnten auch genutzt werden, etwa als Energiequelle für winzige elektrische Geräte, berichtet das Team um Robert Langer vom Massachusetts Institute of Technology der Universität Cambridge.

Das Material besteht aus einem Netzwerk zwei verschiedener Polymere: Polypyrrol und eine Polyol-Verbindung. Polymere sind Stoffe, die aus vielen gleichen Einheiten aufgebaut sind. Polypyrrol bildet den Forschern zufolge eine harte, stabile Matrix, die strukturell stützend wirkt. Die Polyol-Verbindung sei ein weiches Gel, das anschwillt, wenn es Wasser aufnimmt.

Erst kräuseln, dann Vorwärtssalto

Die Energie zieht das Material aus Änderungen im Wassergehalt - also trockenen und feuchteren Umgebungen. Liegt der 20 Mikrometer dünne Film auf einer Oberfläche, die nur eine winzige Menge Feuchtigkeit enthält, nimmt die untere Schicht Wasser auf. Dadurch werden die Enden des Films dazu gezwungen, sich von der Oberfläche wegzukräuseln, heißt es in "Science". Ist die Unterseite des Films einmal in der Luft, gibt der Stoff plötzlich Feuchtigkeit ab, macht einen Vorwärtssalto - und kräuselt sich wieder zusammen.

Wenn sich dieser Kreislauf wiederholt, wird die chemische Energie des Wassers in mechanische Energie - also Bewegung - umgewandelt. Die Forscher demonstrieren diese Aktivität mit mehreren Videos: Der Kunststoff-Film zappelt und springt darin wie von Geisterhand herum.

"Wir sind begeistert"

"Wir sind sehr begeistert von diesem neuen Material und wir erwarten, dass es noch größere Anwendungsfelder haben wird, wenn wir noch effizienter mechanische in elektrische Energie umwandeln können", erläutert Langer in einer Mitteilung zur Studie. Das Material könne etwa als eine Art Motor oder Generator arbeiten. Im Versuch zeigte sich bereits, dass es Objekte heben konnte, die 380-mal schwerer waren als es selbst. Auch winzige Mengen elektrischer Energie konnten von den Forschern abgezapft werden.

Vorstellbar sei zum Beispiel, dass der Film - angebracht über einem See oder Fluss - Energie aus seiner Umgebung zieht. Das Material könne auch an Kleidung angebracht werden. Durch die Verdunstung von Schweiß könnten etwa Sensoren zur Überwachung der Körperfunktion angetrieben werden. "Man könnte joggen gehen und gleichzeitig Energie generieren", erläutert Mitautor Liang Guo.

Quelle: n-tv.de

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