Auf und nieder, immer wieder
Formgedächtnis-Kunststoff kann bereits bei Körpertemperatur beliebig oft die Form wechseln.
Forscher haben einen Formgedächtnis-Kunststoff vorgestellt, der sich bei 20 Grad Celsius zusammenkrümmt und bei 37 Grad Celsius entspannt – und das immer wieder. Dieses reversible Bewegen war bisher nur bei Temperaturänderungen im Bereich von über 42 Grad Celsius möglich. Für Anwendungen, die die Körperwärme nutzen, ist das jedoch zu hoch.
Abb.: Der neue Formgedächtnis-Kunststoff krümmt sich bei 20 Grad Celsius zusammen und nimmt bei 37 Grad Celsius wieder die ursprüngliche Form an. Der Vorgang ist beliebig oft wiederholbar (Bild:HZG)
Den neuen Werkstoff hat ein vierköpfiges Team am Institut für Biomaterialforschung in Teltow bei Berlin entwickelt, das zum Helmholtz-Zentrum Geesthacht gehört. „Die Herausforderung bestand darin, neben den formbestimmenden Komponenten auch solche einzubauen, die die reversible Bewegung ermöglichen“, sagt der Leiter des Teltower Instituts, Andreas Lendlein.
Diese reversible Bewegung erreichten die Forscher, indem sie zwei unterschiedliche Segmenttypen verwendeten, deren Molekülketten an bestimmten Punkten verknüpft waren. Die für die Bewegung zuständigen sogenannten Aktuator-Komponenten schmelzen bei 37 Grad Celsius und kristallisieren wieder bei 20 Grad Celsius. Die zweite Komponente unterstützte die Beibehaltung der molekularen Orientierung in der Aktuatorkomponente auch im aufgeschmolzenen Zustand. Damit trug sie zur Erhaltung der Bewegungsgeometrie bei.
Eine denkbare Anwendung sind zum Beispiel sich selbst faltende Führungsvorrichtungen für Nervenelektroden, die in der minimalinvasiven Chirurgie gebraucht werden. Eine Idee aus dem Bereich der Gerontechnologie zur Verbesserung der Lebensqualität von alten Menschen sind Verschlusssysteme für Schuhe oder anderer Kleidungstücke, die sich durch bloßes Auflegen der Hand öffnen.
HZG / DE
