"Muskeln" aus Metall entwickelt

11. April 2003, 14:43
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Scheibe aus Platinpulver kann sich ausdehnen oder zusammen ziehen

Karlsruhe/Washington - Karlsruher Wissenschaftler haben weltweit erstmals "Muskeln" aus Metall entwickelt. "Uns ist es gelungen, dass sich eine Scheibe aus Platinpulver ganz ähnlich wie ein menschlicher Muskel ausdehnt oder zusammenzieht", sagte Jörg Weissmüller vom Institut für Nanotechnologie in Karlsruhe am Donnerstag.

Diese Eigenschaften seien zuvor von Metallen nicht bekannt gewesen. "Sie kommen nun den Eigenschaften von so genannten Piezo-Keramiken gleich, die bei Tintenstrahldruckern oder in Einspritzdüsen in der Autoindustrie verwendet werden." Das Team um Weissmüller veröffentlicht seine Ergebnisse in der US-Fachzeitschrift "Science" (Bd. 300, S. 312) vom Freitag.

Gepresste Platinkristalle

Für die Herstellung der münzgroßen Scheiben pressen die Forscher Nanometer-große Platinkristalle zusammen, erklärte Weissmüller. Ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter. Diese winzigen Kristalle werden in eine Elektrolytlösung aus Kalilauge gelegt. "Gibt man nun elektrische Spannung darauf, dehnt oder kontrahiert sich das Metall." Dies sei mit bloßem Auge nicht sichtbar, das Platin bewege sich um etwa 0,15 Prozent in die eine oder andere Richtung. Sichtbar würden die Aktionen allerdings, wenn zwei zusammengeklebte Platinfolien in verschiedene Richtungen bewegt würden. "Dann krümmt sich die Folie", sagte der Grundlagenforscher.

"Unsere Methode könnte etwa bei Bluttests angewendet werden - vorausgesetzt das poröse Metall und Blut vertragen sich", sagte der Materialwissenschaftler. Die Forscher am Institut von Direktor Herbert Gleiter haben aber eine weitergehende Vision vor Augen: "Durch die Spannung verändert sich die Ladung des Metalls und damit auch die chemische Natur." Dadurch gelinge es etwa, Platin in Gold umzuwandeln - jedoch nur an der Oberfläche der Nanometer-großen Metallteilchen, die in Verbindung mit der Elektrolytlösung stehen. "Wir sind keine Alchimisten, die aus Blei Gold machen können", sagte Weissmüller. "Die Methode funktioniert nur bei ohnehin sehr edlen Metallen, die im Periodensystem der Elemente nebeneinander stehen."

Weitere Möglichkeiten

So genannte Aktuatoren könnten aus dem nanostrukturierten Platin gebaut werden. Aktuatoren sind Bauelemente, die elektrische Arbeit direkt in Bewegung umsetzen. Die Anwendungen reichen von mikroskopischen Ventilen über adaptive Optiken oder intelligente Materialien, die ihre Form bei Bedarf ändern, bis hin zu künstlichen Muskeln für Miniaturroboter oder Kleinprothesen. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind Dosiereinheiten, Schalter und Regler bzw. Messgeräte für elektrische Spannungen. (APA/dpa/pte)

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