Ein Schritt in Richtung "Soft Machine"

Video29. August 2013, 20:00
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Junger Physiker aus Linz entwickelt Lautsprecher aus einem völlig transparenten und dehnbaren Ionenleiter

Cambridge/Wien - Die Elektronik, mit der wir es heute zu tun haben, ist im Normalfall ziemlich starr und unbeweglich. Entsprechend utopisch erscheint die Vorstellung, dass schwingende Bildschirme als Lautsprecher fungieren und direkt Klang erzeugen. Oder dass sich auf einem Touchscreen flexibel Strukturen bilden, die den Fingern Feedback geben.

Praktisch wäre das allemal. Ein aus Oberösterreich stammender Physiker, der noch nicht einmal dreißig Jahre alt ist, arbeitet an der Harvard-Universität in den USA daran, dass solche "Soft Machines" aus verformbaren, transparenten, stromleitenden Materialien Realität werden. Einen wichtigen Zwischenschritt stellt Christoph Keplinger nun gemeinsam mit Harvard-Kollegen im US-Wissenschaftsmagazin Science vor.

Das Forscherteam hat aus einem völlig transparenten und dehnbaren Ionenleiter einen Lautsprecher gebaut - im Prinzip nichts anderes als ein künstlicher Muskel, der elektrische Energie in mechanische umwandelt. Denn auch im menschlichen Körper werden die elektrischen Impulse der Nervenzellen nicht wie in Metallen durch Elektronen, sondern durch Ionen übermittelt.

Die Erfindung von Keplinger und Kollegen besteht aus einer dünnen Schicht durchsichtigen Gummis, der zwischen zwei Lagen eines mit Salzwasser gequollenen Polyacrylamid-Gels liegt, das als Ionenleiter fungiert. Eine an dieses "Sandwich" angelegte elektrische Spannung führt zu einer elektrostatischen Kraft auf die Gummischicht, die über die beiden Gelschichten vermittelt wird. Diese Kraft bewirkt, dass sich die Gummischicht zusammenzieht und im Rhythmus der angelegten Spannung vibriert - und zwar im gesamten hörbaren Frequenzbereich von 20 Hertz bis 20 Kilohertz.

Mit ihrer neuen Erfindung zeigen die Forscher, dass es möglich ist, mit Ionenleitern unter elektrischer Spannung sehr schnell und präzise Bewegungen auf andere Materialien zu übertragen, was vielfältige Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. "Die große Vision sind 'Soft Machines' , die jenen der Natur nahekommen", sagt Keplinger. Solche ionischen Systeme würden ähnlich funktionieren wie Teile des menschlichen Körpers. "Sie können fühlen, sie können Signale weiterleiten und Bewegungen ausführen."

Keplinger sieht jedenfalls zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten: Neben flexiblen Touchscreens kann er sich Fenster vorstellen, die ähnlich rauschunterdrückenden Kopfhörern aktiv in Räumen für Ruhe sorgen. Denkbar seien auch Brillen und Kontaktlinsen, die von ihrem Träger flexibel auf bestimmte Anforderungen eingestellt werden können. (APA, red, DER STANDARD, 30.8.2013)

  • Ein durchsichtiger Lautsprecher aus einem Ionenleiter - vor einem Laptop-Bildschirm platziert.
    foto: chr. keplinger und jeong-yun sun, uni harvard

    Ein durchsichtiger Lautsprecher aus einem Ionenleiter - vor einem Laptop-Bildschirm platziert.

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