Formwandlung auf Knopfdruck

25. März 2006, 19:30
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Dazu wollen US-Forscher im Fahrzeugbau wiederaufladbare Batterien einsetzen

Cambrigde, Massachusetts - Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology haben offenbar einen viel versprechenden Weg gefunden, die Form von Materialien effizient und schnell zu verändern. Zur Formwandlung wollen die Forscher wiederaufladbare Batterien einsetzen. Die Technik soll im Fahrzeugbau zum Einsatz kommen.

Flugzeuge könnten derart konstruiert werden, dass sie bei Bedarf von einer energieeffizienten Außenform zu einer anderen wechseln, die eine höhere Beweglichkeit in der Luft bietet. Außerdem können Schiffe damit ausgestattet werden. Die Bootshülle könnte in ihrer Form den jeweiligen Erfordernissen wie rauer See, Windstille oder seichtem Wasser angepasst werden.

Akku-Eigenschaft

Die Akkus haben die Eigenschaft, dass sie sich beim Laden und Wiederaufladen ausdehnen und anschließend wieder zusammenziehen. "Dieses Verhalten wurde bisher als Nachteil angesehen", meinte Yet-Ming Chiang vom Departement of Materials Science and Engineering am MIT. "Die Überlegung war, dieses Materialverhalten für andere Anwendungen zu verwenden, beispielsweise für den Antrieb oder das Bewegen von großen Konstruktionen."

Bisher waren veränderbaren Formen speziell bei Flugzeugen Grenzen gesetzt. Hydraulische Systeme sind wegen ihres Gewichts hier nicht praktikabel. Weiters wurde mit aktiven Materialien, die unter bestimmten Umständen ihre Form verändern können, experimentiert. Diese eignen sich jedoch eher für Anwendungen in kleinerem Umfang. "Stoffe mit Formgedächtnis stellen einen guten Ansatz dar, jedoch werden sie über die Temperatur kontrolliert", so Chiang. "Um mit ihnen zu arbeiten, müssen sie erwärmt und isoliert werden. Bis sie abkühlen und zur ursprünglichen Form zurückkehren dauert es dann relativ lange", erklärte Steven Hall, Chiangs Forscherkollege.

Vorteile

Im Zuge seiner Forschungen fand Chiang heraus, dass sich die Batterien selbst unter enormen Spannungen weiter ausdehnen beziehungsweise zusammenziehen, was eine unbedingte Vorraussetzung für einen Einsatz in Rotorblättern von Helikoptern ist, deren Form verändert werden soll. Ein weiterer Vorteil der Batterie-Methode ist, dass diese bei niedrigen Spannungen (unter fünf Volt) funktioniert. Zudem sind die verwendeten Batterien leicht, was sie für den Einsatz in Flugzeugen zusätzlich qualifiziert.

Die Wissenschafter haben bereits ein Demonstrationsobjekt entwickelt, mit dem sie zeigen konnten, dass der Batterie-basierte Antrieb die zu bewegenden Teile mit großer Kraft ziehen oder schieben kann. Nun wollen sie ein Helikopter-Rotorblatt mit der Technik ausstatten. Durch die Veränderung der Rotorform soll der Helikopter höhere Lasten befördern können. Chiang räumt ein, dass ihnen noch viel Arbeit bevorsteht, jedoch "konnten wir schon mit herkömmlichen Batterien aus dem Elektroladen zeigen, welches Potenzial sich in dieser Technik verbirgt." Nun soll am Design der Akkus und der Verbauung gefeilt werden, um die Methoden weiter zu optimieren, so der Forscher. (pte)

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