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Ein bei Körpertemperatur formwechselnder Kunststoff

Forscher haben einen Formgedächtnis-Kunststoff vorgestellt, der sich bei 20 Grad Celsius zusammenkrümmt und bei 37 Grad Celsius entspannt - und das immer wieder.




Abbildung: Der neue Formgedächtnis-Kunststoff krümmt sich bei 20 °C zusammen und nimmt bei 37 °C wieder die ursprüngliche Form an. Der Vorgang ist beliebig oft wiederholbar. [Bildquelle: HZG-Biomaterialforschung/Teltow]
Bei Körpertemperatur formwechselnder Kunststoff

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.

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, Professor Andreas Lendlein.

Diese reversible Bewegung erreichen die Forscher, indem sie zwei unterschiedliche Segmenttypen verwenden, deren Molekülketten an bestimmten Punkten verknüpft sind. Die für die Bewegung zuständigen sogenannten Aktuator-Komponenten schmelzen bei 37 Grad Celsius und kristallisieren wieder bei 20 Grad Celsius. Die zweite Komponente unterstützt die Beibehaltung der molekularen Orientierung in der Aktuatorkomponente auch im aufgeschmolzenen Zustand. Damit trägt 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.

Einzelheiten über das neue Material werden am 16. März 2015 in der naturwissenschaftlichen Fachzeitschrift Macromolecular Rapid Communications vorgestellt [siehe Artikel-Hinweis unten].


Zusatzinformationen:

Mersa Saatchi, Marc Behl, Ulrich Nöchel und Andreas Lendlein:
Copolymer Networks From Oligo(e-caprolactone) and n-Butyl Acrylate Enable a Reversible Bidirectional Shape-Memory Effect at Human Body Temperature.
In: Macromolecular Rapid Communications; online veröffentlicht am 16. März 2015, DOI 10.1002/marc.201400729

Quelle: Helmholtz-Zentrum Geesthacht, HZG - Zentrum für Material- und Küstenforschung

 


Aktualisiert am 16.03.2015.



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