EO

Zelfhelende 'huid' voor robots (video)

05 augustus 2020 om 10:46 uur

Hoe handig zou het zijn als een scheur in onze broek zich net zo gemakkelijk zou herstellen als een snee in ons been? Het lijkt misschien een ver-van-mijn-bed-show, maar het is wellicht dichterbij dan we denken. Wetenschappers ontwikkelden een stof die zich binnen enkele seconden kan herstellen.


Er zijn al zelfherstellende materialen op de markt, maar de onderzoekers vonden dat deze nog te veel tekortkomingen hebben, zoals een lage genezingskracht (minder dan 1 megapascal) en een lange genezingsduur (meerdere uren). Zij introduceren nu een synthetisch eiwit met een hoge sterkte dat mechanische schade (sneeën en scheuren) binnen een seconde kan herstellen door lokale verhitting. Het onderzoek is een samenwerking tussen professors van het Max-Planck-Instituut voor Intelligente Systemen (MPI-IS) in Stuttgart en de Pennsylvania State University (PSU) uit de Verenigde Staten en is gepubliceerd in Nature Materials.

De onderzoekers ontwierpen biomimetische sequenties die geïnspireerd zijn op eiwitten in pijlinktvisringtanden. Een reeks DNA-tandem herhalingen bestaand uit aminorzuren die door genenduplicatie worden geproduceerd, resulteerde uiteindelijk in een nieuw flexibel materiaal. Tandem herhalingen zijn meestal korte series van moleculen die zo zijn gerangschikt dat ze zichzelf een willekeurig aantal keren kunnen herhalen.

'We waren in staat om een typische genezingstijd van 24 uur terug te brengen tot één seconde, zodat onze op eiwitten gebaseerde zachte robots zichzelf nu onmiddellijk kunnen herstellen,' zei Abdon Pena-Francesch, hoofdauteur van het onderzoek. 'In de natuur duurt zelfgenezing lang. In die zin is onze technologie de natuur te slim af.'

Het zelfgenezende polymeer geneest met de toepassing van water en warmte, hoewel Demirel zei dat het ook kan genezen met behulp van licht.

'Als je dit polymeer doormidden snijdt, wint het, als het geneest, 100% van zijn kracht terug,' aldus onderzoeker Demirel. Door het aantal tandemherhalingen aan te passen, creëerde Demirel's team een zacht polymeer dat snel genas en zijn oorspronkelijke sterkte behield, maar ze creëerden ook een polymeer dat 100% biologisch afbreekbaar is en 100% recyclebaar is in hetzelfde, originele polymeer. Daarbij kan het ook steeds weer opnieuw herstellen.


Het materiaal is uitermate geschikt voor robots en actuatoren. 'Zelfreparerende, fysiek intelligente zachte materialen zijn essentieel voor het bouwen van robuuste en fouttolerante softrobots en actuators in de nabije toekomst', zegt Prof. Metin Sitti. Sitti en zijn team bij MPI-IS zijn van plan om dergelijke zelfherstellende zachte materialen te gebruiken in hun onderzoek naar medische softrobots en naar robotgrijpers. Daarnaast zou het materiaal ook geschikt zijn voor beschermende kleding. In Amerika is er bijvoorbeeld interesse vanuit het leger.

 

Gerelateerd nieuws

Wat is onderzoeksgeld waard: metamaterialen, een hitteschild of lignine-arm hout?

Wat is onderzoeksgeld waard: metamaterialen, een hitteschild of lignine-arm hout?

Metamaterialen, een hitteschild of lignine-arm hout. Wat wil jij graag onderzocht hebben? Tot maandag 3 mei 23.00 uur kun je stemmen op je favoriete New Scientist Wetenschapstalent 2021.

MIT-robot detecteert verborgen voorwerpen (video)

MIT-robot detecteert verborgen voorwerpen (video)

Aan het MIT is een robot ontwikkeld met bovenmenselijke krachten. Een 'zesde zintuig' op basis van vision en RF-sensing.

Kickstarter-campagne voor 'krachtigste' robot bereikt doel in 13 uur (video)

Kickstarter-campagne voor 'krachtigste' robot bereikt doel in 13 uur (video)

Umbratek heeft op de eerste dag van hun Kickstarter-campagne – 6 april - binnen 13 uur hun doel van 50.000 dollar bereikt voor wat naar eigen zeggen de ‘krachtigste en meest betaalbare modulaire robotfamilie’ zou…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

18 mei 2021, 18, 19 en 20 mei 2021

Machineveiligheid in vogelvlucht (online training)

18 mei 2021, online

The Battery Show & EV Tech Europe Digital Days

A conference and trade fair focused on keeping up with developments in the advanced battery and...

20 mei 2021

De elektrische installatie: meten en beheersen

Online seminar door Hyteps

Meer agendapunten »