Empa druckt Silikon-Muskeln mit einem 3D-Drucker
Schweizer Forschende haben eine Methode entwickelt, um Silikon-Muskeln zu drucken, die in der Medizin und Robotik eingesetzt werden könnte.
Mit einer neuen Methode können Schweizer Forschende Silikon-Muskeln drucken. Die Technologie könnte der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa zufolge in Zukunft in der Medizin und Robotik Anwendung finden.
Künstliche Muskulatur zu entwickeln, die der echten in nichts nachstehe, sei eine grosse technische Herausforderung, hiess es von der Empa am Dienstag. Um mit ihren biologischen Vorbildern mithalten zu können, müssten künstliche Muskeln nicht nur stark, sondern gleichzeitig auch elastisch und weich sein.
Die Forschenden der Empa haben laut der Forschungsanstalt nun erstmals eine Methode entwickelt, solche komplexen Komponenten mit dem 3D-Drucker herzustellen.
Die gedruckten sogenannten dielektrischen elastischen Aktoren (DEA) bestehen aus zwei unterschiedlichen silikonbasierten Materialien. Ein leitendes Elektrodenmaterial und ein nichtleitendes Dielektrikum. Legt man daran eine elektrische Spannung an, zieht es sich wie ein Muskel zusammen. Schaltet man die Spannung wieder aus, entspannt es sich in seine Ursprungsposition.
Material vereint unterschiedliche Eigenschaften und bleibt stabil
Um ein solches Material herzustellen, mussten die Forschenden viele Eigenschaften unter einen Hut bringen. Die beiden weichen Materialien sollten sich trotz ihrer sehr unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften beim Druckprozess sehr ähnlich verhalten. Sie dürfen sich nicht vermischen, müssen aber trotzdem gut zusammenhalten.
Zudem müssen sie möglichst weich sein und sich unter Druck verflüssigen, damit sie aus der Druckerdüse gepresst werden können. Unmittelbar danach müssen sie aber wieder zähflüssig genug sein, um die gedruckte Form zu behalten.
«Wenn wir sie noch etwas dünner machen, kommen wir der Funktionsweise von echten Muskelfasern schon recht nahe», sagte die Forschungsgruppenleiterin Dorina Opris laut der Mitteilung der Empa. In Zukunft könnte man laut Opris aus solchen Fasern womöglich ein ganzes Herz drucken. Bis es so weit sei, gebe es allerdings noch viel zu tun.
