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Intelligente Textilien Wenn der Stoff zum Robotergreifer wird

Quelle: Pressemitteilung Pressetext 2 min Lesedauer

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Eine magnetisierbare Faser der Hong Kong Polytechnic University aus Kunststoff und Eisen lässt sich nun zu einem Stoff verweben, der unter anderem ein realistisches Tastgefühl in Handschuhen vermitteln soll. Das Garn reagiert auf Magnetfelder.

Ein neuer Stoff, der sich durch Magnetkraft bewegen lässt: Hier das flexible Gewebe in Leinwandbindung.(Bild: Hong Kong Polytechnic University)
Ein neuer Stoff, der sich durch Magnetkraft bewegen lässt: Hier das flexible Gewebe in Leinwandbindung.
(Bild: Hong Kong Polytechnic University)

Forscher der Hong Kong Polytechnic University haben eine Methode zum Weben flexibler Fasern entwickelt, die durch Magnetfelder gesteuert werden. Diese lassen sich nicht nur für Roboterhände nutzen, sodass diese Früchte, Kartoffelchips und Würmer aufheben können, ohne sie zu zerdrücken, sondern auch für eine Reihe anderer Anwendungen. Dazu gehören Handschuhe, die ein realistisches Tastgefühl in der virtuellen Realität vermitteln. Sie sind nach Bedarf verbiegbar, versteifen sich oder verändern ihre Oberflächenstruktur.

Magnetfelder bewegen Stoff

Das Team hat winzige Partikel aus hochreinem Eisen (Carbonyleisen) und dünne, flexible Fasern aus dem Polymer LDPE vermischt. Daraus entsteht ein extrem dünner Faden, der flexibel und magnetisierbar ist. Das ist den Experten mit dem sogenannten Schmelzspinnen gelungen. Dazu wird das Ausgangsmaterial durch Erhitzen verflüssigt und durch feine Düsen gepresst. Nach dem Abkühlen entsteht eine magnetisierbare Faser, die nur 57 Mikrometer dick ist. Aus sieben dieser Fasern haben die Wissenschaftler durch Verdrillen ein Garn hergestellt, das sie zu einem Stoff verwoben.

Diese Form des Garns reagiert auf veränderliche äußere Magnetfelder – und zwar nicht durch eine einfache Bewegung, sondern entsprechend der jeweils gestellten Aufgabe, was komplexere Bewegungen ermöglicht. „Damit leiten wie eine neue Ära im Bereich intelligenter Textilien ein“, so Textilingenieur Junhong Pu.

Velourstoff eignet sich als Robotergreifer

Das weiche und anpassungsfähige MR-Gewebe mit geschnittenem Flor.(Bild: Hong Kong Polytechnic University)
Das weiche und anpassungsfähige MR-Gewebe mit geschnittenem Flor.
(Bild: Hong Kong Polytechnic University)

Das Team hat aus dem Garn zwei Arten von Stoffen hergestellt: Ein normales Gewebe, das sich als Reaktion auf ein Magnetfeld verbiegt oder ausdehnt, und ein florartiges Material, das einer weichen Bürste ähnelt. In dem gewebten Stoff lassen sich durch magnetische Kräfte Poren öffnen, was sich für atmungsaktive Kleidungsstücke eignet.

Aus dem Veloursstoff haben die Ingenieure einen weichen Robotergreifer konstruiert. Tausende seiner magnetischen Fasern versteifen sich, um ein Objekt zu greifen und es sanft zu umschließen. Darüber hinaus haben die Forscher einen haptischen Virtual-Reality-Handschuh hergestellt. Greift der User damit ein virtuelles Objekt, versteift ein ferngesteuertes Magnetfeld die Fasern oder drückt sie gegen die Haut, um reale taktile Empfindungen zu simulieren.

Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich bei Nature veröffentlicht.

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