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das ungleiche Duell zwischen dem T 800 (Arnold Schwarzenegger) und dem Flüssigmetall-Terminator T 1000. Bild: Flickr.com, Guven Gul, Bildlizenz: CC BY-NC-SA 2.0

Wissenschaftler können flüssiges Metall zu verschiedenen Formen programmieren

11. Januar 2019 | Allgemein | Wissenschaft | Forschung | connectiv.events

Kennen Sie noch den letzten Terminator T-1000, diesen übellaunigen Schaufensterpuppen-Fiesling aus Flüssigmetall, der sich durch Ritzen quetschen, durch Gitter laufen oder wenn er von Alt-Terminator Arnie zu einer Quecksilberpfütze zerschmolzen worden ist, sich wieder zusammenziehen und neu formen kann?

Genau so etwas haben Wisseenschaftler jetzt erfunden. Nur noch so ganz perfekt, wie der T 1000. Manchmal denkt man schon, ob sich diese bebrillten Weißkittel einfach zusammensetzen und überlegen, „was können können wir den jetzt mal Geisteskrankes entwickeln, was die Welt nicht braucht?“ und dann kommt beispielsweise sowas raus wie: Flüssigmetall, das man programmieren kann, sich zu Herzchen oder Buchstaben zu formen. Das wollte Metall mal unbedingt lernen.

 

 

Natürlich ist es nicht so sinnlos, wie hier rumgeulkt wird. Eine Gruppe Forscher der University of Sussex und der Swansea University hat elektrische Ladungen angelegt, um flüssiges Metall in 2D-Formen wie Buchstaben und ein Herz zu manipulieren. Das Team sagt, die Ergebnisse stellten eine „extrem vielversprechende“ neue Materialklasse dar, die so programmiert werden kann, dass sich die Form nahtlos ändert. Dies eröffnet neue Möglichkeiten in der „weichen Robotik“ und für formverändernde Displays. Die Erstellung von dreidimensionalen Formen liegt aber noch in weiter Ferne. Zu den unmittelbareren, jetzt möglichen Anwendungen für dieses hochveränderbare Metall gehören umprogrammierbare Leiterplatten und leitfähige Tinte.

Yutaka Tokuda, wissenschaftlicher Mitarbeiter, der an der University of Sussex an diesem Projekt arbeitet, sagt:

„Das hier ist eine ganz neue Klasse von programmierbaren Materialien im flüssigen Zustand, die sich auf kontrollierbare Weise dynamisch von einer einfachen Tropfenform in viele andere komplexe Geometrien umwandeln lässt. Obwohl diese Arbeit noch in den Kinderschuhen steckt, gibt uns der beeindruckende Nachweis einer detaillierten und genauen 2D-Steuerung flüssiger Metalle Mut, damit weitere Anwendungsmöglichkeiten in der Computergrafik, in der intelligenten Elektronik, Soft-Robotik und auf dem Gebiet der flexiblen Displays zu erkunden.“

Die zur Formung der Flüssigkeit verwendeten elektrischen Felder werden von einem Computer erzeugt, sodass Position und Form des flüssigen Metalls dynamisch programmiert und gesteuert werden können, wie man in dem Video hier sehen kann:

 

 

Professor  Sriram Subramanian, Leiter des INTERACT Lab an der University of Sussex, sagte:

„Flüssige Metalle sind eine äußerst vielversprechende Materialklasse für verformbare Anwendungen. Ihre einzigartigen Eigenschaften umfassen eine fein gesteuerte Oberflächenspannung, eine hohe Leitfähigkeit im flüssigen Zustand und einen Übergang von flüssig zu fest bei Raumtemperatur. Eine unserer langfristigen Visionen – auch von vielen anderen Forschern – besteht darin, die physische Form, das Aussehen und die Funktionalität eines Objekts durch digitale Steuerung zu verändern, um intelligente, geschickte und nützliche Objekte zu schaffen, die die Funktionalität der heutigen Displays oder Roboter übertreffen.“

Die Forschungsergebnisse der Wissenschaftler wurden auf der Konferenz ACM Interactive Surfaces and Spaces 2017 in Brighton vorgestellt. Die Arbeit ist ein Gemeinschaftsprojekt zwischen Sussex und Swansea, das von EPSRC mit dem Titel „Breaking the Glass: Multimodal, Malleable Interactive Mobile-Oberflächen für Hands-In-Interaktionen“ finanziert wird.

Allerdings scheint es bei der Jagd auf flüssiges, verformbares Metall als intelligenten Werkstoff ein Wettrennen zu geben. Auch die Chinesen liegen da gut im Rennen. Ein Team von Wissenschaftlern der Tsinghua-Universität und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat den ersten Schritt zur Herstellung intelligenter Flüssigkeitsmaschinen getan. Die beiden chinesischen Ingenieure Lei Sheng, Jie Zhang und Jing Liu sagen, sie hätten einen Weg gefunden, flüssiges Metall zu manipulieren, das sich zu verschiedenen Formen und Formen zusammenfügt.

 

 

Ihre Studie ergab, dass Gallium-Indium-Selen-Legierungen mit einem Schmelzpunkt um 10 ° C, die man in Wasser legt und ein elektrisches Feld anlegt, kugelförmige Formen annehmen, die sich bewegen und drehen können. Das entsteht durch ein Gleichgewicht zwischen der Oberflächenspannung im flüssigen Metall und den auf seine Oberfläche einwirkenden elektronischen Kräften. Darüber hinaus können sie die Kugel auf der Wasseroberfläche nach Wunsch bewegen und drehen und sogar zu einer größeren Kugelform zusammenfügen … ähnlich wie der T-1000-Terminator.

Das Team will mit dieser Forschungung, genau wie seine britischen Kollegen, solche Flüssigmetalltransformatoren für die vielversprechende Perspektiven entwickeln, die so eine Technologie bietet. Zum Beispiel auch auf dem Gebiet der Medizinischen Hilfsmittel, als Geräten, die in ihrer Gestalt sehr flexibel sind und in den menschlichen Körper implantiert werden können.

Wenn eine Reihe von Elektroden parallel ausgerichtet wird, kann das flüssige Metall in quasi regenwurmförmige Strukturen verpackt werden. Eine einfache Modulation der Spannungen führt dann dazu, dass sich dieser regenwurmartige Roboter bewegt. Diese Methode ist flexibel, einfach und günstig, sagt das Team. Es ist aber wichtig, dass eine intelligente Flüssigmetallmaschine auf drei Dimensionen erweitert werden kann, was möglicherweise funktioniert, wenn eine dreidimensionale Elektrodenkonfiguration verwendet wird.“ Die Forscher planen nun, mit diesen komplexen Transformationsverhalten oder sogar ohne Schwerkrafteffekte zu experimentieren, um ein größeres Potenzial für ungewöhnliche Anwendungen zu erkunden.

Na, dann gibt es vielleicht den T-1000 schneller, als gedacht?

Immerhin kann man ihn in kochendem Stahl auflösen:

 

 

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