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Physik: Laser lassen künstliche Muskeln spielen



Bislang sind Roboter noch ein wenig ungelenk, da ihnen die zur Feinmotorik nötigen Muskeln fehlen. Doch japanische Wissenschaftler haben nun den Weg zu einem künstlichen Bizeps gebahnt, der sich per Laser steuern lässt. Hiroaki Misawa und sein Team von der Tokushima Universität experimentierten hierzu mit Gelen aus polymerisiertem N-Isopropylacrylamid. Diese setzen sich aus langen Molekülketten zusammen und quellen in Wasser stark. Wasserstoffbrückenbindungen und Van-der-Waals-Kräfte suchen die Ketten zusammenzuziehen, elektrostatische und hydrophobe Kräfte sie dagegen auseinanderzudrücken. Misawa und seine Mitarbeiter konnten diese heikle Balance gezielt mit einem Laser beeinflussen. Wenn sie einen mit dem Gel gefüllten Zylinder bestrahlten, zog er sich hantelförmig zusammen, kehrte aber nach Abschalten des Lasers augenblicklich in seine Ausgangsform zurück. Die reversible Bewegung lief in weniger als einer Sekunde ab. Um eine Erhitzung zu vermieden, benutzten die Chemiker schweres Wasser – D2O – als Lösungsmittel. Denn die Bindung zwischen dem Wasserstoffisotop Deuterium und Sauerstoff absorbiert den Laserstrahl nicht, und das Wasser bleibt somit kühl. (Nature, Bd. 408, S. 178)

Aus: Spektrum der Wissenschaft 1 / 2001, Seite 31
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
1 / 2001

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 1 / 2001

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