US-Forscher drucken von Kraken-inspirierten, tarnfähigen Roboter

Inspiriert von der farbwechselnden Haut von Tintenfischen, Kraken und Kalmaren haben Ingenieure der Rutgers Universität ein 3D-gedrucktes intelligentes Gel entwickelt, das bei Lichteinfall seine Form ändert, zu einem “künstlichen Muskel” wird und zu neuer militärischer Tarnung, weicher Robotik und flexiblen Displays führen könnte.

In ihrer Studie, welche in der Zeitschrift ACS Applied Materials & Interfaces erschienen ist, haben die Ingenieure auch ein 3D-gedrucktes dehnbares Material entwickelt, das bei Lichtwechsel Farben erkennen kann.

Ihre Erfindung ist der erstaunlichen Fähigkeit von Tintenfischen, Oktopussen und Kalmaren nachempfunden, die Farbe und Textur ihrer weichen Haut zur Tarnung und Kommunikation zu verändern. Dies wird durch Tausende von farbwechselnden Zellen, Chromatophoren genannt, in ihrer Haut erreicht.

Die Rutgers-Ingenieure entwickelten ein 3D-druckbares Hydrogel oder smartes Gel, das Licht wahrnimmt und daraufhin seine Form verändert. Hydrogele, die ihre Form behalten und trotz des Wassergehalts fest bleiben, sind unter anderem im menschlichen Körper, in Wackelpudding, Windeln und Kontaktlinsen zu finden.

Die Ingenieure bauten ein lichtsensitives Nanomaterial in das Hydrogel ein und verwandelten es so in einen “künstlichen Muskel”, der sich als Reaktion auf Lichtveränderungen zusammenzieht. In Kombination mit dem 3D-gedruckten, dehnbaren Material ändert das lichtempfindliche, intelligente Gel seine Farbe, was zu einem Tarnungseffekt führt.

Die nächsten Schritte umfassen die Verbesserung der Empfindlichkeit, Reaktionszeit, Skalierbarkeit, Verpackung und Haltbarkeit der Technologie. Die Hauptautoren sind Daehoon Han, der in Rutgers promoviert hat und jetzt als Postdoc an der University of Minnesota tätig ist, und Yueping Wang, ein Doktorand in Rutgers. Der Rutgers-Doktorand Chen Yang trug ebenfalls zu der Studie bei. Diese Arbeit wurde von einem Rutgers University Research Council Grant und der National Science Foundation unterstützt.

Die Arbeit mit dem Titel “Multimaterial Printing for Cephalopod-Inspired Light-Responsive Artificial Chromatophores” kann hier abgerufen werden.