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    Selbstreparierender Fischroboter bringt Hoffnung in der Plastikkrise

    (German.people.cn)

    Freitag, 22. Juli 2022

      

    Chinesische Wissenschaftler haben einen fischf?rmigen, lichtgesteuerten Fischroboter entwickelt, der Mikroplastik in Gew?ssern ?fressen“ und sich bei Besch?digung selbst reparieren kann.

    Mikroplastik, also Plastikteile von weniger als 5 Zentimetern Gr??e, sind in den Ozeanen weit verbreitet und in gro?en Mengen vorhanden. Sie werden leicht von Meerestieren gefressen und gelangen so in die Nahrungskette, was eine ernsthafte Bedrohung für die menschliche Gesundheit und die ?kosysteme darstellt.

    Inspiriert von Perlmutt, einem starken, widerstandsf?higen und flexiblen Material, das aus harten Muschelschalen gewonnen wird, haben Wissenschaftler der Sichuan University die auf Graphen basierende Gradienten-Nanostruktur von Perlmutt nachgebildet, um ein strapazierf?higes, flexibles und sich selbst reparierendes Nanokomposit zu schaffen, so eine in der Zeitschrift Nano Letters ver?ffentlichte Studie.

    Das Forscherteam nutzte dann das neue Material, um einen 15 Millimeter langen, fisch?hnlichen Softroboter zu entwickeln, der schnell schwimmen und Mikroplastik aus den Ozeanen aufnehmen kann. Erstmals werden so die Funktionen eines Softroboters mit einem schnellen Antrieb kombiniert.

    ?Softroboter müssen über eine hohe Anpassungsf?higkeit und Umweltvertr?glichkeit verfügen, wenn sie in komplexen Wasserumgebungen arbeiten“, sagte Wang Yuyan, der Erstautor der Forschungsarbeit, und fügte hinzu, dass es sich bei den bestehenden Softrobotern in der Regel um Exemplare aus Hydrogel oder Silikonkautschuk handle. Diese seien mechanisch minderwertig, k?nnten leicht besch?digt werden und h?tten Schwierigkeiten bei der Integration von Funktionen.

    Die Studie zeigte, dass das neue Material, das für den fischf?rmigen Softroboter verwendet wird, im Vergleich zu herk?mmlichen, gleichm??ig verteilten Materialstrukturen viele supramolekulare Wechselwirkungen zwischen den Schichten aufweist, so dass der Roboter seine Robustheit und Funktionalit?t selbst bei Besch?digung wiedererlangen und seine Operationen zum Sammeln von Mikroplastik fortsetzen kann.

    Au?erdem kann sich der Roboterfisch mit einer Geschwindigkeit von 2,67 K?rperl?ngen pro Sekunde im Wasser fortbewegen. Damit übertrifft er die Geschwindigkeit bisheriger schwimmender Softroboter und ist in seiner Schnelligkeit vergleichbar mit Plankton.

    Zurzeit kann dieser Softroboter nur die Funktion des gerichteten Sammelns von Mikroplastik an der Wasseroberfl?che integrieren. Alle Funktionen müssen vor einem gro?fl?chigen Einsatz noch optimiert und verbessert werden.

    Die Forscher arbeiten im Moment an einem neuen Material, das unter Wasser Verunreinigungen durch Mikroplastik aufspüren und in Echtzeit online Daten teilen k?nnte, hei?t es in der Arbeit.

    Es wird erwartet, dass das neue Nanostrukturdesign den Weg zur Entwicklung weiterer integrierter Roboter ebnet und in vielen Bereichen wie der Solarenergieerzeugung, der Katalyse chemischer Reaktionen, der Biomedizin und der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden kann. 

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