Zelfhelende robotgrijpers

Onderzoekers aan de Amerikaanse Penn State University en het Duitse Max Planck Institute for Intelligent Systems hebben een zelfhelend materiaal ontwikkeld dat gebruikt kan worden voor zachte robotgrijpers. Het synthetische materiaal is gebaseerd op eiwitten uit de ringvormige tanden van inktvissen en is in staat om zich bij scheuren of barstjes in een paar seconden te herstellen.

Door constant te bewegen kunnen zachte robotgrijpers snel beschadigd raken, wat erg vervelend is als ze gebruikt worden in toepassingen die continu operationeel zijn. Een scheurtje in zo een grijper kan in het slechtste geval een hele productielijn stilleggen.

Met zelfhelende materialen kan hieraan verholpen worden maar in de praktijk hebben deze materialen meestal meerdere uren rust nodig om zich te herstellen, wat het risico op productiestilstand dus niet wegneemt.

Het nieuwe materiaal dat aan de Amerikaanse Penn State University en het Duitse Max Planck Institute for Intelligent Systems ontwikkeld werd, biedt hierop een antwoord omdat het zich in enkele seconden kan herstellen. Helemaal vanzelf gebeurt dat echter nog altijd niet, want het proces heeft wel water en warmte nodig

Biologisch proces

Het materiaal zelf is behoorlijk freaky want het zelfhelende aspect is in wezen een biologisch proces. Het materiaal is geïnspireerd op het biologisch materiaal van de ringvormige tanden van inktvissen.

Toch is het niet het biologisch materiaal zelf dat gebruikt wordt. Het gaat hier om een synthetisch polymeer dat repetities bevat van een fragment uit het biologisch materiaal. Het synthetische materiaal wordt echter wel gewonnen in een bacteriëncultuur in een bioreactor. De grens tussen biologisch en synthetisch kan behoorlijk dun zijn.

De zelfhelende eigenschappen van het materiaal zijn indrukwekkend want grote scheuren en gaten kunnen zonder problemen hersteld worden, al moet dat dus wel in een waterige omgeving gebeuren met toevoeging van energie onder de vorm van warmte of licht. De mechanische eigenschappen van het herstelde materiaal zijn precies dezelfde als die van het origineel.

Qua toepassingen wordt dus gedacht aan zachte robotgrijpers maar het kan ook gebruikt worden voor beschermende kledij en tal van andere toepassingen. Het Amerikaanse leger is een van de sponsors van het onderzoeksproject.

Een bijkomend voordeel is nog dat het materiaal perfect biologisch afbreekbaar is. In een zuur wordt het polymeer ontbonden in een poeder dat dan opnieuw als grondstof gebruikt kan worden in de bioreactor.

© Productivity.be, 06/08/2020