Widgets Magazine
15:45 21 Oktober 2019
SNA Radio
    Das Nano-Zentrum der russischen Nationalen Universität für Kernforschung (MEPhI) in Moskau

    Russische Nano-Forschung: „Smarte Stoffe“ für Medizin und Robotertechnik entwickelt

    © Sputnik / Evgeniy Biyatov
    Wissen
    Zum Kurzlink
    1240
    Abonnieren

    Neue „smarte“ nanofluide Stoffe, die von Experten der russischen Nationalen Universität für Kernforschung MEPhI entwickelt werden, könnten zu einer neuen Etappe bei der Produktion von Sensoren, Detektoren, Dämpfern, Ventilen und taktilen Geräten werden, die z.B. im Automobilbau, in der Raumfahrtindustrie, Robotertechnik und Medizin gefragt sind.

    Bei nanofluiden „smarten“ Stoffen handelt es sich um hybride Stoffe, die aus ungeregelter nanoporiger Sphäre und nichtbenetzender Flüssigkeit (bzw. Gel) bestehen. Derzeit werden die „intellektuellen Fähigkeiten“ dieser Stoffe in verschiedenen Ländern intensiv getestet, um auf ihrer Basis Sensoren, Aktuatoren und Elemente zur Verwandlung mechanischer Energie in Strom usw. herzustellen.

    Prozesse in der porigen Sphäre, die mit einer Flüssigkeit bzw. einem Gas zusammenwirkt, werden in diesem Zusammenhang mit vielen modernen Technologien eingesetzt, darunter für die katalytische Brennstoffproduktion, Gastrennung und Flüssigkeitsreinigung.

    MEPhI-Experte: Jeder Forscher sollte wissen, was der Impact-Faktor ist

    All diese Perspektiven für die praktische Verwendung von „smarten“ Stoffen stützen sich auf die unlängst entdeckten Eigenschaften der Systeme „nanoporige Sphäre – nichtbenetzende Flüssigkeit“.

    Experten des Lehrstuhls für Molekularphysik des der MEPhI angehörenden Instituts für Nanotechnologien in der Elektronik, Spintronik und Photonik fanden heraus, dass bei einem intensiven Ausbau des äußeren Drucks, der zur Porenfüllung mit Flüssigkeit führt, der Druck im System nicht mehr ansteigt und konstant wird. Dabei führt selbst eine geringe Druckveränderung zu einer großen Veränderung des Volumens.

    Dadurch darf dieses System zu „smarten“ Stoffen gezählt werden, die ihre Eigenschaften stark verändern und den Grad ihrer Reaktion auf neue Bedingungen regeln können.

    Die Experten fanden auch andere eigenartige Eigenschaften der Systeme „nichtbenetzende Flüssigkeiten – nanoporige Sphäre“ heraus, die ihre Nutzung in verschiedenen Geräten zwecks Dämpfung von Explosionen, Schlägen, Vibrationen usw. ermöglicht. Dieses System sichert eine große Energieintensität bei Geräten.

    Dem Lehrstuhlleiter Wladimir Borman zufolge kann ein Gerät mit einem solchen System die Schlagwirkung effektiv dämpfen und die Schlagkraft, die das jeweilige Objekt beeinflusst, minimieren. Bei einem Wachstum der Schlagenergie löst das System eine intensivere und längere Porenfüllung bei konstantem Druck aus. Dabei erfolgt die Porenfüllung mit zäher Flüssigkeit binnen von Tausendsteln einer Sekunde.

    Mehr zum Thema: Russische Forscher entwickeln einzigartigen Plasmagenerator

    Diese Füllungsschnelligkeit ist viel intensiver als in der Hydrodynamik bisher angenommen wurde. Dabei stellte sich heraus, dass die Füllungsschnelligkeit von der Viskosität der Flüssigkeit nicht abhängt.

    „Eine weitere eigenartige und wichtige Besonderheit der Reaktion des Systems ist die so gut wie ausbleibende Wärmeentwicklung bei der Schlagdämpfung. Das unterscheidet das von uns beobachtete System von anderen und erleichtert die Aufgabe zur Entwicklung von mehrfach einsetzbaren Geräten“, sagte der Wissenschaftler gegenüber RIA Novosti.

    Zudem stellten die MEPhI-Forscher fest, dass die nichtbenetzende Flüssigkeit, die in der nanoporigen Sphäre verrieben wird, in den „Befeuchtungszustand“ übergeht, dass dieser Zustand anomal langsam relaxiert und sehr empfindlich zur Temperatur ist.

    Die Wissenschaftler sind überzeugt, dass die von ihnen entdeckten dynamischen Eigenschaften des Systems „nichtbenetzende Flüssigkeit – ungeregelte nanoporige Sphäre“ dessen Anwendung bei der Entwicklung von passiven Sensoren für die Robotertechnik, von Geräten zur selbstregelnden Äußerung von medikamentösen Lösungen, von Geräten zur Schlagdämpfung (beispielsweise von Handschuhen aus „smarten“ nanofluiden Stoffen) oder von Systemen zum Selbstschutz bei Explosionen ermöglichen werden.

    GemeinschaftsstandardsDiskussion
    via Facebook kommentierenvia Sputnik kommentieren

    Zum Thema:

    Kernforscher bringen „Anti-Krebs-Phantom“ auf den Weg
    MEPhI-Forscher können jetzt Naphthalin-Konzentration in Atmosphäre messen
    Neue Formel: MEPhI-Experten wissen nun, wie Effizienz von Zentrifugen gefördert wird
    Russisches Forschungsprojekt: Computer lernen Gefühle
    Tags:
    nanofluide, Nationale Universität für Nuklearforschung (MEPhi), Russland