Intelligenter Kunstmuskel mit elektroaktiven Elastomeren

Am Fraunhofer LBF in Darmstadt arbeiten Ingenieure seit 2010 an der Entwicklung intelligenter Materialien, die Vibrationen mindern und Energie aus der Umwelt gewinnen können. Einen besonderen Schwerpunkt setzen die Forscher dabei auf elektroaktive Kunststoffe. Damit sind Polymere oder synthetische Verbundmaterialien gemeint, die nach Anlegen einer Spannung ihr Volumen verändern und sich ausdehnen bzw. zusammenziehen können.

Störende Vibrationen dämpfen

Ein erster Forschungserfolg glückte dem Fraunhofer LBF jetzt mit der Entwicklung eines elektroaktiven Elastomers, das störende Schwingungen dämpft oder Sensoren an unzugänglichen Stellen mit Strom versorgt. Eingebracht in einen Fahrradsattel könnte der neue Werkstoff beispielsweise das Fahren auf Kopfsteinpflaster erleichtern. Theoretisch ließe sich eine Vibration sogar vollständig eliminieren.

Um die Funktionsfähigkeit des Prinzips zu präsentieren, haben die Darmstädter Forscher nun einen Demonstrator entwickelt. Er ist kleiner als eine Zigarettenschachtel und setzt sich aus 40 dünnen Elastomer-Elektroden-Schichten zusammen. Eine mögliche Anwendung für den Stapelaktor sehen die LBF-Ingenieure im Fahrzeugbau. Zwar sind Motoren sorgfältig gelagert, aber durch Einsatz aktiver Elastomere könnte ein Beitrag zu einer weiteren Reduzierung von Schwingungen im Auto geleistet werden.

Durch Umkehrung der Funktion des Stapelaktors ließe sich sogar Strom produzieren. “Interessant wäre das zum Beispiel für die Überwachung von unzugänglichen Stellen, wo es Vibrationen gibt, aber keinen Stromanschluss”, meint Jan Hansmann, Entwicklungsleiter am Fraunhofer LBF, und nennt als Beispiel Temperatur- und Schwingungssensoren, die Brücken auf ihren Zustand hin überwachen.

www.lbf.fraunhofer.de