Wie das an der Forschung beteiligte Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF mitteilt, legt das Forschungscluster aktuell wissenschaftliche Grundlagen für Werkstoffe, die technische Systeme aus vielen Bauteilen und Materialien durch ein einzelnes, lokal konfiguriertes Material ersetzen können und deren dynamische Dämpfungseigenschaften sich je nach Situation selbstständig reversibel ändern.
„Funktionalitäten werden direkt in die Struktur des Materials einprogrammiert und ersetzen so komplette Systeme inklusive Sensoren, Aktoren und Energieversorgung“, erklärt Dr. William Kaal, der als Gruppenleiter am Fraunhofer LBF an dieser innovativen Technologie forscht, auf Nachfrage der OT-Redaktion. „Die vielseitigen Möglichkeiten programmierbarer Metamaterialien, insbesondere programmierbarer Dämpfungsmaterialien, bieten für die Orthopädie-Technik interessantes Anwendungspotenzial, da das Materialverhalten auf die individuellen Bedürfnisse des Nutzers zugeschnitten und situationsabhängig eingestellt werden kann.“
Die neuen Werkstoffe basieren auf mikroskopischen Einheitszellen. Deren Funktionalität, beispielsweise die beschleunigungs‑, dehnungs- oder temperaturabhängige Dämpfung, beruhe auf mikromechanischen Effekten, so das Institut, welches diese funktionalisierten Einheitszellen für serientaugliche, programmierbare Materialien gestaltet.
Mit Unterstützung der Industrie hofft das LBF seine Grundlagenforschung zu programmierbaren Materialien weiter entwickeln zu können.
von Ruth Justen
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