Die Struktur von Vogelfedern nachahmen

Das blaue Gefieder des Rotkehl-Hüttensängers beruht nämlich nicht auf Pigmenten, sondern auf der speziellen Federstruktur. Unter dem Mikroskop betrachtet, sind die Federn durchzogen von einem Netzwerk aus Kanälen. Diese haben einen Durchmesser von nur wenigen hundert Nanometern. ETH-Forscher aus dem Labor für weiche und lebende Materialien haben nun ein Material entwickelt, das die Struktur dieser Federn aufweist. Als Ausgangsmaterial verwendeten die Wissenschaftler einen Polymergummi, der sich strecken und verformen lässt und durchscheinend ist. Diesen legten sie in eine ölhaltige Lösung und liessen ihn mehrere Tage in einem Ofen bei Temperaturen von 60 Grad Celcius anschwellen. Danach kühlten sie das System herunter und nahmen den Gummi aus der ölhaltigen Lösung. Dadurch veränderte sich die Nanostruktur des Gummis, ähnlich der Federstruktur des Hüttensängers. Das neue Material birgt Potenzial für technische und nachhaltige Anwendungen, zum Beispiel bei Batterien. In ihnen bewegen sich die Ionen normalerweise zwischen den Elektroden und einer Flüssigkeit, den Elektrolyten. Einer der Hauptgründe, weshalb Batterien mit der Zeit an Ladung verlieren, ist, dass die Ionen mit den flüssigen Elektrolyten reagieren, wodurch die beiden Elektroden in Kontakt kommen und die Batterie beschädigen. Flüssige Elektrolyte könnten durch feste Elektrolyte mit einer Netzwerkstruktur aus miteinander verbundenen Kanälen ersetzt werden. Dadurch würde der physische Kontakt zwischen den Elektroden vermieden und gleichzeitig ein guter Ionentransport durch die Batterie gewährleistet. Ebenfalls eine Anwendung könnten Wasserfilter sein, um Verunreinigungen wie Bakterien oder Schmutzpartikel aus dem Wasser zu entfernen.

Meldung aus factum 02/2024