Verschmutzung in Roboter umwandeln
Jedes Jahr entstehen bei der Erdölraffination zehn Millionen Tonnen elementaren Schwefels als Nebenprodukt. Der Großteil dieses Schwefels wird in riesigen Blöcken in der Nähe von Raffinerien gelagert oder in begrenzte industrielle Anwendungen wie die Düngerproduktion verwendet. Dies stellt eines der sichtbarsten Abfallwirtschaftsprobleme der Ölindustrie dar.
Ein südkoreanisches Forschungsteam hat einen Weg gefunden, diesen Industrieabfallstrom in selbstbewegende, vollständig recycelbare Weichroboter umzuwandeln. Mit einer zum ersten Mal demonstrierten 4D-Druckmethode hat das von Dr. Dong-Gyun Kim des Korea Research Institute of Chemical Technology, Professor Jeong Jae Wie der Hanyang University und Professor Yong Seok Kim der Sejong University geleitete Team eine neue Materialklasse entwickelt, die Nachhaltigkeit und Spitzenrobotertechnik auf unerwartete Weise kombiniert.
Was ist 4D Druck?
Der Standard 3D-Druck erzeugt statische Objekte — Formen, die nach dem Druckprozess fixiert sind. 4D-Druck fügt eine vierte Dimension hinzu: Zeit. Mit 4D-Druck erstellte Objekte sollen ihre Form, Struktur oder Eigenschaften nach der Herstellung ändern, wenn sie bestimmten Umweltreizen ausgesetzt sind. Das Ergebnis ist ein gedrucktes Objekt, das kein fertiges Produkt ist, sondern ein programmiertes Material, das dynamisch auf seine Umwelt reagiert.
Das südkoreanische Team ermöglichte dies durch die Konstruktion einer neuen Klasse von schwefelhaltigen Polymeren namens poly(phenylenpolysulfid)-Netzwerke oder PSN. Diese Polymere werden aus elementarem Schwefel und kleinen aromatischen Molekülen durch eine Reaktion namens inverse vulcanization synthetisiert — ein Prozess, der Schwefels instabile, kristalline Form in ein stabiles, amorphes Polymer mit programmierbaren mechanischen Eigenschaften umwandelt.
