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JUnQ

Faule Muskeln

Auch wenn eigentlich nur noch ein Ergebnis in Frage kommt, muss das nicht unbedingt eintreten. Der Mainzer Chemieprofessor Rudolf Zentel hat diese Erfahrung bei Versuchen mit künstlichen Muskeln gemacht und berichtete davon im Journal of Unsolved Questions (JUnQ)

Kippt man dickflüssigen Bananensaft mit dünn­flüssigem Kirschsaft zusammen, so entsteht ein neues Getränk, vom Flüssigkeitsgrad her irgendwo in der Mitte zwischen den beiden. Demzufolge könnte man annehmen, dass auch in der Wissenschaft gilt: Kennt man aus Experimenten bestimmte Prinzipien von Stoffen, so sollte es ein Leichtes sein, neue Materialien zu entwickeln – in­dem man einfach diejenigen Stoffen miteinander kombiniert, die die gewünschten Prinzipien aufweisen. Nur leider ist dem nicht immer so.

Zeigen lässt sich das am Beispiel der so genannten flüssig-kristallinen Elastomere. Das sind spezielle Materialien, die aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften auch als künstliche Muskeln bezeichnet werden: Wenn man nämlich ihren inneren Aufbau manipuliert, ziehen sie sich zusammen oder strecken sich – je nach Art des Eingriffs. Soweit zumindest die Theorie. Und genau die wollten wir in die Praxis umsetzen: Wir wollten ein neuartiges Elastomer dazu bringen, sich zu verbiegen. Um das zu bewerkstelligen, haben wir aus Flüssigkristallen einen neuen Baustein für künstliche Muskeln hergestellt. Flüssigkristalle sind stäbchenförmige Moleküle mit einem aus­geprägten Ordnungssinn: Sie richten sich von selbst parallel zueinander aus und lassen sich zu einem stabilen Elastomer vernetzen. Um dieses Gebilde nun dazu zu bringen, seine Form zu ändern, muss die Ordnung der stäbchenförmigen Moleküle gestört werden. Dazu haben wir einige Stäbchen beigemischt, die sich mit Licht einer bestimmten Wellenlänge verbiegen lassen: Sie werden krumm wie ein Bumerang und bringen die Ordnung der anderen Stäbchen durcheinander.

Die Auswirkungen? In diesem Fall keine. Der künstliche Muskel blieb faul und behielt seine ursprüngliche Form, obwohl er sich nach allen bisherigen Erkenntnissen hätte verformen müssen. Das Ergebnis zeigt, wie schwierig es im Einzelfall sein kann, bereits Bekanntes logisch zu kombinieren, um etwas Neues zu entwickeln. Denn auf molekularer Ebene treten viele Effekte nicht unabhängig voneinander auf, sondern sind häufig auf äußerst komplexe Weise miteinander verbunden. Leider funktionieren die Naturwissenschaften eben nicht immer nach dem Kirsch-Banane-Prinzip.

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