Amerikanische Forscher wollen einen Minimotor bauen, der allein durch das Verdunsten von Wasser angetrieben wird. Dazu benetzen sie bestimmte filigrane Mikrostrukturen mit Wasser. Beim Verdunsten des Wassers verändern sich die Spannungen innerhalb des Bauteils, so dass es sich verbiegt. Diese Bewegung wollen die Forscher um Michel Maharbiz von der Universität von Michigan in Ann Arbor zum Antrieb verwenden. Das Prinzip, Wärmeenergie in Bewegungsenergie umzuwandeln, hat Maharbiz der Natur abgeschaut: Auf ähnliche Weise schleudern Farne ihre Sporen in die Umgebung.
Die Forscher untersuchten Farnblätter unter dem Mikroskop, um herauszufinden, welche Ideen die Natur für mikromechanische Bauteile liefern könnte. Sie stellten dabei fest, dass sich durch Beleuchtung oder Wärmezufuhr die Sporenbehälter in den Blättern öffneten und die Sporen auswarfen. Sind die Zellen in der äußeren Wand des Sporenbehälters mit Wasser durchnässt, so werden die Sporen festgehalten wie in einer geschlossenen menschlichen Faust. Verdunstet das Wasser, so schnappt das Behältnis auf.
Maharbiz und seine Kollegen stellten daraufhin mit Silikon beschichtete, nur wenige Millimeter kleine Bauteile her. Die Struktur sieht so ähnlich aus wie ein kleiner gebogener Kamm. Dieser ist mit Wasser benetzt. Ändert sich durch Verdunsten der Wassergehalt, so verändert sich auch die vom Wasser ausgeübte Oberflächenspannung auf das Bauteil und es verbiegt sich. Das Wasser brachten die Forscher durch Licht zum Verdunsten. Doch auch jede andere Wärmequelle sei geeignet, berichten sie.
Bei der am Computer berechneten Konstruktion des Bauteils können die Ingenieure auch die Biegerichtung exakt festlegen. Der größte Biegeweg liegt derzeit bei vier Millimetern. In zukünftigen Projekten will Maharbiz damit einen Motor betreiben, um andere Mikrobauteile zu bewegen. Auch eine Umwandlung der Bewegungsenergie in elektrischen Strom sei denkbar, berichtet Maharbiz.
Mitteilung der University of Michigan, Ann Arbor ddp/wissenschaft.de ? Martin Schäfer
