Die Redaktion der Konstruktionspraxis hat zum Jahresende noch einmal die meist gelesenen Beiträge des Jahres aus der Rubrik Werkstoffe für Sie zusammengestellt.

Ob ein Molekül rechts- oder linkshändig ist, kann den Unterschied zwischen einem heilenden Wirkstoff und einem tödlichen Gift ausmachen. Die Untersuchung der so genannten Chiralität ist also ein wichtiges Instrument. Um sogar einzelne Nanoteilchen auf ihre Händigkeit hin zu analysieren, haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme ein neuartiges Spektroskopie-Mikroskop entwickelt.

Ein weiches Material, das sich augenblicklich selbst heilt, ist keine Fiktion mehr: Ein Team von Forschenden verändert die Nanostruktur eines neuen dehnbaren Materials so lange, bis es seine Struktur und Eigenschaften wieder voll zurückerhalten kann, nachdem es beschädigt wurde.

Wissenschaftler haben ein weiches Material entwickelt, das sich nach einer Beschädigung innerhalb von einer Sekunde selbst heilen kann. Das von Tintenfischen inspirierte Material könnte das Forschungsgebiet der Soft Robotik revolutionieren.

Ob zerschnitten oder durchstoßen – ein neues gummiartiges Material kann Verletzungen wieder vollständig und stabil heilen. Innerhalb von Sekunden lässt es sich wieder zusammenfügen und ist dehnbar und reißfest wie zuvor. Das von Tintenfischen inspirierte Biomaterial könnte sich als Roboterhaut eignen.

Der dynamische, 3D-gedruckte Roboter Solo 8 basiert auf einem Open-Source-Bausatz, der Universitäten weltweit zur Verfügung steht. Er kann leicht nachgebaut werden und eignet sich damit ideal für die Grundlagenforschung.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (MPI-IS) in Stuttgart haben einen Mikroroboter entwickelt, der in Größe, Form und Bewegungsfähigkeit einem weißen Blutkörperchen gleicht, um die gezielte Medikamentenabgabe weiter voranzubringen. Mithilfe kleiner Magnetspulen ist es den Forschern gelungen, den Mikroroller durch ein simuliertes Blutgefäß zu steuern.

Die Blutbahnen sind das Verkehrsnetz des Körpers. Damit bieten sie sozusagen die Infrastruktur, um Medikamente zielgerichtet an den Ort der Erkrankung zu transportieren. Bisher fehlt es allerdings an den Fahrzeugen, die diese „Straßen“ nutzen können. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme haben nun nach dem Vorbild von weißen Blutkörperchen mobile Mikroroller entwickelt. Diese miniaturisierten Krankenwagen testeten sie dann in künstlichen Blutgefäßen auf ihre Tauglichkeit.

Antibiotika oder Krebsmedikamente schwächen auch gesunde Teile des Körpers. Daher ist eine gezielte Wirkstofffreisetzung besonders wichtig. Hier könnten magnetische Nanopropeller helfen, die am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme mitentwickelt wurden. Damit haben die Forscher bereits Leuchtgene in Tumorzellen eingeschleust. In Zukunft könnten auch Wirkstoffe transportiert werden.

Selbstorganisation fällt schon manchem Menschen schwer, doch bestimmte Nanopartikel scheinen dies mit Bravour zu beherrschen. Sie strömen unter UV-Licht koordiniert innerhalb eines Wassertropfens umher – und synchronisieren sich dabei sogar mit Partikeln benachbarter Tropfen. Dieses Phänomen haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme nun beschrieben.