Projektbeschreibung
Innovative Materialien begünstigen künstliche Muskeln mit naturgetreuen Bewegungen
Die Entwicklung von „künstlichen Muskeln“ ist dank der technischen Fortschritte in der Robotik und der Medizin auf dem Vormarsch. Aktoren (die Energie in Bewegung umwandeln) sind zwar im Alltag von Bedeutung, können aber nicht für weiche, sanfte und geräuschlose Regungen sorgen, die die menschliche Bewegung und Geschicklichkeit nachahmen. Im EU-finanzierten Projekt E-MOTION werden innovative weiche Materialien im makroskopischen Maßstab entwickelt, die auf schaltbaren Spin-Crossover-Molekülen mit bemerkenswerten Betätigungsleistungen basieren. Durch eine bahnbrechende Kombination werkstofftechnischer Methoden wird das Projekt die schaltbaren Materialien mit den Eigenschaften elektrischer Betätigung, Selbsterfassung und Energiegewinnung ausstatten. Da E-MOTION die Beziehung zwischen ihrer Tiefenstruktur und ihren mechanischen Eigenschaften genau kennt, wird das Projektteam die Materialien als Grundlage für die Entwicklung origineller fasergeflochtener Aktoren und 3D-gedruckter mikrofluidischer Aktoren nutzen.
Ziel
Actuator devices converting energy into motion are a fundamental part of everyday life. However, there is currently an unmet need in actuation technologies to provide soft, smooth, noiseless movement that can mimic human motion and dexterity. The development of such “artificial muscles” is burgeoning in both interest and importance as it would enable significant advances in areas as important as robotics, medicine and aeronautics. To enable a step-change in this field, E·MOTION proposes to develop unprecedented macroscopic-scale soft materials based on switchable spin crossover molecules with remarkable actuating performances. Using an innovative combination of material engineering methods these materials will be endowed with electrical actuation, self-sensing and energy harvesting properties, which will be a major breakthrough. More fundamentally, E·MOTION aims at understanding in-depth structure vs. mechanical property relationships in these switchable materials, which is essential for processing and optimizing their function. A multiscale experimental and theoretical approach will be used to assess how the molecular deformation and change in molecular connectivity under external stimuli affect macroscopic mechanical properties as well as the cycle life. Finally, E·MOTION will take a major shift on the side of actuator design by the development of original fibre-braided actuators as well as 3D-printed, microfluidic actuator devices made of these materials. These advanced actuator designs will then be thoroughly analysed for their ability to mimic complex muscular schemes. This ambitious, multidisciplinary project that brings together various aspects of molecular and polymer chemistry, condensed matter physics, mechanical engineering and advanced manufacturing, will enable a new departure in my career and a significant leap forward in the state-of-the-art that shall expedite the societal exploitation of these novel, molecule-based actuator technologies.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencesphysical sciencescondensed matter physics
- natural scienceschemical sciencespolymer sciences
- engineering and technologymechanical engineeringvehicle engineeringaerospace engineeringaeronautical engineering
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringrobotics
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-ADG - Advanced GrantGastgebende Einrichtung
75794 Paris
Frankreich