Sport

Übersicht

Fussball-Videos

Live Fussball

Live-Ticker

blue Sport abonnieren

Ligen

Super League Klubs

Grasshopper Club Zürich

Übersicht

Live Wintersport

Resultate und Wertungen FIS

Skispringen Wertungen

Nordische Kombination

Resultate und Wertungen IBU

Übersicht

Live Eishockey

Resultate und Tabelle

Übersicht

Live Tennis

Turniere

Alle Grand Slam Turniere

Resultate

Übersicht

Live Motorsport

Rennen und Wertungen

Übersicht

Live Sport

Basketball

E-Mail Wetter

Musik

MyTech

Wordle

Videos

Wetter

Horoskop

Suche

Swisscom Dienste

Swisscom Apps

Sprache

Materialforschung Origami nach Ohrwurmart

SDA

24.3.2018

Die Imitation des Ohrwurmflügels aus dem 3D-Drucker lässt sich kompakt falten.
Source: ETH Zürich/Peter Rüegg

Forscher der ETH Zürich fabrizieren selbstfaltende Origami-Strukturen mit dem 3D-Drucker. Das Prinzip haben sie dem Ohrwurm abgeschaut, einem Tier mit rekordverdächtigen Flügeln.

So ist der offene Flügel des Ohrwurms mehr als zehnmal grösser als der geschlossene. Die grosse Tragfläche ermöglicht es dem Insekt zu fliegen. Da der Flügel sehr kompakt eingefaltet wird, kann das Tier aber auch in unterirdischen Tunneln herumwuseln, ohne dass seine Flügel Schaden nehmen.

Spannend ist der Flügel für die Wissenschaftler aber noch aus weiteren Gründen: Im offenen Zustand ist er stabil, ohne dass der Ohrwurm dafür Muskelkraft einsetzen muss. Und nur mit einem Klick faltet sich der Flügel von selbst komplett ein - ebenfalls ohne Einsatz von Muskeln.

Elastische Falten

Forscher der ETH und der Purdue University in den USA haben den Ohrwurm als Vorbild genommen für eine künstliche Struktur, wie sie im Fachjournal "Science" berichten. Um Aufbau und Funktionsweise des Flügels zu analysieren, nutzte der Erstautor der Studie, Jakob Faber von der ETH, eine Computersimulation des Flügels. Er arbeitete dabei mit Andres Arrieta, Professor an der Purdue University, zusammen, wie die ETH am Freitag mitteilte.

Die Simulation zeigte, dass die Falttechnik des Ohrwurms nicht nach dem klassischen Origami-Prinzip mit starren und geraden Falten mit einer Winkelsumme von 360 Grad in deren Schnittpunkten funktioniert. Denn damit könnte das Insekt seinen Flügel nur auf einen Drittel seiner Grösse zusammenfalten. Die Falten des Ohrwurmflügels sind hingegen elastisch und können entweder als Zug- oder Drehfeder wirken.

Die Falten des Ohrwurmflügels sind mit einem besonderen fädigen Protein ausgestattet, dem sogenannten Resilin. Je nach Anordnung und Dicke der Resilin-Lagen fungiert eine Falte als Zug- oder als Drehfeder. Manchmal erfüllt sie beide Funktionen kombiniert.

Faber und seine Kollegen untersuchten auch das Flügelmittelgelenk des Ohrwurmflügels, das sowohl im offenen als auch im geschlossenen Zustand für Stabilität sorgt. In diesem Gelenk kreuzen sich Faltlinien in Winkeln, die zum klassischen Origami nicht kompatibel sind.

Origami-Greifzange

Ihre Erkenntnisse übertrugen die Forscher auf einen Multimaterial-Drucker. Sie stellten in einem Durchgang ein sogenanntes 4D-Element aus vier harten Kunststoffplatten her, miteinander verbunden über einen weichen elastischen Kunststoff. Die Federfunktionen der Verbindungsfalten wurde dem Material dem natürlichen Vorbild entsprechend einprogrammiert.

In seiner geöffneten Form ist das gedruckte Element wie der Insektenflügel stabil. Tippt man es leicht an, faltet es sich von selbst zusammen.

Anschliessend wandten die Forscher das Prinzip auf grössere Elemente an und druckten eine Origami-Greifzange. Diese schliesst sich von selbst, arretiert und kann dann Gegenstände halten, ohne dass sich die Zange öffnet.

Noch sind die hergestellten selbstschliessenden Origami-Elemente Prototypen. Eine denkbare Anwendung wäre faltbare Elektronik. Doch auch die Raumfahrt ist interessiert an Solarsegeln für Satelliten oder Raumsonden, die sich auf kleinstem Raum transportieren und sich am Einsatzort grossflächig aufspannen lassen. Strukturen nach Ohrwurmart würden Platz, Gewicht und Energie sparen, da sie keinen Antrieb und keine zusätzlichen Stabilisatoren benötigen.

Die Forscher können sich aber auch profanere Dinge vorstellen, wie die ETH schreibt: selbstfaltbare Wurfzelte, Landkarten oder Packungsbeilagen zum Beispiel.

Bilder des Tages

Zurück zur Startseite

Mehr aus dem Ressort

Videos aus dem Ressort

Willkommen, Zukunft! Jaguar stellt Konzeptfahrzeug «Type 00» vor

Der Wagen soll den Wandel des traditionsreichen Automobilherstellers verdeutlichen. Das Elektroauto soll in den kommenden Jahren in verschiedenen Modellen auf den Markt kommen. Jaguar gehört heute zusammen mit der ebenfalls ursprünglich britischen

03.12.2024

Ferien auf dem Meer: Diese 8 neuen Kreuzfahrtschiffe stechen 2025 in See

Ferien auf einem Kreuzfahrtschiff? Schon gemacht oder träumst du noch davon? Im 2025 werden 20 neue Kreuzfahrtschiffe in See stechen. Im Video kannst du erste Eindrücke von den acht wichtigsten erhalten.

29.11.2024

Biberbau in Laufen-Uhwiesen ZH: Das Katz-und-Maus-Spiel hat ein Ende

Der Biber in Laufen-Uhwiesen sorgte bei der Gemeinde für schlaflose Nächte. Durch den Damm, kommt es zur Gefahr, dass die anliegenden Gebäude überschwemmt werden. Jetzt gibt es eine Lösung.

15.11.2024

EU-Klimadienst: 2024 wohl wärmstes Jahr seit Wetteraufzeichnung

Ein Hauch von Weiss liegt auf dem Mount Fuji – sehr zur Freude von Anwohnern und Touristen, die am Donnerstag die zarte Schneedecke auf Japans berühmtestem Berg fotografierten. Noch nie seit Beginn der Wetteraufzeichnungen vor 130 Jahren ist auf dem 3.776 Meter hohen Vulkan so spät im Jahr der erste Schnee gefallen. Mamoru Matsumoto, Meteorologe Japanischer Wetterdienst «Es gibt einen allgemeinen Trend, dass der erste Schneefall auf dem Berg Fuji immer später erfolgt. Die Ursache dafür ist noch nicht eindeutig geklärt, aber ein Grund, den wir anführen können, ist, dass die Temperatur um den Gipfel des Berges Fuji herum in diesem Herbst hoch ist.» Eine Beobachtung die auch viele andere weltweit in diesem Jahr gemacht haben.

08.11.2024

blue News fragt bei Experten nach // Trauen Sie künstlicher Intelligenz?

Alle reden von KI und alle nutzen sie auch. Doch wie denkt die Wirtschafts-Elite darüber, wenn es darum geht, dass Künstliche Intelligenz auch negative Folgen haben kann? blue News geht dieser Frage auf dem Grund.

28.10.2024