Magnetischer Teppich
Eine kontrollierbare, magnetisch reagierende Oberfläche.
Das ist der Magnetische Teppich - ein bahnbrechendes Material, das aus magnetisierten Silikonhaaren besteht! Diese Haare arbeiten selbstständig und haben die einzigartige Fähigkeit, mit Gegenständen und Flüssigkeiten auf ihrer Oberfläche zu interagieren und sie in perfekter Harmonie zu bewegen.
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Eigenschaften
Was ist so besonders?
Haarähnliche Oberflächenstruktur
Wimpernähnliche Fäden, die Zilien genannt werden, kommen in der Natur in vielen Bereichen vor, z. B. in unserer Lunge, unserem Gehirn oder auf Pflanzen. Auch Mikroorganismen haben diese haarähnlichen Strukturen, die sie zur Fortbewegung nutzen. Es ist ein Mobilitäts- und Transportsystem. Der Magnetische Teppich ahmt die Zilien nach. Seine Fasern sind gleichmäsig verteilt und können sich auf Signale hin biegen und gemeinsam reagieren.
So sieht die Oberfläche eines Magnetischen Teppichs aus.
©Katja Schulz, CC BY 2.0 DEED
Lotusblätter zum Beispiel sind selbstreinigend aufgrund ihrer Oberflächenstruktur, die - du hast es erraten - Zilien enthält.
Flexibel und magnetisch ansprechbar
Die Haare des Magnetischen Teppichs sind sowohl weich als auch flexibel, weil sie aus Silikon bestehen. Ausserdem enthalten sie magnetische Partikel, die es ihnen ermöglichen, magnetisch zu reagieren. Obwohl die Haare auf dem Magnetischen Teppich Objekte gemeinsam bewegen, reagiert jedes einzelne Haar unabhängig auf magnetische Kräfte, indem es sich entweder nach unten biegt oder nach oben streckt. Auf und ab ist aber nicht die einzige Art, wie sich die Haare bewegen können: Wenn abwechselnde Magnete seitlich verschoben werden - und genau dann passiert die Magie - können sich die Haare des Magnetischen Teppichs auch drehen.
Magnete sorgen dafür, dass sich die Säule auf und ab bewegt.
Magnete lassen die Haare rotieren.
Transportiert Feststoffe
Es ist faszinierend zu sehen, dass Objekte verschiedener Formen unterschiedliche Reaktionen auf diese magnetischen Wimpern zeigen. Feste Gegenstände können sich in einem Muster über den magnetischen Teppich bewegen, das Festival- oder Konzertbesuchende an einen vertrauten Anblick erinnert. Die Härchen transportieren Objekte mit einem "Crowd-Surfing-Effekt". Wenn du also das nächste Mal auf der Bühne stehst, denk an die Zilien! Beeindruckend ist, dass sie sogar noch zuverlässiger sind als eine menschliche Menschenmenge, da sie niemals auseinanderdriften.
Transportiert Flüssigkeiten
Noch beeindruckender ist die Tatsache, dass der Magnetische Teppich auch Flüssigkeiten transportieren kann. In der Natur helfen Zilien dabei, Flüssigkeiten zu bewegen, vor allem dickere Flüssigkeiten, die sich normalerweise nicht gut auf einer Oberfläche bewegen lassen. Der Magnetische Teppich ist wie eine künstliche Version davon. Er ahmt nach, wie die natürlichen Zilien Flüssigkeit auf einer Oberfläche bewegen - durch kreisförmige Bewegungen oder durch Anheften und Biegen.
Bescheiden in der Grösse
Obwohl die Haare des Magnetischen Teppichs einen beeindruckenden Bewegungsradius haben, sind sie eigentlich ziemlich klein und ähneln den natürlichen Zilien. Die grössten von ihnen sind nur etwa 2,5 mm gross.
Eine Magnetfeldwelle erzeugt Wellen auf der Teppichoberfläche, die zu einem amphibischen Transport von Feststoffen und Flüssigkeiten führen.
Anwendungen
Was können wir damit machen?
Fördersysteme
Die Zukunft der Magnetischen Teppiche sieht vielversprechend aus, auch wenn sie noch nicht ganz vorgezeichnet ist. Vielleicht ebnen sie den Weg für eine neue Art von industrieller Innovation, wie z. B. ein selbstsortierendes Fördersystem, oder sie überraschen uns mit neuen, unerwarteten Einsatzmöglichkeiten. Hast du eine Idee? Was auch immer ihre Zukunft bringen mag, Magnetische Teppiche werden wahrscheinlich weiterhin das tun, was sie (und ihre natürlichen Gegenstücke) am besten können: uns voranbringen!
Förderrollen zum Sortieren von Gepäck auf einem Flughafen. Diese Art von System funktioniert gut bei robusten und festen Gegenständen, würde aber bei Flüssigkeiten kläglich scheitern, wo Magnetische Teppiche hervorragend funktionieren würden, wenn auch nur im Millimeter- oder Zentimeterbereich.
Da unser Teppich weich ist, kann er für den Transport und das Sortieren von zerbrechlichen Gegenständen im Millimeter- bis Zentimeterbereich verwendet werden.
Zusammensetzung
Woraus ist der Magnetische Teppich gemacht?
Magnetische Teppiche bestehen aus weichem Silikon, das die Struktur des Teppichs bildet.
Die magnetische Qualität kommt von einem speziellen Pulver namens Neodym-Eisen-Bor, das sich an den Spitzen der Silikonfasern befindet.
Herstellung
Wie wird der Magnetische Teppich hergestellt?
Obwohl Magnetische Teppiche wie komplexe Organismen aussehen, ist ihre Herstellung ziemlich einfach.
Zuerst wird eine Mischung aus flüssigem Silikon und magnetischen Partikeln hergestellt.
Diese Teilchen steigen auf, wenn ein Magnetfeld angelegt wird, und bilden kegelförmige Teppichfasern (Haare). Trotz ihrer kooperativen Bewegung stossen sie sich gegenseitig ab, was ihre gleichmässige Verteilung erklärt.
Die entstandene Oberfläche wird dann 15 Minuten lang bei 60°C gehärtet, damit sie ihre Form behält, auch wenn das Magnetfeld nicht mehr aktiv ist.
Feedback
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Researcher of Magnetic Carpet
Links
Möchtest du mehr über den Magnetischen Teppich erfahren?
Lies das Forschungspapier: Amphibischer Transport von Flüssigkeiten und Feststoffen durch weiche Magnetteppiche
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