Adaptive Materialien
Adaptive Materialien und Werkstoffe, deren Eigenschaften sich elektrisch oder magnetisch schalten lassen, werden als »Intelligente Materialien« oder »Smart Materials« bezeichnet. Mit ihrer Hilfe sollen Systeme zukünftig einfacher hergestellt und gleichzeitig auch neue Funktionen integriert werden.
Seit vielen Jahren entwickelt und optimiert das Fraunhofer ISC magnetorheologische und elektrorheologische Flüssigkeiten (MRF und ERF) sowie magnetorheologische Elastomere (MRE). Schnell und reversibel verändern diese Materialien ihre Viskosität bzw. Elastizität durch das Anlegen eines elektrischen oder magnetischen Feldes und eignen sich damit zur adaptiven Schwingungs- oder Aufpralldämpfung oder für haptische Bedienelemente. Beispiel für eine Anwendung ist ein ausfallsicherer Stoßdämpfer auf MRF-Basis, der die Fahrwerksstabilität gewährleistet, auch wenn die Stromversorgung über das Bordnetz versagt.
Zusätzlich wird an Werkstoffen gearbeitet, mit denen elektrische Signale in mechanische Bewegung umgesetzt werden und/oder umgekehrt Bewegung in elektrische Signale. Dazu zählen Piezokeramiken, elektroaktive Polymere (EAP) und Carbon-Nanotube-Komposite (CNT). Sie eignen sich als aktorische und sensorische Komponenten, beispielsweise als Ultraschallwandler, zur Online-Strukturüberwachung oder für die Energiewandlung (micro energy harvesting). Je nach Anwendungsbereich und Anforderungsprofil werden die geeigneten Materialien ausgewählt und gegebenenfalls kombiniert.
Die Aktivitäten des Instituts im Bereich Adaptive bzw. Intelligente Materialien sind im Center Smart Materials konzentriert www.cesma.de