Forschende der EPFL haben ein neuartiges intelligentes Fasermaterial entwickelt, das seine Form und Steifigkeit durch Magnetfeldsteuerung verändern kann. Diese Technologie eröffnet neue Möglichkeiten für robotisches Greifen, haptisches Feedback in der virtuellen Realität und adaptive Kleidung.

In einem in *Nature* veröffentlichten Artikel beschreibt das Forschungsteam detailliert den Herstellungsprozess dieses intelligenten Fasermaterials. Sie kombinierten weichmagnetische Carbonyleisenpartikel mit Polyethylen niedriger Dichte und erzeugten mittels Schmelzspinnen Fasern mit einem Durchmesser von 57 Mikrometern. Anschließend wurden jeweils sieben Fasern zu einem spiralförmigen Garn verdrillt. Dieses Design ermöglicht es dem Material, vektoriell auf Stärke und Richtung von Magnetfeldern zu reagieren und überwindet so die Grenzen der skalaren Steuerung herkömmlicher intelligenter Materialien.

Die Forscher schrieben in ihrer Veröffentlichung: „Unsere Arbeit liefert neue Erkenntnisse über stimuliresponsive Fasermaterialien und hebt deren Steuerung von der Skalar- zur komplexen Vektorsteuerung auf ein neues Niveau. Dies läutet eine Ära der Innovation im Bereich intelligenter Textilien ein.“

Auf Basis dieses intelligenten Fasermaterials entwickelte das Team mehrere Anwendungsprototypen. Gewebe, die in einem Webverfahren hergestellt werden, können Belüftungsöffnungen automatisch öffnen und schließen und eignen sich potenziell für den zukünftigen Einsatz in temperaturregulierender, intelligenter Kleidung. Ein Greifer, der in einem Schneideverfahren gefertigt wird, ermöglicht es Robotern, zerbrechliche Objekte sicher zu handhaben; Tausende von Magnetfasern können einzeln gehärtet werden und sich der Form des Objekts anpassen.

Dieses intelligente Fasermaterial wurde auch erfolgreich in haptischen Handschuhen für virtuelle Realität eingesetzt. Greift ein Benutzer ein virtuelles Objekt, härtet ein externes Magnetfeld die Fasern oder erzeugt Hautdruck, wodurch eine realistische Berührung simuliert wird. Das Forschungsteam gab an, die Haltbarkeit und den Tragekomfort des Materials weiter zu verbessern, um die kommerzielle Anwendung der intelligenten Fasertechnologie voranzutreiben.

Die Vektorsteuerungseigenschaften dieses neuartigen intelligenten Fasermaterials bilden die Grundlage für die Entwicklung komplexerer intelligenter Textilien. Seine Anwendungsmöglichkeiten in der Roboterhaptik, bei tragbaren Geräten und anderen Bereichen verdeutlichen die innovative Entwicklungsrichtung der intelligenten Materialtechnologie.

Weitere Informationen: Junhong Pu et al., „Vektorresponsive magnetorheologische Fasern“, *Nature* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Nature*