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HANNOVER MESSE 2018, 23. - 27. April

Schaltbare Magnete

Energieeffiziente, einstellbare Magnete für die Mikrotechnologie.

Karlsruher Institut für Technologie

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Logo Schaltbare Magnete

Messestand
(Hauptstand)
Thema: Innovationen für Industrierobotik, Leichtbau und Produktentwicklung

Halle 2, Stand B16

Produktbeschreibung

Magnete haben vielfältige technische Anwendungen: Magnetkräfte können zum Beispiel Maschinen bewegen oder Roboterhände zugreifen lassen. Es gibt Ventile, die wie kleine Schleusen mit Magneten geöffnet und geschlossen werden. Schließlich ist es möglich, Magnetpartikel an chemische oder biologische Substanzen zu heften und diese so zu sortieren oder gezielt durch mikrofluidische Kanäle zu leiten.

Heute werden im Maschinenbau meist Elektromagnete eingesetzt, die durchgehend Energie verbrauchen, da sie von Strom durchflossen sein müssen, um die magnetische Wirkung aufrecht zu halten. Aus magnetischem Material bestehende Permanentmagnete verbrauchen zwar keinen Strom, können aber auch nicht an- und abgeschaltet werden. Es wäre wünschenswert, den magnetischen Zustand metallischer oder halbleitender Materialien mithilfe von elektrischen Feldern zu beeinflussen. Diese Technik könnte in Zukunft für magnetische Speichermedien angewendet werden. Allerdings ist der Einfluss der elektrischen Felder auf ultradünne Schichten an der Oberfläche beschränkt, sodass die Magnetkräfte zu klein sind, um sie zur Bewegung von Maschinenteilen einzusetzen.

Wissenschaftler des KIT-Instituts für Nanotechnologie (INT) haben eine Methode entwickelt, die magnetischen Eigenschaften von Materialien im gesamten Volumen zu beeinflussen. Das Verfahren funktioniert analog zu elektrochemischen Energiespeichern, wie beispielsweise Akkus. Als Elektrodenmaterial verwenden die Forscher Nanokristalle aus magnetischem Eisenoxid, in die durch Lade- und Entladevorgänge nichtmagnetische Elemente, wie beispielsweise Lithium, eingelagert werden. Die Einlagerung, auch als Interkalation bezeichnet, ist reversibel und kann dazu benutzt werden, die magnetischen Eigenschaften des Materials zu steuern.

Bei dieser elektrochemischen Steuerung der Magnetisierung ist Energie nur zur Zustandsänderung erforderlich, nicht um einen Magnetisierungszustand aufrecht zu erhalten.

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