Expansionsfaser

Expansionsfaser ist ein Fachbegriff aus der Materialwissenschaft und Textiltechnik, der eine Faser beschreibt, deren Länge oder Querschnitt auf einen äußeren Stimulus hin zunehmen kann. Die Expansion kann reversibel oder irreversibel sein und wird typischerweise durch Hitze, Feuchtigkeit, pH-Wert, elektrische oder magnetische Felder oder Licht ausgelöst.

In der Regel beruhen Expansionsfasern auf sensiblen Polymer-Netzwerken oder Funktionsmaterialien wie formgedächtnisartige Polymere, Hydrogelen, Flüssigkristall-elastomere oder eingebettete quellende Partikel. Die makroskopische Ausdehnung resultiert aus mikroskopischen Änderungen, z. B. Phasenübergängen, Netzwerk-Schwellung oder anisotrop orientierten Strukturen.

Anwendungen finden sich in der Entwicklung von Smart Textiles, weichen Robotik-Aktoren, adaptiven Verbundstoffen und Sensorik. Expansionsfasern ermöglichen verstellbare Wärme- oder Feuchtigkeitseigenschaften, verformen sich auf Impuls hin oder übertragen Dehnung als Signale.

Begriffsabgrenzung: Der Terminus wird in der Literatur uneinheitlich verwendet. Manche Autoren unterscheiden Expansionsfasern von anderen aktiven Fasern, die durch chemische Reaktionen oder elektrische Felder gesteuert werden; andere verwenden den Begriff als Oberbegriff für stimuli-reaktive Fasern.

Siehe auch: Smarte Materialien, Aktoren, stimuli-reaktive Polymere, formgedächtnisfasern.

Literaturhinweis: Weiterführende Texte zu stimuli-reaktiven Fasern und Smart Textiles liefern Hintergrundwissen zu Materialprinzipien und Anwendungsfeldern.