| Gel | Salzlösung |
Elektrolyt-Polymer-Gele bestehen aus einer Polymermatrix mit ionisierbaren Gruppen, die von einer salzhaltigen Lösung durchdrungen ist. In Experimenten wurde beobachtet, daß Elektrolyt-Polymer-Gele bei Stimulation durch elektrische Felder, pH-Wertänderung u.ä. starken geometrischen Veränderungen unterworfen sind. Diese Eigenschaft macht Elektrolyt-Polymer-Gele zu außerordentlich interessanten Werkstoffen, die etwa für Anwendungen in der Robotertechnik oder im Flugzeugbau geeignet sein könnten (Stichwort ,,Künstlicher Muskel'', siehe Abb. 2). Hierzu ist einerseits ein genaueres Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen, andererseits eine ausreichende quantitative physikalische Modellierung notwendig.
Qualitative Kenntisse über Polymer-Gele gibt es schon seit längerem. Der Polymer-Chemiker Flory gab bereits 1950 eine Erklärung für die außergewöhnlichen Eigenschaften dieser Stoffe: Bei der Stimulation durch äußere Reize werden durch Ionendiffusion zum Teil dramatische Konzentrationsunterschiede und damit osmotische Druckdifferenzen hervorgerufen (siehe Abb. 1). Diese sind dafür verantwortlich, daß Lösungsmittel ins Gel eindringt oder vom Gel abgegeben wird, was die angesprochenen geometrischen Veränderungen hervorruft.
Abbildung 2: Funktionsschema des Muskels