Een kunststof folie dat als een rups naar een lampje kruipt: het bestaat, dankzij Eindhovense chemici
Eindhovense en Amerikaanse chemici hebben een kunststof folie ontwikkeld waarvan een strookje als een rups naar een violet led-lampje kan kruipen, of er juist vanaf. Het golvende kunststof reageert op licht en zou eventueel piepkleine voorwerpen op lastige plekken kunnen afleveren, denken de onderzoekers.
'Het blijft een wonderlijk gezicht om het over een glasplaatje te zien wandelen', zegt promovenda en eerste auteur Anne Hélène Gelebart van een artikel dat donderdag in het tijdschrift Nature verschijnt. Daarin wordt een polymeerfolie gepresenteerd dat is opgebouwd uit lichtgevoelige vloeibare kristallen zoals die ook in smartphone beeldschermen zitten.
Aan de ene kant van het folie liggen de kristallen in elkaars verlengde, aan de andere kant juist netjes naast elkaar. De gebruikte moleculen zetten uit bij violette belichting, en krimpen weer abrupt in de schaduw. Daardoor kromt het folie als er licht op valt.
De Eindhovense groep onder leiding van oud-Philips chemicus Dick Broer publiceerde al eerder over zulke folies, die bij belichting bijvoorbeeld opbollen of krom gaan staan, of op kleinere schaal ribbels vormen, aangestuurd door elektriciteit of licht. Daarvan zijn toepassingen denkbaar in bijvoorbeeld voelbare toetsen op tabletschermen.
De nieuwe folie reageert sneller op licht en donker dan eerdere versies en blijkt daardoor tot een permanente rupsachtige golfbeweging in staat. Het folie wordt voor dat doel gekromd vastgezet in een frame ter grootte van een paperclip. Als daar in de lengterichting licht op valt, verandert de kromming van het folie waardoor een groter stuk folie in zijn eigen schaduw komt en de kromming nog verder verandert. Zo ontstaat een voortgaande golfbeweging, die de clip op een stroeve ondergrond vooruit duwt. Of achteruit, als de onderkant boven ligt.
Volgens onderzoekster Gelebart is een voortgaande beweging uit met een continue belichting nog niet eerder vertoond; tot nog toe moest licht altijd aan en uit worden gezet voor beweging. Proeven in het Eindhovense lab hebben inmiddels uitgewezen dat het golffolie, dat zelf milligrammen weegt, een gewicht tot 50 milligram kan voortduwen. 'Dat klinkt weinig maar in verhouding is dat best veel', zegt Gelebart. Het systeem zou, vastgezet, door de snelle bewegingen ook gebruikt kunnen worden om zandkorrels of stof van zonnepanelen te schudden. De universiteit van Kent in Ohio tekende voor de theorie van de techniek.
De Twentse organisch chemicus prof Nathalie Katsonis, zelf niet bij de studie betrokken, noemt het Eindhovense werk in Nature heel inspirerend. 'Een zelfstandig bewegend gadget is op zich natuurlijk charmant. Maar dit resultaat markeert vooral dat je gedrag in de moleculen van een materiaal kunt programmeren, zonder ingewikkelde afzonderlijke onderdelen. Een beetje zoals de natuur werkt: vorm en functie die samenvallen.'
Het systeem zou, vastgezet, door de snelle bewegingen ook gebruikt kunnen worden om zandkorrels of stof van zonnepanelen te schudden