Wetenschap - 28 april 2015

Rubber tijgert als een rups

tekst:
Roelof Kleis

Het ziet er intrigerend uit: een stukje siliconenrubber dat zich voortbeweegt als een rups. Het kunststukje is van Chinese wetenschappers en de Wageningse hoogleraar Jasper van der Gucht.



Niks beweegt vanzelf. Ook dit stukje rubber niet, legt Van der Gucht (Physical Chemistry and Soft Matter) uit. Het rubber reageert op een voortdurende verandering van de luchtvochtigheid. De truc zit ‘m in een geladen polymeerlaagje op het rubber dat sterk opzwelt als het water opneemt. ‘Ongeveer zoals een luier dat doet’, trekt Van der Gucht de vergelijking. Als de nattigheid verdampt, neemt het materiaal zijn oude vorm weer aan.

- Helaas, uw cookie-instellingen zijn zodanig dat de Video niet getoond kan worden - pas uw permissie voor cookies aan

Materialen met een geheugen zijn niet nieuw. Maar het proces vergt meestal tijd. De dubbellaag die nu is ontwikkeld, heeft die handicap niet. Het materiaal reageert ogenblikkelijk. Dat maakt toepassing een stuk aantrekkelijker. Bijvoorbeeld als sensor voor luchtvochtigheid, oppert Van der Gucht. Hij verwijst daarbij naar de manier waarop huidmondjes in een blad zich openen en sluiten al naar gelang de luchtvochtigheid.

De variatie aan mogelijke bewegingen hangt af van het patroon van de opgebrachte polymeer
Jasper van der Gucht

'Maar je kunt ook andere prikkels dan water gebruiken', vervolgt Van der Gucht. 'Het laagje polymeer is elektrisch geladen. In principe kan het ook op zout, de pH of zelfs elektrische velden reageren.’ De variatie aan mogelijke bewegingen hangt af van het patroon van de opgebrachte polymeer. Het materiaal vouwt zichzelf op, krult om of vormt een schroef, al naar gelang het patroon.

Dat praktische werk hebben de Chinesen gedaan. De bijdrage van Van der Gucht zit ‘m in de theorievorming. Van der Gucht ontwikkelde een model dat verklaart waarom en hoe het materiaal zo snel reageert. ‘Die abrupte overgang is goed te verklaren’, legt Van der Gucht uit. ‘Je ziet vaak bij processen waar verschillende krachten tegen elkaar in werken dat je een drempelwaarde hebt, een kantelpunt. Dat is ook hier aan de hand.’



Re:ageer