light driven oscillating film (light responsive actuator) by PhD Student Anne Hélène Gelebart, chair prof. Dick Broer, Functional Organic Materials and Devices, Department of Chemical Engineering and Chemistry, Eindhoven University of Technology

Wetenschappers van TU Eindhoven en Kent State University hebben een materiaal ontwikkeld dat onder invloed van licht gaat golven en zich zo kan voortbewegen. Ze klemden hiervoor een strookje van dit nieuwe polymeer in een rechthoekig framepje. Bij belichting gaat dit geheel vanzelf aan de wandel. Dit apparaatje, met de afmeting van een paperclip, is ’s werelds eerste wandelmachientje dat licht direct omzet in voortbeweging, simpelweg aangedreven door één vaste lichtbron. De onderzoekers publiceren op 29 juni hierover in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

De maximum snelheid is ongeveer de snelheid van een rups, zo’n halve centimeter per seconde. Opmerkelijk is dat het machientje de andere kant op kruipt als het wordt omgedraaid; dus als het licht op de andere kant van het strookje komt. Volgens de onderzoekers zou hun vinding mogelijk kunnen dienen voor transport van kleine objecten in moeilijk bereikbare plaatsen en voor het schoonhouden van oppervlakten zoals zonnecellen. Dit laatste demonstreren ze door zandkorrels op het strookje te leggen, die vervolgens door de golvende beweging ervan worden afgevoerd. Het mechanisme is zo krachtig, dat het strookje een object dat veel groter en zwaarder is, heuvelop kan transporteren.

Meld je aan voor onze Nieuwsbrief!

Je wekelijkse innovatie overzicht: Elke zondag onze beste artikelen in je inbox!

    Hoe het precies werkt? Lees door onder de video.

    Het ‘zelf-schaduwende’ effect creëert een continue golfbeweging,


    Het machientje beweegt zich voort onder invloed van paars licht

    TU/e

    Zo werkt het:
    (onderaan nog een video met momenten uit de testreeks van de onderzoekers)

    Het nieuwe materiaal dankt zijn beweeglijkheid aan het feit dat, onder invloed van licht, de ene kant ervan krimpt onder en de andere uitzet. Daardoor gaat het bij belichting bol staan. Die vervorming verdwijnt direct zodra het licht weg is. Hoewel het strookje er transparant uitziet, absorbeert het materiaal het gebruikte violette licht nagenoeg volledig, waardoor erachter een schaduw ontstaat.

    Het wetenschappelijk team, onder leiding van hoogleraar Dick Broer van de TU Eindhoven, wist met dit ‘zelf-schaduwende’ effect een continue golfbeweging te creëren. Ze klemden een strookje van het materiaal in een frame dat korter is dan het strookje zelf, waardoor het al direct bol staat. Ze zetten er vervolgens schuin van voren geconcentreerd led-licht op. Het belichte deel van het strookje bolt nu naar beneden, waardoor een kuil ontstaat in de strook. Hierdoor komt het volgende stuk van de strook in het licht te liggen, enzovoorts. Op deze manier verplaatst de kuil zich naar achteren en ontstaat de continue golfbeweging, die het geheel laat ‘lopen’, weg van het licht. Als de andere kant van het materiaal naar boven ligt, dan beweegt de golf in de andere richting en loopt het machientje naar het licht toe.

    Deze beweging van het materiaal kreeg de onderzoekers voor elkaar met ‘liquid crystals’ (bekend van de liquid crystal displays; lcd’s). Ze verwerkten een snel-reagerende lichtgevoelige variant in een vloeibaar-kristalpolymeer. Zo creëerden ze een materiaal dat vervormt als het belicht wordt, en ook direct weer terugbuigt als het licht verdwijnt.

    Het artikel in Nature is getiteld Making waves in a photoactive polymer film (DOI 10.1038/nature22987). De auteurs zijn Anne Hélène Gélébart, Dirk Jan Mulder, Ghislaine Vantomme, Bert Meijer en Dick Broer van de TU/e en Michael Varga, Andrew Konya, Robin Selinger van Kent State.

    Bron: persbericht TU/e / Foto’s Bart van Overbeeke


    Enkele eerste experimenten die de onderzoekers deden qua toepassing van hun materiaal. De golfbeweging in het strookje kan zelfs een object verplaatsen.

    TU/e, Kent State University

    Steun ons!

    Innovation Origins is een onafhankelijk nieuwsplatform, dat een onconventioneel verdienmodel heeft. Wij worden gesponsord door bedrijven die onze missie steunen: het verhaal van innovatie verspreiden. Lees hier meer.

    Op Innovation Origins kan je altijd gratis artikelen lezen. Dat willen we ook zo houden. Heb je nou zo erg genoten van de artikelen dat je ons een bedankje wil geven? Gebruik dan de donatie-knop hieronder:

    Doneer

    Persoonlijke informatie

    Over de auteur

    Author profile picture Bart Brouwers is mede-oprichter en mede-eigenaar van Media52 BV, uitgever van innovationorigins.com.