Nederlandse tegendraadse rubberen kubus gaat revolutie ontketenen

Wetenschappers van het FOM-instituut Amolf in Amsterdam hebben sponsachtige rubberen kubusjes gemaakt waar op de zijkant in relief een lachende smiley verschijnt als er aan de bovenkant op gedrukt wordt. Het lijkt kinderspeelgoed, maar in werkelijkheid is het topwetenschap waarvoor het prestigieuze tijdschrift Nature deze week vier pagina's inruimt.

Beeld AMOLF

De Amsterdamse 'anisotrope metamaterialen' vormen de voorbode van een hele nieuwe generatie materialen, heet het daar. De mogelijkheden zijn legio, zegt Amolf-onderzoeker Corentin Coulais over de zachte groene blokken van misschien een decimeter groot.

'Je kunt denken aan materialen waarvan het oppervlak op commando wel of niet geluid of zelfs licht absorbeert, of waterafstotend wordt of misschien net de benodigde wrijving geeft.' Er zijn inmiddels contacten met de faculteit Industrieel Ontwerpen in Delft, zegt hij. 'Wie weet wat er mogelijk is voor bijvoorbeeld protheses. Of schoenzolen die plaatselijk comfortabeler worden waar je voet drukt.'

De nieuwe sponsachtige metamaterialen worden met 3D-printers gemaakt van kunststof of zacht rubber. Ze staan sinds enkele jaren sterk in de belangstelling omdat er tastbare voorwerpen met vreemde tegendraadse eigenschappen van te maken zijn. Sommige zetten bijvoorbeeld uit als er druk op wordt uitgeoefend en krimpen als eraan getrokken wordt. Dat komt doordat ze uit zachte holle bouwstenen bestaan die individueel onder druk inklappen of plat worden maar samen juist tot krimp of opzwellen leiden.

Beeld AMOLF

Zwellen of krimpen

Tot nog toe werden zulke bouwstenen (de onderzoekers noemen ze in Nature 'volumepixels' of voxels) altijd in een regelmatig patroon toegepast, waardoor effecten van druk gelijkmatig optreden. Dat het topblad nu belangstelling toont, zegt Coulais, komt vooral doordat voor het eerst op bestelling oppervlaktepatronen kunnen worden opgewekt. 'Door het bouwwerk van elementjes niet regelmatig te maken, maar op een slimme manier onregelmatig, gaat er een wereld van mogelijkheden open.'

De Amsterdammers ontwierpen daartoe een nieuw bouwsteentje dat op twee manieren op druk kan reageren: zwellen of krimpen. Door die slim op en naast elkaar ze zetten, resulteert aandrukken in een uitstulping op de ene plek en op de andere plek juist niet. Zo kunnen met wat druk specifieke reliëfs tevoorschijn worden getoverd, van ludieke smileys tot letters of keurige schaakborden. 'Ik noem het oppervlaktemachientjes', zegt Coulais. 'Je ontwerpt ze immers om een bepaalde functie uit te voeren.'

Zijn droom, zegt de onderzoeker, is een echt programmeerbare metakubus die op commando telkens andere uitstulpingen vertoont. 'Maar dat vergt een heel ander soort bouwsteentjes. Voorlopig zijn we al blij dat dit nu werkt.'

Beeld AMOLF
Beeld AMOLF
Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@volkskrant.nl.