Stukje rubber vouwt zichzelf op
27 september 2018 door SSTEen wegenkaart netjes opvouwen is meestal een lastige klus. En een robotarm die zichzelf in elkaar kan vouwen, heeft hiervoor heel wat motortjes en radertjes nodig. Wetenschappers zoeken naar materialen die dit automatisch doen.
Hoe complexer een voorwerp, hoe moeilijker het is om op te vouwen. Het vouwprincipe is doorgaans simpel, maar behelst meerdere stappen die je in de juiste volgorde moet uitvoeren. Nederlandse fysici hebben nu een structuur ontworpen die zichzelf opvouwt in meerdere stappen, waarbij een simpele druk op de zijkanten volstaat.
De onderzoekers keken naar de natuur, waar tal van vouwprocessen (meerstaps) voorkomen. Eiwitten vouwen zich bijvoorbeeld op in meerdere stapjes, inclusief ingebouwde zelfcorrecties. Vervolgens zochten de fysici naar kunstmatige materialen waar een automatisch meerstaps vouwproces zit ingebakken.
Ze werkten met een rubberen structuur (een tiental centimeter breed) opgebouwd uit blokjes die dankzij hun flexibele verbindingen kunnen draaien. Door die verbindingen een verschillende dikte te geven, konden ze de vouwvolgorde ‘programmeren’. Als er op de zijkanten van het rubber wordt gerukt, dwingt de constructie zich in een nieuwe, compacte structuur waarbij sommige blokjes tegen elkaar aan komen te liggen. Méér druk leidt vervolgens tot de volgende stappen in het vouwproces. Het hele vouwproces neemt maar drie stappen in beslag – een record.
Het zelfvouwende rubber kan worden gebruikt in tal van toepassingen. Automatische vouwing (plus zelfcorrectie) is belangrijk in bijvoorbeeld de ruimtevaart, want daar kan veel misgaan terwijl er juist niets mis mág gaan. Hetzelfde geldt in de geneeskunde: als een medische sonde vastloopt bij het opvouwen, kan die moeilijker weer uit het lichaam verwijderd worden.
