Hoogleraar nanomechanica wil ‘zweven op nanoschaal’

Met nano-engineering willen we de kloof tussen nano wetenschap en concrete nanomechanische toepassingen overbruggen, stelt prof. dr. Peter Steeneken van de TU Delft in zijn intreerede.

Trefwoorden: #bewegen, #beweging, #elektrostatisch, #grafeen, #klok, #motor, #nano, #nanomechanica, #nanoschaal, #Peter Steeneken, #robot, #roteren, #schakelaars, #sensor, #telefoon, #TU Delft, #wrijving, #zweeftrein

Lees verder

research

( Foto: TU Delft )

ENGINEERINGNET.BE - 'Beweging' staat centraal in zijn intreerede ‘Dynamica in de nanomechanica’. Zoals de beweging van microscopische zwevende en roterende motortjes en schakelaars, aangedreven door elektrostatische krachten, die onlangs in Delft (Nederland) zijn gemaakt.

"Ik wil dit soort robotjes nog veel kleiner, sneller en nauwkeuriger gaan maken," stelt prof. dr. Peter Steeneken, hoofd van de Dynamics of Micro and Nanosystems groep aan de TU Delft.

Hierdoor gaan productiekosten omlaag, wordt minder energie verbruikt en is nauwkeuriger werken mogelijk. Moderne telefoons zitten daarom vol met microscopisch kleine apparaatjes, zoals klokken, microfoons en sensoren. Het is interessant om dit soort apparaten nog kleiner en dunner te maken, nog sneller te laten bewegen en nog nauwkeuriger te maken. Een van de manieren om structuren kleiner te maken is door nieuwe materialen te gebruiken.

Zoals grafeen, een membraan dat slechts 1 atoom dik is, en heel licht en sterk is. Deze unieke aspecten maken interessante nieuwe actuatoren en sensoren mogelijk. Op nanoschaal is het gedrag van deze structuren echter heel anders dan op microschaal en daardoor moeilijk te meten en te voorspellen.

Daarnaast zijn op nanoschaal wrijvings- en plakkrachten erg groot. Als twee oppervlakken elkaar raken, dan is het bijna onmogelijk om ze nog los van elkaar te krijgen. Volgens Steeneken is er maar één manier om structuren wrijvingsloos over grote afstanden met hoge snelheden te bewegen: zweven op nanoschaal.

"Op grote schaal zijn er bijvoorbeeld magnetische zweeftreinen, maar op microschaal is het moeilijk om objecten zwevend te bewegen en roteren. We hebben nu de eerste stappen gezet waarbij we 100 micrometer dikke zwevende en roterende motortjes en schakelaars hebben gemaakt, die worden aangedreven door elektrostatische krachten."

"Het is een uitdaging om de beweging van zwevende microstructuren te begrijpen, kwantificeren en voorspellen. Maar, als we ze in bedwang kunnen houden, bieden ze nieuwe mogelijkheden om de prestaties van nanomechanische systemen sterk te verbeteren."