Sterke en onbreekbare moleculaire schakelaar toevallig ontdekt

Een organisch materiaal dat steeds opnieuw van vorm kan veranderen, zonder dat het breekt, kan handige toepassingen hebben als kunstmatige spier, pompje of als elektrische schakelaar.

Trefwoorden: #lab-on-a-chip, #moleculair, #Nankai Universiteit, #Radboud Universiteit, #schakelaar

Lees verder

research

( Foto: Radboud Universiteit )

ENGINEERINGNET.BE - Natuurkundigen van de Nederlandse Radboud Universiteit en de Chinese Nankai Universiteit hebben bij toeval een materiaal ontdekt waarbij dit kan.

‘Ik noem het ook wel de "moleculaire flipperkast", zegt Theo Rasing, hoogleraar Spectroscopie van vaste stoffen en grensvlakken aan de Radboud Universiteit.

Samen met collega’s uit Nijmegen en China demonstreert hij de vormverandering van het materiaal door een glazen kraal met hoge snelheid weg te schieten. Daarbij levert het materiaal, een organisch kristal genaamd 4-DBpFO, een kracht die overeenkomt met tienduizend keer zijn eigen gewicht.

De kristallen hebben de bijzondere eigenschap om sterk van vorm te veranderen bij een kleine temperatuurverandering rond de 180 graden Celsius, zonder dat ze daarbij kapotgaan. Zodoende kunnen ze honderden keren opnieuw van vorm veranderen.

In de wetenschappelijke wereld is grote behoefte aan kleine bewegende machines gemaakt van organisch materiaal, die onder andere zijn te gebruiken als kleine vloeistofpompjes op een zogenaamde ‘lab-on-a-chip’.

‘Het probleem met bestaande organische kristallen is dat dergelijke vormveranderingen door bijvoorbeeld temperatuurverschillen het materiaal snel doet breken’, aldus Rasing.

Het materiaal dat de onderzoekers hebben gevonden breekt niet bij herhaaldelijke vormverandering, doordat de moleculen over elkaar heen schuiven. De vondst was toevallig: toen de temperatuur onder de microscoop door de onderzoekers werd veranderd, sprong het kristal ineens weg.

Om verdere stappen te kunnen maken naar mogelijke toepassingen willen de onderzoekers uitzoeken hoe, door middel van aanpassingen in de moleculaire structuur, het effect verschoven kan worden naar lagere temperaturen.

Ook willen ze kijken hoe ze het materiaal van vorm kunnen veranderen door middel van kleine lichtpulsjes, zodat het materiaal gecontroleerd verwarmd en afgekoeld kan worden.


Video: