Onderzoekers van de University of Bristol hebben met behulp van Japanse vouwkunst een nieuw materiaal ontdekt. Het mechanische 'metamateriaal' is hoogst buigzaam en toch stevig, en kan in een handomdraai van plat naar driedimensionaal gaan. Dat kan bijvoorbeeld handig zijn voor opvouwbare elektronica.
De onderzoekers werken met het principe van Kirigami - een variant op het bekendere Origami, maar dan met de hulp van een schaar. Door sneetjes in papier te knippen kan een simpel A4-tje in allerlei vreemde bochten gewrongen worden. Daarmee maakten de onderzoekers een honingraatstructuur met een bijzondere eigenschap: afhankelijk van welke delen je uitrekt en indrukt veranderen de fysieke eigenschappen van het materiaal.
Mechanisch metamateriaal
Daarmee wordt de geknipt en gevouwen lap een zogenoemd mechanisch metamateriaal, dat onder verschillende omstandigheden verschillende eigenschappen heeft. De buigbaarheid is bijvoorbeeld groot als er met een draadje aan het uiteindende van het Kirigami-bouwwerk wordt getrokken, terwijl het stijf is als er geen spanning op staat. Ook kan het materiaal met draadjes vervormd worden, om bijvoorbeeld van een platte naar een driedimensionale vorm te gaan.
Het maken van het materiaal is relatief eenvoudig. Het is een kwestie van regelmatige sneetjes maken in een vel papier, het vervolgens zigzaggend omvouwen en daarna de sneetjes 'openvouwen' en ombuigen.
De veranderbare buigbaarheid van het materiaal kent allerlei mogelijke toepassingen. De onderzoekers zien bijvoorbeeld toepassingen in robotica – robots die hun hoogte kunnen veranderen om in kleine gaatjes te kruipen – en in 'opvouwapparatuur', die eenvoudig (plat) mee te nemen is en dan op locatie uitgevouwen kan worden.
Beeld: University of Bristol
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.