ENGINEERINGNET.BE - TU/e heeft al veel kennis opgebouwd over slimme materialen die reageren op stimuli van buiten, zoals licht, temperatuur of luchtvochtigheid. Deze materialen maken gebruik van vloeibare kristaltechnologie, vergelijkbaar met de technieken in LCD-schermen, maar dan toegepast in kunststoffen.
Die kristallen krijgen andere eigenschappen afhankelijk van de richting waarin ze zijn uitgelijnd. Dat kan mechanisch zijn, dan zijn ze in één richting sterker dan in de andere, of optisch, dan hebben ze afhankelijk van de invalshoek van het licht een andere kleur.
Dat laatste is waar promovendus Jeroen Sol van TU Eindhoven zich de afgelopen vier jaar mee bezig heeft gehouden. “Inspiratie daarvoor vond ik bij de Tmesisternus isabellae, een boktorsoort waarvan het dekschild van kleur verandert onder invloed van luchtvochtigheid.”
“Wij mensen bestaan voor een groot deel bestaat uit water, en een sensor die je gemakkelijk en goedkoop 3D kan printen en die reageert op vocht, kan allerlei toepassingen hebben in de gezondheidszorg. Denk aan een ring die zweet meet of je bloedsuikerspiegel.”
Sol printte voor zijn onderzoek een echte 3D-kunst-kever. “Eerst heb ik een kever van hard plastic geprint, en daarop een schild aangebracht met fotonische inkt. Dat ging ook met een printer. Deze laag heb ik behandeld met een zuur. Dit zorgt ervoor dat de kristallen in de inkt reageren op vocht."
"Bij meer vocht zwelt het materiaal als het ware op, waardoor de spiraalstructuur van de kristallen wordt opgerekt. Dit verandert ook de kleur. Het mooie is dat je de gevoeligheid voor vocht kan manipuleren, door de moleculen minder of meer geladen te maken. Dat biedt allerlei mogelijkheden voor toekomstige toepassingen.”
Vervolgens plaatste Sol de kever in een afgesloten ruimte waar hij de luchtvochtigheid kon controleren. Bij meer vocht werd de groene kever langzaam roder. Bracht hij het vochtniveau weer terug, dan werd de kever weer groen.
Sol: “Dit betekent dat het effect reversibel is. Het kan daarom, zonder dat de gebruiker het hoeft te resetten, weer opnieuw worden gebruikt als sensor of actuator.”
De jonge onderzoeker heeft inmiddels een baan gevonden bij een spin-off van zijn onderzoeksgroep, Lusoco. Het bedrijf werkt aan de ontwikkeling van fluorescerende inkt voor bijvoorbeeld verlichting, energieopwekking en gebouwen.
