ENGINEERINGNET.BE - De huidige technische constructiematerialen, zoals lichtgewicht composietmaterialen gebruikt in de luchtvaart, kunnen zich maar beperkt aanpassen. Of zich versterken onder belasting, of zich herstellen na schade.
Om veiligheidsredenen moeten constructies met deze materialen altijd steviger, en dus zwaarder, zijn dan strikt noodzakelijk. Daardoor kost het meer brandstof om zo'n zwaar toestel in de lucht te houden.
Dr. Kunal Masania van TU Delft gaat daarom, als een van de eerste onderzoekers ter wereld, levende composieten creëren voor gebruik in de luchtvaart. Met innovatieve fabricagetechnieken als 3D printen kunnen deze materialen ook echt geproduceerd worden.
Masania ziet een wereld voor zich waarin stijve, lichtgewicht composiet constructiematerialen letterlijk gaan leven. Hij laat zich daarbij niet alleen inspireren door de natuur bij het ontwerpen van de microstructuren van materialen, hij integreert ook daadwerkelijk levende organismen in het materiaal.
De wetenschapper gaat onder meer het reactievermogen van biologische systemen toepassen in stijve, lichtgewicht composietmaterialen. Biologische materialen passen zich namelijk voortdurend moeiteloos aan hun omgeving aan, onder meer door hun opmerkelijke mechanische eigenschappen.
“Sommige schimmels vormen bijvoorbeeld uitgebreide netwerken die zichzelf in een mum van tijd kunnen herstellen als er een verbinding wordt verbroken,” aldus Masania.
Het gebruik van levende composieten kan op twee manieren een bijdrage leveren aan het verduurzamen van de luchtvaart. De nieuwe microstructuren maken het mogelijk om ander, duurzamer materiaal, zoals hout, te gebruiken.
Maar daarnaast kan het zelfherstellende en aanpassende vermogen van de materialen strenge en zware veiligheidsmaatregelen overbodig maken en zorgen voor lichtere vliegtuigen. Het werk opent zo nieuwe wegen die een revolutie kunnen betekenen voor structuren voor mobiliteit, wind en ruimte.
De European Research Council heeft Masania een Consolidator Grant van 2 miljoen euro toegekend voor dit project, geheten AM-IMATE.
