ENGINEERINGNET.BE - Het amberkleurige plastic laat zich na verhitting kneden en blazen als glas, en is stootbestendig zoals plastic. De onderzoekers noemen dit nieuwe type materiaal een compleximeer.
Doordat compleximeren slagvast zijn en zich eenvoudig laten bewerken, zijn ze ook snel en eenvoudig te repareren. Denk bijvoorbeeld aan dakplaten, tuinmeubelen of een carrosserie gemaakt van compleximeren.
Hoogleraar Jasper van der Gucht van de Wageningse universiteit: “Hebben ze een flinke scheur? Dan zet je even de föhn erop, aandrukken, en het gat is weer dicht.”
Het verschil met traditionele plastics zit in de manier waarop de bouwblokken van de plastics aan elkaar verbonden zijn. Op moleculaire schaal bestaan plastics uit lange kettingen.
Normaal gesproken liggen die met chemische dwarsverbindingen aan elkaar gelijmd. De nieuwe variant verbindt de ketens met natuurkundige aantrekkingskrachten.
De ene helft van de kettingen is positief geladen, de andere helft heeft een negatieve lading. Die tegenpolen trekken elkaar aan, net als magneten, “Zo blijven de ketens bij elkaar, zonder dat ze chemisch vastzitten”, vertelt collega Sophie van Lange.
De onderzoekers vergeleken hun materiaal met stoffen in de literatuur die ook ladingen bevatten, zoals ionische vloeistoffen die elektra geleiden en onder meer in zonnepanelen en accu’s zitten.
Ze ontdekten dat ook andere stoffen met lading zich anders leken te gedragen, al hadden wetenschappers daar eerder niet bij stilgestaan. “Dat was gek, maar tegelijk ook spannend”, aldus Van der Gucht. Stoffen met ladingen laten dus een heel nieuw soort gedrag zien.
Waarom dit precies zo werkt, weten de onderzoekers niet zeker. Ze vermoeden dat het te maken heeft met de afstand tussen de moleculaire ketens waaruit het plastic bestaat.
De chemische dwarsverbindingen in traditionele plastics trekken de lange kettingen strak en dicht op elkaar. De aantrekkingskracht van negatieve en positieve ketens werkt op grotere afstand, waardoor er meer ruimte tussen de ketens ontstaat.
Op moleculaire schaal ziet het materiaal er daardoor anders uit, wat mogelijk leidt tot ander gedrag van het materiaal.
In het vervolgonderzoek gaan onderzoekers dieper in op de onderliggende fysica om deze mysterieuze materialen beter te begrijpen. Ook zullen ze bestuderen hoe ze de eigenschappen van compleximeren kunnen aanpassen om ze toepasbaar te maken voor verschillende doeleinden.
Verder staat duurzaamheid op de agenda, want de huidige compleximeren zijn op basis van fossiele brandstoffen. Van der Gucht: “We hebben een aantal ideeën voor een biobased versie die we de komende jaren willen toepassen.”
“Dat we hebben laten zien dat materialen met lading zich fundamenteel anders kunnen gedragen dan we dachten, vind ik op dit moment het spannendst. We begonnen met een materiaal dat volgens de huidige kennis niet kon bestaan en eindigen met nieuwe vragen over hoe materialen zich gedragen. Dat is waar het echte werk nu begint.”
Op de foto boven: onderzoekster Sophie van de Lange houdt het nieuw ontwikkelde materiaal compleximeer vast.
