Kleven als een zeester

Onderwateroperaties – van inspecties aan windparken en pijpleidingen tot medische toepassingen in vochtige omstandigheden – stellen hoge eisen aan grip en controle. Traditionele lijmen schieten tekort: ze laten residu achter, verliezen kracht in natte omgevingen of zijn moeilijk te verwijderen. Een internationaal onderzoeksteam presenteert nu een biomimetische oplossing die wél werkt.

Het team onder leiding van professor Hyunsik Yoon van Seoul National University of Science and Technology, in samenwerking met Amerikaanse onderzoekers, ontwikkelde een geavanceerde kleefstructuur geïnspireerd op de buisvoetjes (tube feet) van zeesterren. Gepubliceerd in ScienceAdvances, presenteren zij een systeem dat zich onder water kan hechten en loskoppelen op commando – zonder kleefstoffen.

Volgens professor Yoon opent deze technologie deuren naar slimmere, dunnere en gebruiksvriendelijkere apparaten.

Zo werkt het

• De structuur bestaat uit twee achter elkaar geplaatste cilindrische componenten met verschillende mechanische eigenschappen: een zachte hydrogel ‘mond’ en een stevig ‘steel’-gedeelte.
• Bij contact met water zwelt de hydrogel op tot een zachte, cupvormige pad die zich uitstrekt en aanhecht aan oppervlakken.
• Bij het losmaken ontstaat een vacuüm in de tube set-up, waardoor een sterke adhesiekracht van wel 65kPa wordt bereikt—vergelijkbaar met een stevige maar tijdelijke grip.
• De ‘tube foot’ toont bovendien eigenschappen zoals hoge adhesiehysteresis, automatische loskoppeling in reactie op externe stimuli en snelle ontkoppeling middels pneumatische activering.

Toepassingsmogelijkheden

• Micro-LED productie: dankzij de precieze, omkeerbare grip zonder lijm kunnen chips nauwkeurig verplaatst worden, wat bijdraagt aan efficiëntere en lichtere beeldschermen voor smartphones, wearables en grote displays.
• Biomedische engineering: in natte of vochtige werkomgevingen kunnen hechtingsarme en huidvriendelijke medische pleisters, draagbare sensoren of chirurgische instrumenten ontwikkeld worden. Deze blijven stevig zitten zonder huidirritatie, en laten zich makkelijk verwijderen.