Metamaterialen revolutioneren schokabsorptie

Dankzij een innovatieve samenwerking tussen Tata Steel Nederland en natuurkundigen van het Institute of Physics van de Universiteit van Amsterdam (UvA) is een nieuw type metamateriaal ontwikkeld dat de toekomst van schokabsorptie drastisch kan veranderen. Dit materiaal, stijf en lichtgewicht, vormt de basis voor hightech schokdempers die niet alleen auto’s veiliger maken, maar ook andere levensreddende toepassingen mogelijk maken. Het onderzoek krijgt een vervolg binnen de recent opgerichte startup ‘Metamaterial Works’.

Bij de ontwikkeling van het metamateriaal stond één doel centraal: maximale schokabsorptie bij een minimaal gewicht. Met behulp van talloze crashtests in de drie verdiepingen hoge valtoren van Tata Steel toonden de onderzoekers aan dat het materiaal voldoet aan dit doel. Dr. ir. Bernard Ennis, onderzoeker bij Tata Steel Nederland, legt uit: “Onze nieuwe metamaterialen werken als ideale schokdempers. De volgende stap is het integreren van AI om krachten nog beter te verspreiden. Zo kunnen we bijvoorbeeld accu’s in elektrische auto’s beschermen tegen beschadiging bij een botsing.”

Volgens Ennis is de potentie van deze technologie enorm: “Dit materiaal kan levens redden, of het nu gaat om het veiliger maken van voertuigen, vangrails of zelfs gebouwen die bestand zijn tegen aardbevingen.”

De wetenschap achter metamaterialen

Metamaterialen ontlenen hun bijzondere eigenschappen niet aan de materialen waaruit ze bestaan, maar aan hun specifieke structuur. Door bijvoorbeeld de structuur van staal te veranderen, kan het zowel stijfheid als flexibiliteit verkrijgen op een manier die natuurlijke materialen niet kunnen bieden. Het metamateriaal van Tata Steel en de UvA combineert een hoge schokbestendigheid met een kleiner volume, wat niet alleen gewicht bespaart maar ook duurzamer is in gebruik.

Naar de markt: ‘Metamaterial Works’

Om de mogelijkheden van dit innovatieve materiaal te benutten, richtten de onderzoekers de startup ‘Metamaterial Works’ op. Bernard Ennis, die de rol van CEO op zich neemt, ziet grote kansen: “We willen de technologie toepassen in uiteenlopende sectoren, van de auto-industrie tot lucht- en ruimtevaart.” Mede-oprichter Wenfeng Liu vult aan: “Dit materiaal is net zo geschikt voor grote structuren als vliegtuigen, als voor microtoepassingen zoals nanolithografie.”

De onderzoeksresultaten zijn ondertussen gepubliceerd in het wetenschappelijk magazine ‘Nature’.