EO

Metamateriaal vouwt zichzelf op (video)

01 oktober 2018 om 08:54 uur

Hoe complexer het voorwerp, des te ingewikkelder het is om op te vouwen. Een ruimtevaartuig heeft al snel vele motortjes nodig om een instrument-arm in elkaar te vouwen en mensen hebben zelfs moeite met een wegenkaart. Natuurkundigen uit Leiden en Amsterdam hebben nu een structuur ontworpen die zichzelf opvouwt in meerdere stappen.


Hoe vaak heb je een wegenkaart verkeerd opgevouwen? Het vouwprincipe is simpel, maar behelst meerdere stappen die je in de juiste volgorde moet uitvoeren. En wegenkaarten zijn nog peanuts vergeleken bij de zonneschermen en instrumentarmen die ruimtevaartuigen in- en uitvouwen. Elke stap vereist een kleine motor die op het juiste moment zijn taak uitvoert. Natuurkundigen Martin van Hecke (Universiteit Leiden / Amolf), Corentin Coulais (UvA) en hun studenten hebben nu een structuur ontworpen die zichzelf opvouwt in meerdere stappen, waarbij een simpele druk op de zijkanten volstaat.

 

Ingebakken vouwproces

"Als je kijkt naar de natuur zie je ook veel meerstaps-vouwprocessen", zegt Coulais. "Eiwitten vouwen zich op in meerdere stapjes, inclusief ingebouwde zelfcorrecties. Maar in technologie gaan zulke stapjes niet autonoom en zijn er meerdere motoren nodig. Wij wilden kijken of je kunstmatige materialen kan maken waar een automatisch meerstaps-vouwproces ingebakken zit, zodat je niet meerdere vouwmotoren nodig hebt."

 

Rubberen structuur

De onderzoekers werken met een decimeter brede rubberen structuur van blokjes die dankzij hun flexibele verbindingen kunnen draaien. Ze programmeren de vouwvolgorde door de verbindingen verschillende diktes te geven. Uitoefenen van druk op de zijkanten dwingt de constructie in een nieuwe, compactere structuur waarbij sommige blokjes tegen elkaar aan liggen. Meer druk leidt daarna tot de volgende stappen in het vouwproces. Van Heckes zogenoemde metamaterialen vouwen zichzelf op in maar liefst drie stappen-een record. Bovendien hebben de metamaterialen een ingebouwde zelfcorrectie. Als een productiefout zorgt voor een verbinding die uit het gelid staat, draaien de aangrenzende blokjes verkeerd, maar die komen daarna andere blokjes tegen die ze weer in de juiste positie drukken.

 

Van fundamenteel tot toegepast

Vooralsnog beschouwen de onderzoekers hun ontdekking als een stap op fundamenteel niveau, hoewel veel toepassingen denkbaar zijn. Van Hecke: "Automatische vouwing en zelfcorrectie zijn belangrijk in bijvoorbeeld de ruimtevaart, want daar kan veel misgaan terwijl er juist niets mis mág gaan. Of als een medische sonde vastloopt bij het opvouwen, kan die moeilijker weer uit het lichaam verwijderd worden. Wij proberen dat automatische vouwen nu na te bouwen en te snappen via veel simpelere structuren. Pas als je het snapt op fundamenteel niveau kun je ingewikkelde structuren ontwerpen met een praktisch nut."

 

Gerelateerd nieuws

Met de vuilniswagen naar kantoor

Met de vuilniswagen naar kantoor

Scania heeft een elektrisch zelfrijdend conceptvoertuig voor de stad ontworpen dat ’s ochtends en ’s avonds forenzen heen en weer kan brengen, overdag goederen distribueert en ’s nachts afval ophaalt.

Het eerste bemande waterstofvliegtuig ter wereld komt uit Delft

Het eerste bemande waterstofvliegtuig ter wereld komt uit Delft

AeroDelft, een studententeam van de TU Delft, is bezig met het ontwikkelen van het eerste bemande vliegtuig ter wereld dat aangedreven wordt door vloeibaar waterstof. Op woensdag 24 april heeft het team het ontwerp…

Droge coating maakt batterijen milieuvriendelijker en goedkoper

Droge coating maakt batterijen milieuvriendelijker en goedkoper

Onderzoekers van het Fraunhofer Instituut voor Materiaal- en Beamtechnologie IWS in Dresden hebben een manier gevonden om de elektrodes van batterijen te coaten met een droge film, in plaats van met vloeibare…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Groot bereik - wereldwijde toepassing - veilige gegevensoverdracht

Schmersal lanceert nieuw veiligheidslichtscherm met Bluetooth-interface Voor het eerst lanceert de Schmersal-groep een...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

19 juni 2019, Den Bosch

Power Electronics 2019

Het doel van dit seminar is de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis te tonen op het gebied...

19 juni 2019, Vianen

Instrumentatie & Analyse event

Het Instrumentatie & Analyse event gaat over de nieuwste ontwikkelingen en uitdagende...

Meer agendapunten »