EO

Ook dunne plastics synchroniseren hun schommeling

22 februari 2021 om 15:32 uur

Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven tonen voor het eerst aan dat twee plastic films met elkaar kunnen communiceren via een stuk plastic dat uit hetzelfde materiaal bestaat – ze oscilleren in fase en tegenfase tijdens belichting. Deze gekoppelde beweging en vervorming is relevant voor de ontwikkeling van ‘soft robotics’.


De resultaten zijn ge[ubliceerd in het tijdschrift Nature Materials.

 

Volgens de overlevering lag Christiaan Huygens in 1665 eens ziek in bed toen hij het slingeren van twee slingerklokken observeerde. Ze waren naast elkaar gemonteerd op een bovenop twee stoelen liggende houten balk. Tot zijn verbazing merkte hij dat de twee slingers vaak in perfecte harmonie naar elkaar toe en van elkaar af slingerden.

 

Dat was de eerste waarneming van synchronisatie - de toestand waarin twee of meer gebeurtenissen op hetzelfde moment plaatsvinden - van paren bewegende slingers. Sindsdien is synchronisatie overal in de natuur waargenomen: van de regelmaat van het slaap-waakritme tot het synchroon afgaan van pacemaker-cellen die de regelmatige impuls geven voor het kloppen van ons hart.

 

Eindhovense versie van het beroemde experiment

Het verhaal gaat nu verder in de laboratoria van de TU/e. Een team onder leiding van Dick Broer laat zien dat niet alleen metronomen en slingerklokken hun slingers kunnen synchroniseren, maar plastics net zo. In de moderne, Eindhovense versie van het beroemde experiment zijn de oscillatoren flexibele plastic films die in een slingerende beweging worden gebracht met behulp van gefocust UV-licht van een Led-lamp. Het plastic bestaat uit een georganiseerd geheel van moleculen, met elkaar verbonden in hun vloeibare kristaltoestand, zoals ook het geval is in onze lcd-schermen en televisies.

 

De UV-straling verhit de dunne film en de resulterende spanning buigt de film op de plaats van de lichtspot. De film begint te trillen als gevolg van zijn eigen schaduw: de film buigt tot de punt het licht blokkeert en het scharnier in de schaduw komt. Het scharnier, nu in de schaduw, koelt af en de film buigt weer. Vervolgens treft de lichtbundel de film weer op dezelfde plaats en hierdoor buigt de film weer.

 

Deze opeenvolgende gebeurtenissen zorgen voor de oscillaties. In zekere zin is dit hetzelfde als bij een kinderschommel die telkens wordt geduwd als deze weer bij de ouder komt. In dit geval is de ouder vervangen door de Led-lamp. De frequentie van de schommel is constant en goed gedefinieerd door de afmetingen van de schommel en de mechanische eigenschappen ervan.

 

Nieuwe robotsystemen

Wanneer nu, net als in het experiment van Huygens, twee van deze plastic schommels verbonden zijn door een plastic film van hetzelfde materiaal, raken hun schommelbewegingen, hoewel aanvankelijk willekeurig en onafhankelijk van elkaar, gekoppeld en gesynchroniseerd.

 

De synchronisatie kan zowel in fase als in tegenfase zijn of kan zelfs complexere vormen aannemen. Nieuw in deze versie is dat de slingers gemaakt zijn van flexibele, buigzame kunststof en dat het slingeren wordt geïnitieerd en in stand gehouden door een lichtbron.

 

De bevindingen tonen aan dat twee plastic films met elkaar kunnen communiceren via een stuk plastic dat uit hetzelfde materiaal bestaat. Gekoppelde beweging is relevant voor de ontwikkeling van ‘soft robotics', robots die zijn gemaakt van zachte en buigzame materialen, en die mogelijk kunnen worden gebruikt in bijvoorbeeld de geneeskunde. Zij kunnen functies uitvoeren zoals zichzelf transporteren door gesynchroniseerd te schoppen, gecoördineerde acties uitvoeren zoals het vastgrijpen en loslaten van voorwerpen, en een reeks collectieve acties uitvoeren die worden geïnitieerd door een enkele externe of interne trigger.

 

Gerelateerd nieuws

95,5 miljard euro EU-financiering beschikbaar voor onderzoek en innovatie

95,5 miljard euro EU-financiering beschikbaar voor onderzoek en innovatie

Nederlandse innovatieve ondernemers en onderzoekers kunnen tot en met 2027 een beroep doen op financiering vanuit het nieuwe onderzoeks- en innovatieprogramma Horizon Europe. Dat is gericht, met actieve ondersteuning…

Hittebeheersing in fusiereactoren

Hittebeheersing in fusiereactoren

Midden in een fusiereactor is het onwaarschijnlijk heet. Waterstof dat uit dit binnenste ontsnapt, moet op weg naar de wand worden afgekoeld, anders smelt de reactorwand. Differ-onderzoekers ontwikkelden met het EPFL…

'The Beast' analyseert 20.000 coronatests per dag

'The Beast' analyseert 20.000 coronatests per dag (video's)

In het medisch-microbiologische laboratorium PAMM in Veldhoven staat de nieuwe Strip-1 testrobot die Nederland heeft aangeschaft. Deze robot - in de wandelgangen ook wel The Beast genoemd - kan per etmaal 20.000 pcr…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

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

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

9 maart 2021

Webinar: 10 keer klaar voor Industrie 4.0

Productiebedrijven met kleine series worden geholpen om data uit hun machines te halen en slim te...

10 maart 2021

Webinar: 5G and the Future of Business

A peek into the 5G revolution and what this technology brings to our lives.

23 maart 2021, online

Industrial Ethernet

Kennisdagen over de actuele ontwikkelingen op het gebied van industriële communicatie.

Meer agendapunten »