Nieuw plastic materiaal begint spontaan te wapperen in zonlicht (video)

Leg dit dunne laagje plastic in de zon, en het begint uit zichzelf onregelmatig te wapperen. Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven en Humboldt-universiteit in Berlijn presenteren dit materiaal ­- het eerste dat spontaan beweegt onder invloed van daglicht -in het tijdschrift Nature Communications. Volgens de onderzoekers is dit buigbare plastic onder meer geschikt als zelfreinigend oppervlak, bijvoorbeeld voor zonnecellen.

Materialen die uit zichzelf onder invloed van licht bewegen zijn sinds een aantal jaren een bekend fenomeen. Vaak is de bron echter ultraviolet licht, wat door de benodigde intensiteit het materiaal kan beschadigen. De uitdaging was om een materiaal te vinden dat dit gedrag vertoont bij zichtbaar licht, liefst onbewerkt zonlicht. De onderzoekers uit Eindhoven en Berlijn zijn daar nu in geslaagd met een dun laagje plastic met daarin zonlichtgevoelige moleculen (zogeheten azo-kleurstoffen). Gelegen in zonlicht, begint de dunne film spontaan en onregelmatig te slingeren.

 

Combinatie van factoren 

Waaróm het plastic dit doet kunnen de onderzoekers nog niet helemaal verklaren. "Het lijkt een combinatie van factoren", zegt TU/e-onderzoeker Michael Debije. "De lichtgevoelige moleculen buigen en rekken onder invloed van zichtbaar licht. Omdat deze moleculen vastgebonden zitten in het polymeer netwerkkristal resulteert dit in een soort krampachtig heen en weer bewegen van het materiaal. Er gebeurt vast nog meer - dat is wat we nu willen onderzoeken." 

 

Zelfreinigend 

Eén van de voornaamste mogelijkheden voor het materiaal is als zelfreinigend oppervlak. "Een oppervlak dat trilt in de zon maakt het zand en stof lastig om aan vast te blijven plakken", zegt Debije. TU/e-collega en medeonderzoeker Dick Broer voorziet bijvoorbeeld zelfreinigende zonnepanelen in de woestijn waar water niet voorradig is. Maar volgens de onderzoekers zijn tal van andere toepassingen mogelijk. "We hebben het effect net ontdekt; we verwachten dat veel onderzoekers hier opduiken en we er de komende tijd nog veel van gaan horen", aldus Debije.

 

Kamlesh Kumar et al., A chaotic self-oscillating sunlight-driven polymer actuator, Nature Communications (4 juli 2016).