Actieve oppervlakken

Stel, een oppervlak waarop druppels water omhoog rollen. Of waarin de poriegrootte aan te passen is door een gebruiker. Erg handig voor veel toepassingen. Met actieve oppervlakken kan het. En er komen er steeds meer.

Oppervlakken, erg belangrijk
Het belangrijkste onderdeel van een voorwerp is in veel gevallen het oppervlak. Dit is de interface die bepaalt hoe je er als gebruiker mee omgaat. Omdat een fiets- of autoband ruw is, glijd je niet over de weg. Van de binnenkant van verpakkingen wil je nu juist dat deze extreem waterafstotend is.

Actieve oppervlakken: de poort naar heel veel nieuwe toepassingen
Maar hoe zou het zijn als je in staat was, de eigenschappen van een oppervlak aan te passen? Het antwoord; dat kan en het opent ongekende mogelijkheden. Niet alleen kan je zo in één ding de functies van meerdere dingen combineren. Je kan zelfs totaal nieuwe dingen, die met een standaard oppervlak niet kunnen. Je zou zelfs kunnen denken aan programmeerbare atomen, die chemische verbindingen aangaan met echte atomen.

Actief oppervlak
Aan de Amerikaanse technische universiteit MIT (denk dan ongeveer aan Twente, Eindhoven en Delft bij elkaar op één campus en dan drie keer zo groot), zijn ze daar nu druk mee bezig. In samenwerking met de Saoedische Koning Fahd Universiteit voor Petroleum en Mineralen (KFUPM) ontwikkelden ze een oppervlak dat rechtstreeks materiaal dat er op ligt kan manipuleren. Erg handig in het uitermate droge en stoffige Saoedi-Arabië, waar zonnepanelen elke week procenten van hun effectiviteit verliezen door zich ophopend woestijnstof.

Dit oppervlak is in staat om stof ‘af te schudden’ zonder dat hier een mensenhand aan te pas komt, als de eigenschappen van het oppervlak worden veranderd.

Magnetische vloeistof
In het filmpje hierboven wordt gebruik gemaakt van een ferromagnetische vloeistof, die om een druppel met een andere vloeistof heen kruipt. Het per druppel kunnen besturen van een vloeistof is erg nuttig voor bijvoorbeeld labs on a chip of pocketreactors. Je kan dan bijvoorbeeld druppels met chemische verbindingen precies op het juiste moment met elkaar laten versmelten.

Eindelijk een onderbreking van de stroom van negatief nieuws uit Saoedi Arabië?
Saoediërs maakten al eerder furore met een sinister patent voor een ‘killer chip’, waarmee met behulp van satellietverbindingen mensen op afstand te doden zijn. Dit patent werd door het Duitse patentbureau geweigerd. Deze techniek lijkt een trendbreuk. Hopelijk zullen de Saoediërs nu meer van dit soort positieve technologie ontwikkelen, al is zoals bekend sprake van een land met een kwaadaardige religieus-politieke ideologie, het salafisme, die niet bepaald aanzet tot een mensvriendelijke levenshouding.

Bronnen
Surfaces can control how fluid particles move, MIT News Office (2014)
Active surfaces: Ferrofluid-impregnated surfaces for active manipulation of droplets, Amerikcan Institute of Physics, 2014