Zou u een trui dragen die u kan vertellen hoe uw haar zit vandaag? En die altijd naar u luistert? Die vraag is minder absurd dan u zou denken. Wetenschappers hebben vezels ontwikkeld die in staat zijn om te zien, horen en spreken. Dat is pas intelligent materiaal!
De wetenschappers voorzagen synthetische vezels van licht- en geluidsgevoelige materialen. Hierdoor ontstaat een intelligent materiaal dat voor allerlei doeleinden gebruikt kan worden. Zo zouden de vezels kleding kunnen vormen die gesprekken ongemerkt opvangt en opslaat. Ideaal voor de geheime dienst. Of de kleding zou de hartslag en bloeddruk kunnen meten. Handig voor de huisarts wanneer u de laatste medische gegevens letterlijk zo uit uw mouw schudt.
Dom
“Vezels zijn, voor het grootste deel statisch,” vertelt onderzoeker Yoel Fink. Neem bijvoorbeeld wol, polyester of katoen. Dat zit lekker, maar daar houdt het ook wel een eind op. Het is gewoon dom materiaal. “Wij wilden zien hoe geraffineerd een vezel kan worden door te achterhalen hoeveel functies we erin kwijt kunnen.”
Fijne vezels
Hoe hebben de wetenschappers al die functies in de vezels gekregen? Eerst maakten ze een dikke staaf waarin zeer dikke lagen elektroden zaten. Deze elektroden kunt u ook aantreffen in microfoons of lichtgevoelige materialen. Vervolgens verwarmden de wetenschappers deze staaf en trokken deze net zolang uit totdat ze vezels van nanometers lengte overhielden. In deze vezels zaten ook de dunne lagen elektroden die ondanks hun verkleining nog net zo goed werkten.
Functies
Het klinkt misschien simpel, maar dat is het niet. Normaal zou het verwarmen van deze materialen ervoor zorgen dat ze mengen en de vezels en elektroden niet meer werken. Fink en zijn collega’s slaagden er echter in om de vezels uit te trekken zonder dat de onderliggende architectuur verloren ging. Daardoor ligt de wereld nu voor Fink open. Vorig jaar ontwikkelde hij al vezels die kunnen zien, maar dit jaar voegt hij daar nog twee functies aan toe; de vezels kunnen tevens horen en spreken.
Luister!
Hoe kan een vezel horen? Weer is het relatief simpel. Een geluidsgolf botst tegen de vezels aan, waardoor deze buigen en een elektriciteit produceren. Door deze elektrische stroom te meten, kunnen de wetenschappers het geluid ontcijferen. Door dit proces om te draaien, kan een vezel ook ‘spreken’ of beter gezegd: geluid uitstoten.
Opladen
Op dit moment moeten de vezels het nog van een externe energiebron hebben. Maar dat kan binnenkort veranderen. Door de vezels te wijzigen, kunnen ze wellicht energie halen uit de licht- en geluidsgolven die tegen hen aanbotsen. In de toekomst kunnen de vezels zichzelf wellicht onderhouden. Misschien is het zelfs mogelijk om ook andere elektrische apparaten met behulp van de vezels op te laden.
High-tech?
Het klink misschien allemaal wat high-tech, maar de medische en militaire wereld is zeer geïnteresseerd in het intelligente materiaal. Naar alle waarschijnlijkheid zullen deze twee domeinen als eersten van de creativiteit van Fink profiteren. Maar naar verwachting komen binnen tien jaar ook toepassingen op de markt waar de burger iets aan heeft.
“Dit is een trend die we steeds meer en meer in de toekomst zullen zien: onze kleding wordt heel high-tech,” voorspelt expert Eli Yablonovitch. “Maar we moeten ons wel afvragen of al onze kledingstukken een stekker nodig hebben.”
