In een Canadees laboratorium is het onderzoekers – na heel wat pogingen – gelukt om de zwaartekracht te trotseren en een bal langs een verticaal oppervlak te laten rollen.
Het werd onmogelijk geacht. Een bal langs een verticaal oppervlak laten rollen – dus niet vallen, glijden of tuimelen, maar echt rollen. De zwaartekracht zou er een stokje voor steken, zo werd gedacht. Maar toch is het Canadese onderzoekers – na veel tobben, proberen, falen, opnieuw proberen en nog eens narekenen – nu toch gelukt. Dat is te lezen in het blad Soft Matter.
Verticaal rollen
En er zijn beelden van. Je ziet ze hieronder. Te zien is hoe een klein balletje – ongeveer zo groot als een erwt – langs een verticaal oppervlak beweegt. Vind je het ongelofelijk? Je bent niet de enige, zo vertelt onderzoeker Sushanta Mitra. “Toen we het voor het eerst zagen gebeuren, geloofden we het niet. We hebben alles dubbel gecontroleerd, omdat het zo indruiste tegen het gezond verstand. Er ontstond dan ook grote opwinding in het laboratorium toen we bevestigden dat het geen toevalstreffer was, maar écht verticaal rollen.”
De perfecte combinatie
Aan alle opwinding was dan ook het nodige werk voorafgegaan. Want een bal verticaal laten rollen; dat doe je niet zomaar. Uiteindelijk ontdekten de onderzoekers na veel proberen en rekenen dat het alleen mogelijk is als zowel het balletje als het verticale oppervlak daar geknipt voor zijn. Heel concreet betekent het dat je een oppervlak nodig hebt dat een beetje voelt als een sponsachtige muismat en een balletje dat niet te zacht, maar ook niet te hard is. Een te zacht balletje kan namelijk aan het oppervlak blijven ‘plakken’, terwijl een te hard balletje er – dankzij de zwaartekracht – langs valt, in plaats van overheen rolt.
Als een rits
“Het belangrijkste is dat het balletje terwijl het rolt, iets van vorm verandert op het contactpunt (tussen het balletje en het oppervlak, red.),” vertelt Mitra. “Het voorste randje werkt als een rits die dichtgaat, terwijl de achterste rand juist opent. Die asymmetrie zorgt voor net genoeg draaimoment, of grip, om de rolbeweging in stand te houden, zonder dat de bal blijft plakken of helemaal valt.”
Het is natuurlijk heel grappig en verwonderlijk om er zo getuige van te zijn dat een balletje het onmogelijke doet. Maar er zit meer achter. Zo hoopt Mitra dat zijn werk een rol kan spelen in de ontwikkeling van zachte robots die bijvoorbeeld ingezet kunnen worden om leidingen of grotten te inspecteren. “Dit (onderzoek, red.) zet ons aan het denken over beweging op verticale oppervlakken. Op dit moment zijn robots en voertuigen beperkt tot horizontale of licht hellende oppervlakken. Deze ontdekking zou dat kunnen veranderen.”
