Verslag Early Birds-bijeenkomst #3, Metamaterialen

24 september 2018

In het kader van de STT Early Birds sessies sprak prof. Martin van Hecke op dinsdag 11 september over metamaterialen.

Het is niet ongebruikelijk bij nieuwe ontwikkelingen dat een toevalsbevinding de aanzet geeft tot nieuwe inzichten: hier was het een restantje kunststof waaruit buisjes geboord waren. Het bleef een tijdje rondslingeren – o.a. ook op het bureau van Van Hecke zelf – tot het iemand opviel dat het plaatje zich bij indrukken atypisch gedroeg. Waar alle natuurlijke materialen bij indrukken in de ene richting gaan uitpuilen in de andere richting, reageerde dit plaatje omgekeerd. Men constateerde dat die eigenschap te maken had met de structuur van het materiaal. Deze bevinding leidde tot allerlei mogelijkheden op het gebied van metamaterialen (ook wel slimme materialen) genoemd.

Het feit dat er nieuwe materialen geproduceerd kunnen worden die anders zijn dan ieder natuurlijk materiaal, opent nieuwe mogelijkheden. Want welke eigenschappen hebben die nieuwe materialen dan wel. En het meest uitdagend: hoe maken we die materialen zodanig dat er gewenste eigenschappen ontstaan.

Het onderzoek spitste zich in 1e instantie toe op het vinden van de wetmatigheden, de rekenfactoren, waarmee de materie ontworpen kan worden. Maar in 2einstantie ontdekte Van Hecke dat de materialen ook zodanig te manipuleren (te programmeren) zijn, dat door een kleine aanpassing de eigenschappen blijven veranderen. Hij demonstreert dit door een proefplaatje rond te laten gaan, dat eerst soepel in te drukken is, maar na een kleine manipulatie, schoksgewijs indikt. Programmable matter.

Wat precies de implicaties op lange termijn zijn van deze ontwikkelingen blijft gissen, maar de impact zou enorm kunnen zijn. Wij kunnen aan metamaterialen dan eigenschappen  meegeven met een specifiek gebruik in gedachten. De eerste toepassingen die nu ontwikkeld worden zijn in protheses en sportkleding en -schoenen  (betere pasvorm en schokdemping).
Parallel aan de ontwikkelfase loopt de spannende zoektocht naar toepassingen voor deze nieuwe technologie.