Aan de Universiteit van Amsterdam stoppen ze chocolade in de 3D-printer om te kijken welke vorm het beste mondgevoel geeft. Het vinden van proefpersonen zal niet moeilijk zijn geweest.

 

Dit stukje gaat over metamaterialen. Maar wacht even, niet meteen afhaken. Nog eventjes blijven lezen. Dit artikel gaat namelijk óók over chocolade.

Aan de Universiteit van Amsterdam (UvA) doen ze namelijk serieus onderzoek naar chocolade. Niet zozeer naar de smaak van het bruine goedje, maar naar het ‘mondgevoel’ dat je ervaart als je je tanden zet in een stuk chocola.
 

Mondgevoel is in te stellen

Dat mondgevoel - de bite - blijkt namelijk in te stellen door het stukje chocola een bepaalde structuur mee te geven. De Amsterdamse wetenschappers richten zich daarbij op genoemde metamaterialen, materialen met ingewikkelde repeterende structuren. Zij hebben op dat gebied een behoorlijke reputatie opgebouwd.



Krakend stukje chocola

Door bijvoorbeeld een chocolaatje te 3D-printen in de vorm van een spiraal, is het aantal breuken in te stellen dat optreedt als je erop kauwt. Een enkele spiraal zal misschien één keer breken, maar gaat de spiraal een aantal keren rond (zie figuur) dan treden er bij een hapje meerdere breuken op en dat geeft een ander mondgevoel. Een krakend, knapperig stukje chocola wordt anders ervaren dan een chocolaatje dat helemaal geen brosheid heeft.
 

3D-printer onmisbaar

Een cruciale rol was bij dit onderzoek weggelegd voor de 3D-printer. Die was onmisbaar bij het maken van de ingewikkelde vormen die de onderzoekers wilden testen op proefpersonen (die volgens het persbericht van de UvA ‘zeer bereidwillig’ waren).

Zo’n 3D-printer is eigenlijk niets anders dan een machine die een soort ‘tube tandpasta’ op zijn kop houdt en beweegt in het XY-vlak (dat is het horizontale vlak). Doordat die machine dat laagje voor laagje doet, ontstaat zo gaandeweg een driedimensionale structuur.
 

 

Chocolade niet eenvoudig

Deze techniek is al een paar decennia in gebruik (hij heet fused deposition modeling, FDM), en wordt in veel 3D-printers gebruikt met kunststof als bouwmateriaal. Met chocolade bleek echter niet zo eenvoudig te werken als met dat plastic. De onderzoekers moesten een paar trucs uithalen om te zorgen dat de spuitmond (nozzle) niet verstopt zou raken, maar de vloeibare chocola na het printen wél zo snel mogelijk hard zou worden.
 

De juiste receptuur

De juiste, printbare chocolade-receptuur verkregen de onderzoekers door het spul eerst voorzichtig op te warmen, dan wat koude chocolade toe te voegen, en dan het geheel weer af te koelen. Nu was het mengsel geschikt om in een 3D-printer te gieten. Wie hierover meer details wil lezen, kan terecht in het wetenschappelijke artikel dat de Amsterdamse onderzoekers onlangs publiceerden in tijdschrift Soft Matter.


 

Kreukelzone

Toen ze het printproces eenmaal onder de knie hadden, maakte het team niet alleen spiraalvormige chocolaatjes, maar ook in de vorm van een gestapelde S; die zien eruit als een gebruikte kreukelzone van een auto (zie figuur). Deze chocolaatjes gingen een pers in, waar ze duidelijk vaker braken als de kracht van boven kwam, dan als die van de zijkant kwam. Het effect werd bevestigd in de monden van de proefpersonen.

Maar genoeg over metamaterialen van chocolade, deze redacteur gaat snel op zoek naar een stukje van het verslavende spul…

 

Openingsfoto Depositphotos. Overig beeldmateriaal Souto et al., Soft Matter, 2022