Oude holografische truc geeft materiaal bijzondere eigenschap

Onderzoekers in de Verenigde Staten hebben een nieuwe manier gevonden om materiaal van kleur te laten veranderen: door het uit te rekken. Ze gebruiken daarvoor een oude holografische techniek.

Aan een band om je bovenarm zien of je biceps al een beetje wil groeien? Een verbandje aanleggen dat zelf aangeeft of het niet te strak zit? Een badpak dat steeds weer andere kleuren aanneemt terwijl je aan het zwemmen bent? Dergelijk materiaal met kameleontische eigenschappen is een stuk dichterbij gekomen dankzij onderzoek aan het Massachusetts Institute of Technology.

Pauwenveren

Kleur wordt in de regel bepaald door verf of natuurlijke pigmenten. Maar het kan ook anders, legt biotechnoloog Benjamin Miller uit, die zich bij zijn onderzoek liet inspireren door de natuur. 'Daar bestaat een fenomeen dat structurele kleur heet. Daarbij wordt de weerkaatsing van het licht en daarmee de kleur bepaald door de oppervlaktestructuur,' stelt Miller op de website van MIT News.

In de natuur doet dat fenomeen zich voor bij onder meer pauwenveren en vlinders, maar het is lastig om na te maken. De weerkaatsing wordt namelijk goeddeels op nanoschaal bepaald.

Holografische film

Toch is de groep van Miller is er nu in geslaagd een synthetische versie van dit materiaal te maken. Eerder deze week publiceerden de onderzoekers hun bevindingen in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Materials.

Ze gingen aan de slag met holografische film, dat onder meer in paspoorten zit verwerkt. Dit materiaal is tweedimensionaal maar kan toch diepte suggereren. De onderzoekers plakten het op een reflecterend oppervlak en met behulp van licht printten ze er vervolgens afbeeldingen in. Daarop ontstonden er nanostructuren in het holografische filmlaagje .

Lippmannproces

Die techniek is op zich niet nieuw. Het dateert al uit eind negentiende eeuw en staat bekend als het lippmannproces dat als uniek fotografisch kenmerk heeft dat het kleur direct vastlegt, zonder gebruik te maken van kleurstoffen of filters.

Is de print gereed, dan wordt de film weer losgemaakt van het spiegelende materiaal en vervolgens kan de film worden verwerkt in elastisch textiel. Die elasticiteit is belangrijk: rek je het materiaal uit of laat je het terugveren, dan verandert daarmee de nanostructuur van de oppervlakte, en daarmee ook de kleur. Zo ontstaan er eigenlijk beweegbare hologrammen.

Schaalbaar

Voordeel van de techniek is dat die niet duur is en bovendien eenvoudig schaalbaar.

Het materiaal wordt nu al getest in verbandmiddelen. Verpleegkundigen die met dit materiaal een zwachtel aanleggen, kunnen aan de kleur zien of ze de juiste druk toepassen. Daarnaast denken de onderzoekers aan toepassingen in onder meer de robotica.