Knutselen aan stoffen met origami
Origami blijkt een grote rol te spelen bij het maken van zogeheten metamaterialen; niet het molecuul, maar de manier waarop het materiaal is gevouwen, bepaalt de functie. De unieke structuur van metamaterialen maakt ze geschikt voor bijvoorbeeld het afbuigen of juist geleiden van licht of geluid, of het dempen van trillingen.
Bas Overvelde, onderzoeksleider bij instituut AMOLF in Amsterdam ontwikkelde tijdens zijn promotieonderzoek aan Harvard University (VS) een origami-achtige methode voor het ontwerpen en onderzoeken van nieuwe metamaterialen. Het onderzoeksteam publiceert het onderzoek donderdag in Nature.
„Ons ideaal was om metamaterialen te ontwerpen die verschillende driedimensionale structuren kunnen aannemen, waarmee we ook hun functie kunnen aanpassen”, zegt Bas Overvelde, die in 2016 promoveerde bij Katia Bertoldi aan Harvard University.
Origami-achtig
Overvelde en Bertoldi ontwikkelden een wiskundig systeem om vervormbare metamaterialen te ontwerpen. De basisvorm in hun ontwerp is een regelmatig veelvlak, waarbij op de ribben steeds vierkante of rechthoekige vlakken worden geplaatst zodat een driedimensionale structuur ontstaat die doet denken aan een origami-vouwwerk. Overvelde: „Waar de oppervlakken elkaar raken, kan de structuur vouwen.”
Sensoren
Na zijn promotie startte Overvelde bij AMOLF de Soft Robotic Matter groep, waar hij zijn kennis van robotica en metamaterialen combineert om metamaterialen vanzelf van vorm te laten veranderen. „Door het toepassen van actieve elementen en sensoren zorgen we dat de krachten die een metamateriaal van vorm doen veranderen uit het materiaal zelf komen, waardoor het actief op zijn omgeving kan reageren.”
