Onderzoekers van Northumbria University hebben een nieuwe optische detectietechnologie ontwikkeld die delen van een object of materiaal kan verlichten door microscopisch kleine rimpels en plooien in het oppervlak te creëren.

Geïnspireerd door de manier waarop de buitenste laag van planten en dieren van kleur kan veranderen in de natuur, onderzoekers hebben hun expertise in natuurkunde en scheikunde gecombineerd om de nieuwe technologie te creëren. Het kan allerlei praktische toepassingen hebben, ook binnen flexibele draagbare apparaten, elektronica, en in 3D-printen. Het onderzoek is uitgevoerd door Dr. Ben Bin Xu, Dr. Yifan Li en Dr. Valery Kozhevnikov, van Northumbria University, ondersteund door EPSRC en de Royal Society Kan Tong Po International Fellowship 2019.

Het onderzoek kent twee specifieke elementen. De eerste was de creatie van een dunne 'film' of materiaal dat, wanneer gestimuleerd met een mechanisch of elektronisch signaal, resulteert in microscopisch kleine plooien op het oppervlak, meestal te klein om met het blote oog te zien. Het tweede element was het creëren van een chemische 'verf' die op het materiaal wordt aangebracht. Wanneer de plooien in het oppervlak ontstaan, de resulterende verandering in zuurstofniveaus in de 'verf' leidt tot een chemische reactie. Dit zorgt voor een lichtgevend effect, waardoor het oppervlak van het materiaal lijkt te 'oplichten' in het gebied waar de vouw is opgetreden.

Dr. Xu, een universitair hoofddocent Werktuigbouwkunde die het project leidde, zei:"Kreukels en plooien zijn meestal ongewenst in technische termen. Evenzo, een zuurstofdovend effect is niet populair in de fluorescentiewetenschap. Echter, door middel van micro-engineering, magie gebeurde, en twee ongewenste fenomenen werden omgezet in een responsieve en programmeerbare 'fold to glitter'-functie."

Bij blootstelling aan mechanische prikkels, elastomere materialen zoals die gemaakt door de onderzoekers van de Northumbria University kunnen oppervlakteveranderingen ondergaan, zoals rimpels en scheuren. Dit kan worden gebruikt om schakelbare optische kenmerken en structurele kleuren te creëren met dynamische lichtgevende patronen. Het fenomeen van elastisch kreuken en vouwen komt veel voor in de natuur en er is veel onderzoek gedaan door academici om de wiskundige en fysische wetenschap achter deze veranderingen te begrijpen en om te onderzoeken hoe dit kan worden gebruikt voor innovatieve technische oplossingen.

Het onderzoekspaper met de bevindingen is gepubliceerd in een wetenschappelijk tijdschrift Natuurcommunicatie en het is te hopen dat dit laatste onderzoek nieuwe mogelijkheden zal creëren voor het ontwerpen van de volgende generatie flexibele/draagbare apparaten.