Monsters laten groeien. Uitbreidbaar waterspeelgoed. Hoe je ze ook noemt, het zijn plastic-achtige beeldjes die opzwellen als ze in water worden geplaatst.

Nieuw materiaalwetenschappelijk onderzoek leent van dit concept; alleen in plaats van water, ingenieurs ontdekten dat kleine kristalroosters die "zelfassemblerende moleculaire nanobladen" worden genoemd, uitzetten bij blootstelling aan licht.

De vooruitgang, beschreven in de Proceedings van de National Academy of Sciences in maart, de ruggengraat kunnen vormen van nieuwe door licht aangedreven actuatoren, oscillatoren en andere microscopisch kleine elektronische componenten die nuttig zijn bij de ontwikkeling van kunstmatige spieren en andere zachte robotsystemen.

Het werk concentreert zich op een materiaalwetenschappelijk concept dat bekend staat als fotostrictie, wat betekent dat licht direct wordt omgezet in mechanische beweging, zegt de co-hoofdauteur van de studie, Shenqiang Ren, een onderzoeker aan de universiteit van Buffalo's RENEW Institute, die werkt om complexe milieuproblemen op te lossen.

"We gebruiken licht - alles van zonlicht tot een eenvoudige laser - om de tweedimensionale nanosheet ongelooflijk snel uit te zetten, " hij zegt.

Hoe snel? Submilliseconden. Het proces wordt ondersteund door het fotostrictieve effect, die in wezen de noodzaak om elektriciteit op te wekken om iets te verplaatsen omzeilt, zegt Ren, doctoraat, een professor bij de afdeling Werktuigbouwkunde en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de UB School of Engineering and Applied Sciences.

De nanosheet - gemaakt van de moleculaire ladingsoverdrachtsverbinding DBTTF en buckyball-moleculen) - kan tot 5,7 procent van zijn oorspronkelijke grootte uitzetten, volgens de studie.

Hoewel dat misschien niet veel klinkt, overweeg dit:een man van 200 pond die 5,7 procent uitbreidt, zou in minder dan een seconde 11,4 pond moeten toevoegen om gelijke tred te houden met de door licht getriggerde nanosheet.

Uitbreidbaar waterspeelgoed groeit veel meer dan dat, maar ze keren niet terug naar hun oorspronkelijke grootte. Daarentegen, de nanosheet doet, waardoor het potentieel zeer nuttig is als een door licht geïnduceerde actuator in kunstmatige spieren, die toepassingen heeft in alles, van medische apparaten tot industriële robotica.