Chemicus Rienk Eelkema en zijn groep ontwikkelen chemische processen waarin ze de natuur nabootsen, met een focus op reacties in levende cellen die de brandstof leveren om de cel aan te sturen. Er zijn maar een paar reacties bekend waarmee je op een vergelijkbare manier niet-levende materialen kunt aansturen en deze hebben verschillende nadelen. De snelheid is moeilijk te controleren en ze werken maar op een beperkte set moleculen.

De Eelkema-groep ontdekte een nieuwe reactiecyclus die met brandstof niet-levende materialen kan aansturen. Het nieuwe proces werkt juist op veel verschillende materialen en de snelheid is wél controleerbaar. De hydrogels waarin het proces plaatsvindt kunnen zo door toevoeging van een bepaalde brandstof opzwellen of juist slinken. Volgens de onderzoekers is dit een stap in de richting van zachte robotica, oftewel zachte apparaten die een bepaalde functie kunnen uitvoeren. Ze publiceerden hun resultaten in Nature Communications.

‘De essentie van de reactiecyclus is dat hij kan schakelen tussen een ongeladen en een geladen deeltje, door er een chemische brandstof aan toe te voegen,’ aldus Eelkema in een persbericht van de TU Delft. ‘Zo kunnen we materialen opladen en daarmee de structuren van die materialen aanpassen, want gelijke lading stoot elkaar af en verschillende lading trekt elkaar aan. Het type en de hoeveelheid brandstof bepaalt de snelheid van de reactie, en dus hoe lang een lading en daarmee een bepaalde structuur bestaat.’