In Eindhoven is een kunststoffolie ontwikkeld die zich voortbeweegt onder invloed van violet licht. Kwestie van snel oscilleren tussen cis en trans, schrijven Anne Hélène Gélébart, Dick Broer en collega’s in Nature.

Hun folie is gebaseerd op vloeibare kristallen van langgerekte azobenzeenverbindingen. In het midden daarvan zit een N=N verbinding waar cis- en transvormen van bestaan. Bij kamertemperatuur is de transvorm het meest stabiel, maar met licht kun je die geforceerd laten isomeriseren naar de cisvorm. Zo vouw je als het ware het hele molecuul op, zodat het korter en dikker wordt - en het vloeibare kristal waar het in zit dus ook. Tot zover is het oud nieuws.

Na verloop van tijd springen zulke moleculen vanzelf terug naar trans. Gewoonlijk gaat dat vrij langzaam, tenzij je het versnelt met licht van een andere golflengte. En in Eindhoven hebben ze nu, samen met collega’s van Kent State University in de Amerikaanse staat Ohio, azobenzeenmoleculen ontworpen die ook zonder licht binnen een seconde terug naar trans isomeriseren.

De wandelende folie ontstaat door een reepje kunststoffilm aan beide zijden te bedekken met vloeibare kristallen, waarbij je zorgt dat ze aan de ene kant ‘planair’ liggen, dus parallel aan de strook, en aan de andere kant ‘homeotroop’, dus dwars er op. Leg je het resultaat onder een violette lamp, dan zet de homeotrope zijde uit terwijl de planaire zijde krimpt. De folie gaat dus krom staan.

Klem je het strookje aan beide uiteinden vast zodat het een beetje bol staat, en zet je de lamp achter een van beide uiteinden, dan krijg je een permanente golfbeweging. Telkens als een deel verder opbolt, zakt het weg uit de baan van de lichtbundel en krijgt een ander deel de volle laag. Daarna isomeriseert het onbelichte deel vanzelf terug en zet de rest weer een tijdje in de schaduw.

Een filmpje laat zien wat er dan gebeurt:

De folie haalt zo snelheden van een halve centimeter per seconde. Welke kant hij uit gaat, hangt af van de zijde die boven ligt.

Er zit genoeg kracht achter de beweging om er objecten mee te kunnen verplaatsen. De onderzoekers stellen onder meer voor om er autonome robots mee aan te drijven, die zonnepanelen schoon vegen.

bron: Nature, TU/e