Eén materiaal dat naar behoeven druppels vasthoudt of van zich af laat glijden, licht doorlaat of ondoorzichtig is, schoon blijft, zichzelf herstelt en makkelijk vervormt. De ongekende veelzijdigheid van een elastisch membraan met een vloeistof als toplaag.

Geïnspireerd door de traanfilm op menselijke ogen, ontwikkelden Harvard onderzoekers een materiaal dat bestaat uit een vloeistoffilm op een poreus, elastisch membraan.

Als poreuze matrix kozen ze voor een 45 µm dik membraan van Teflon nanovezels met een gemiddelde poriegrootte van 200 nanometer. Ze plakten het op een elastische siliconen onderlaag om het membraan rekbaar te maken.

Het membraan werd bevochtigd met een geperfluoreerde vloeistof die goed doordringt tot in de poriën. De ruwheid van de matrix, de slechte mengbaarheid van de vloeistof met andere vloeistoffen, en de goede match tussen de lage oppervlakte energie van vloeistof en substraat, zorgen dat deze vloeistof goed aan het substraat vast blijft zitten.

De vloeistoffilm geeft het materiaal een superglad en ongeschonden oppervlak, waar druppeltjes olie makkelijk van afglijden. Als het membraan wordt uitgerekt, verwijden de poriën. Doordat de vloeistof in de poriën trekt, wordt het oppervlak ruwer. De oliedruppeltjes die eerst nog snel over het oppervlak gleden, blijven nu stil liggen.

Het oppervlak herstelt zich vanzelf wanneer het membraan ontspant, en de oliedruppeltjes gaan weer glijden. Zelfs druppeltjes van oliën met een lage oppervlaktespanning kunnen zo naar hartenlust gemanipuleerd worden. En ze laten geen vettige sporen achter, want ze zijn alleen in contact met de vloeistoffilm en niet met het vaste substraat eronder.

Uitrekken heeft ook een optisch effect. In ontspannen toestand is het met vloeistof doortrokken materiaal helder en lichtdoorlatend. Bij het uitrekken vormen zich echter luchtbelletjes die licht verstrooien. Het materiaal wordt daar ondoorzichtig van.

Het is ook mogelijk om materialen te ontwerpen waarvan de poriegrootte varieert door andere factoren dan uitrekking, bijvoorbeeld door verandering van temperatuur, licht, chemische signalen, of druk.

De ontwikkelaars hebben ook alvast een leuke toepassing verzonnen: wat te denken van een tent die op een zonnige dag licht blokkeert, maar op een regenachtige dag waterafstotend en licht doorlatend wordt?

Bron: Nature materials