Het idee van de spier/luidspreker: boven is de spanning er af, onder er op. 

Of het er van komt is natuurlijk een tweede, maar de mogelijkheden lijken ruim voorhanden voor  elektrisch geleidende hydrogels. Die maak je simpelweg door ze te vullen met, bijvoorbeeld, zout water. Als toepassing wordt gedacht aan kunstmatige spieren, maar ook aan doorzichtige luidsprekers.

De bionische mens komt steeds dichterbij, dus moet er nagedacht worden over het wegruimen van problemen tussen de natuur en de techniek. Implantaten, zoals de hartgangmaker, zijn voor het meest weke lichaam te hard. Hydrogel, water aan een stukje, is een goede kandidaat voor biocompatibel materiaal vond Choon Chiang Foo van het A*STARinnstituut in Singapore, die bij zijn onderzoek samenwerkte met onderzoekers an de Harvard-universiteit in Boston (VS).
Eigenlijk was Foo op zoek naar de elektrische spier. Die zijn er in de vorm van diëlektrische  elastomeren: dat elastomeer (synthetisch rubber) tussen twee elektroden gemaakt van mikrokorrelige metalen of van smeerbare koolstof (de elektroden moeten buigzaam zijn). Door een spanning op die twee elektroden te zetten, komen de elektroden naar elkaar toe en zet het elastomeer uit; met de elektrodes. De meeste elektroden geleiden echter minder goed als ze opgerekt worden.
Als alternatief werd aan hydrogel gedacht. Hydrogels zijn transparant en het lichaam verdraagt ze. Zo worden ze gebruikt als lensmateriaal met binnenin een zoutoplossing. Hydrogels zijn makkelijk geleidend te maken, maar deze Ionische geleiders zijn veel slechtere geleiders dan elektrongeleiders zoals metalen en koolstof. Een ander nadeel is dat de ionische hydrogel te lijden heeft van elektrochemischereacties die zich voordoen bij hoge elektrische spanningen.
Kennelijk wegen die nadelen op tegen de voordelen, want de onderzoekers maakten een sandwich van een dun plakje rubber ingepakt tussen twee ionhydrogellagen. Door elk van de hydrogelelektrodes een tegengestelde lading te geven wordt de rubberlaagsamengedrukt en wordt de ‘spier’ langer. Haal je de spanning er af, dan ontspant het geheel zich weer. De rubberlaag voorkomt dat er in het hydrogel een hoge spanning ontstaat en wordt aangetast door elektrochemische reacties, maar ik moet je eerlijk bekennen dat ik dit niet helemaal vat. De spanning heeft de maker toch in de hand? Afijn, ik hoor wel als iemand me daar het fijne van kan vertellen.
Met zo’n sandwich kun je met afwisselend krimpen en uitdijen bij hoge frekwenties een doorzichtige luidspreker maken. Leuk, maar daar waren we toch niet op uit?
Foo denkt dat dit werk grote konsekwenties heeft voor het ontwerpen van elektronische apparaten. “Omdat bestaande geleiders moeite hebben met rek, zouden ontwerpers wel eens op deze ionische geleiders uit kunnen komen. Zo’n apparaat werkt misschien wat minder in elektrisch opzicht, maar wint aan eleasticiteit, doorzichtigheid en biocompatabiliteit.” Ik moet het nog zien. Overigens lijkt het er op dat Foo’s collega’s van Harvard hem het gras voor de voeten hebben weggemaaid.

Bron: Science Daily

Bron: Science Daily