Dat kan de toekomst zijn van het koken. Met een beetje fantasie kunnen ook andere klussen in huis aangenamer worden. ‘s Nachts graast snuffie, de stille stofzuigrobot naar stof. Als we weggaan waarschuwt het huis zelf dat er nog ramen open staan. De wasmachine onderzoekt zelfstandig de inhoud van de wasmand en gaat piepen als er een kwetsbare zijden jurk tussen de katoenen overhemden zit. De muren van het huis hangen vol met tv-schermen. Overdag worden er schilderijen van Van Gogh geprojecteerd. Als je ’s avonds een film wilt kijken, verandert het schilderij in een tv,’ zo speculeerde John Mangelaars, directeur van Microsoft Benelux in een interview in het weekblad Intermediair.

We weten niet hoe we over twintig jaar willen wonen. Misschien hebben we helemaal geen behoefte aan al die elektronica en gaan we ’s avonds boeken lezen en vrienden opzoeken. Tenslotte voelen veel mensen zich perfect gelukkig op een camping, als ze alle luxe thuis hebben gelaten. Misschien willen we zelf in de pannen roeren en zelf nieuwe recepten ontdekken.

Natuurkundigen kunnen moeilijk voorzien hoe de keuzes van mensen zullen veranderen. Zeker is wel dat technisch onderzoek nieuwe keuzemogelijkheden oplevert. Als tv-schermen platter worden, helderder en goedkoper, waarom zouden we ze dan niet als schilderij gebruiken? Of als verjaardagskalender op de wc? Nieuwe technieken openen nieuwe toepassingen. ‘Nu geeft de pizzakoerier nog een koelkastmagneet met een reclametekst cadeau. Straks krijg je van de bezorger misschien een klein schermpje waarmee je via internet een Napolitana of een Quattro Stagionni kunt bestellen,’ zo zei Ed Arrington in hetzelfde nummer van Intermediair. Hij is coördinator van het Connected. Home-project van chipfabrikant Intel in Hillsboro (Oregon, Verenigde Staten). Krijgt hij gelijk? Er wordt in ieder geval overal hard gewerkt aan de verdere ontwikkeling van beeldschermen. Geleidende kunststoffen zijn een veelbelovend materiaal daarvoor (zie Plastic elektronica).

Ontwerpers uitgedaagd door nieuwe technologie

Onze huizen bezitten al tientallen jaren elektronische vensters op de buitenwereld. Natuurlijk zullen er andere types beeldschermen komen voor de tv, spelcomputer of de huisbioscoop. Maar wat zullen we te zien krijgen? Een verre opvolger van de soaps die nu worden uitgezonden? Waarschijnlijk wel, want we blijven geïnteresseerd in het dagelijks leven van mooie mensen.

Maar het zal niet het enige zijn. Nieuwe technische mogelijkheden zullen programmamakers uitdagen tot nieuwe creaties. Voor elke nieuwe rampenfilm worden de meest geavanceerde simulatietechnieken gebruikt die bestaan. De grenzen van computersimulaties worden steeds verlegd. Natuurkundigen zoals Daan Frenkel (zie Virtuele natuur) die uitrekenen hoe grondwater doorsijpelt in diepere lagen, zijn constant op zoek naar betere rekenmethoden en slimmere weergavetechnieken. Niet om nieuwe bioscoopfilms te maken, maar omdat ze dat nodig hebben voor hun onderzoek. Iedereen profiteert echter van nieuwe vondsten op dat gebied. Waar zal dat toe leiden? Misschien kan de computer zelf acteurs simuleren, met alle details van lichtval, spierbewegingen en spraak die daarbij horen. Nu zijn dat nog duidelijk computerpoppetjes. Straks kan een regisseur zijn personages levensecht creëren, precies zoals hij ze in gedachte heeft.

Gegevensopslag

De videorecorder zal verdwijnen uit huis. De beeldkwaliteit is niet voldoende voor de scherpe tv-schermen van de toekomst. Bovendien worden veel slimmere technieken bedacht om grote hoeveelheden beelden op te slaan. De dvd, de opvolger van de cd, is nog maar het begin. Zo hebben Peter Krauss en Stephen Chou van de universiteit van Minnesota een schijfje ontwikkeld van één vierkante centimeter, waarop evenveel gegevens staan als op één cd of cd-rom. Net als bij de cd is de informatie op het schijfje vastgelegd met een minuscuul patroon van putjes en kuiltjes.

Het verschil is echter het formaat van de putjes. Op een cd zijn ze 600 nanometer breed, maar op het schijfje uit Minnesota meten de putjes 10 nanometer (10 miljoenste millimeter). Dat is veel te klein om af te spelen met laserlicht, zoals gebeurt in een cd-speler. De onderzoekers gebruiken daarom een speciale microscoop, een scanning tunneling microscoop (STM). Zo’n microscoop bestaat uit een stabiele houder en een uiterst precies naaldje. De punt van dat naaldjes is maar een paar atomen breed. Het kan over een oppervlak worden bewogen met een precisie van een miljoenste millimeter. Elke onregelmatigheid in het oppervlak kan zo nauwkeurig worden gevolgd. Op die manier kunnen de putjes in de nano-cd goed worden waargenomen.

Zo’n STM is nu nog een laboratoriuminstrument, waarmee voorzichtig moet worden omgegaan. Maar misschien wordt het ooit robuust genoeg om in te bouwen in een walkman. Op het formaat van de huidige cd zou dan 4000 uur muziek passen, genoeg om een half jaar lang dag en nacht muziek te draaien. Dezelfde super-cd’s zouden gebruikt kunnen worden voor super-video-recorders, met honderden uren film op één schijfje.

Hebben we daar behoefte aan? Lou Ottens, die vijfentwintig jaar geleden bij Philips aan de wieg stond van de cd, herinnert zich desgevraagd nog hoe een prototype cd is gemaakt met een doorsnee van dertig centimeter en een speelduur van enkele tientallen uren. De kansen voor zo’n cd achtte hij gering. Welke consument zat op zoveel muziek te wachten? En welke platenmaatschappij zou zoveel muziek willen verkopen op slechts één schijf? Zo’n cd zou de overlevingskansen hebben van een dinosaurus. Hij zou onder het gewicht van de kolossale speelduur bezwijken. Ottens maakte het schijfje daarom kleiner. Een uur speelduur is genoeg, zo vond hij. En dat is de belangrijkste reden dat een cd nu de doorsnee van ongeveer een decimeter heeft.

Nieuwe technologie: vraag en aanbod

Het is daarom niet duidelijk of er straks wel behoefte is aan een super-cd-speler en een super-videospeler. Maar misschien komen er nieuwe toepassingen, waarbij zo’n grote capaciteit wel nuttig is. Je zou zo’n apparaat in een videotheek kunnen neerzetten. Als je een goede kabelverbinding met een videotheek hebt, kun je alle films op verzoek voor je laten draaien. Dat kan, want ook aan betere kabelverbindingen wordt gewerkt. De huidige glasvezelkabels kunnen per vezel al duizenden tv-films tegelijk overseinen.

Aan de vergroting van de capaciteit wordt nog steeds gewerkt. Belangrijk daarvoor is het werk van mensen als Albert Polman (zie Informatie overdragen met licht), die nieuwe technieken ontwerpen voor versterking van de lichtsignalen. Anderen werken aan het vergroten van de capaciteit van de glasvezels zelf. Zo kunnen verschillende lasers worden gebruikt voor één glasvezel. Als ze allemaal een andere kleur licht gebruiken, kan elke laser zijn informatie onafhankelijk van de andere overzenden. Met tien lasers wordt de capaciteit tien keer zo groot. Ook kun je proberen om de lasers sneller achter elkaar lichtflitsjes af te laten geven. Bij elk flitsje wordt tenslotte een stukje informatie overgebracht. Misschien komt het ooit zover dat elk afzonderlijk lichtdeeltje informatie kan overbrengen. Er kunnen met gemak een miljard lichtdeeltjes in een miljoenste seconde door een glasvezel. Een complete speelfilm kan dan binnen een fractie van een seconde worden overgeseind.

Wie weet komt zo ooit de wereld ons huis binnen. Dan zou je alle informatie die je maar zou willen hebben in een fractie van een seconde binnen kunnen laten stromen. Waarom zou je dan zelf een encyclopedie hebben? Of een videorecorder?

Slimme ramen?

Niet alleen het vermaak en de informatievoorziening in huis zal veranderen. Ook het huis zelf zal er anders uitzien. Waarom zou je bijvoorbeeld een zonnescherm ophangen, als de ramen zelf het teveel aan zonlicht kunnen tegenhouden? Op dit moment wordt er geëxperimenteerd met speciale coatings, die je met een klein elektrisch stroompje kunt laten verkleuren. De ramen worden dan op commando lichter of donkerder. Voor zo’n coating worden kunststoffen gebruikt die verwant zijn aan de materialen die De Voigt gebruikt voor zijn plastic elektronica (zie Plastic elektronica).

Maar het kan nog mooier. Waarom zou je niet iets nuttigs doen met het ongewenste zonlicht? C. Bechinger van het National Renewable Energy Lab in Golden, Colorado, slaagde erin om een materiaal te ontwikkelen dat op commando zonlicht tegenhoudt en daaruit tegelijk nuttige energie kan opwekken.

Natuurkunde in de keuken?

Of we dat gaan toepassen, weten we nog niet. Misschien is vitrage wel zo handig. Het zal moeten blijken. Maar als je op de experimenten afgaat, is niets te dol. Wat dacht je van zelfreinigende tegels in de keuken? De Japanse hoogleraar Akira Fujishima heeft een speciale coating ontwikkeld voor tegeltjes in een operatiekamer. Het laagje brengt een chemische reactie op gang, die ervoor zorgt dat vet en kleine vuildeeltjes worden afgebroken. Het zijn technieken die in de chemische industrie ook worden gebruikt voor selectieve chemische reacties, bijvoorbeeld in katalysatoren. Om zulke tegeltjes te maken is een subtiel samenspel van natuurkundige en chemische kennis nodig. De tegeltjes zorgen er inmiddels voor dat Japanse operatiekamers schoon blijven. Wie weet zien we ze in de toekomst ook in onze huizen.

Nieuwe apparaten zullen verschijnen in de keuken. Misschien krijgt de magnetron ook een koelfunctie. In een magnetron zorgt elektromagnetische straling ervoor dat watermoleculen gaan trillen. Hoe meer trilling, hoe warmer het gerecht wordt. Elektromagnetische straling kan ook worden gebruikt om trillingen af te remmen. Dat gebeurt bijvoorbeeld bij laserkoeling. Daarbij worden afzonderlijke atomen afgeremd. Het is echter ook gelukt om stukjes glas met laserlicht af te koelen. Het zijn nog maar kleine stukjes en de afkoeling was maar tien graden Celsius. Maar misschien kun je ooit een colafles in een magnetron zetten om hem in een minuutje koel te maken.