Je leest:

Kunstmatige krekel spitst zijn ‘oren’

Kunstmatige krekel spitst zijn ‘oren’

De haartjes die een krekel op zijn achterlijf heeft, inspireren onderzoekers van de Universiteit Twente tot een nieuw type sensor, ultragevoelig voor luchtstromingen. Deze ‘kunstmatige krekelharen’ zijn ook nog eens heel precies af te stemmen op een bepaald frequentiegebied: daar is het haartje nog een factor tien gevoeliger.

Zoals je in een druk gezelschap meteen hoort dat je naam wordt genoemd, zo worden de kunstmatige krekelharen ook opeens extra gevoelig voor een bepaalde frequentie van de luchtstroming. Daarvoor hoeft het haartje zélf niet aangepast te worden: het wordt gevoeliger gemaakt door de veerstijfheid elektronisch aan te passen, zo schrijven de onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie in het tijdschrift Applied Physics Letters.

De kunstmatige krekelhaar is een knap staaltje biomimicry. De haartjes die een krekel op zijn achterlijf heeft – op de uitsteeksels die ‘cerci’ heten – vormen de inspiratiebron. Die haartjes stellen de krekel in staat om zijn belagers goed te voelen of horen aankomen: de krekel schat afstand en richting op deze manier feilloos in. Door een haartje te maken dat is opgehangen in een flexibel microsysteem, bootsten de Twentse onderzoekers deze eigenschappen na. Het haartje is van het polymeer SU-8, heeft een lengte van 0,9 millimeter en is onderaan dikker dan bovenaan. De kleinste bewegingen worden geregistreerd door de flexibel opgehangen plaat waaraan het haartje is bevestigd. Een beweging verandert de elektrische capaciteit, wat een maat is voor de beweging.

Nu zou je de gevoeligheid kunnen vergroten met een ander type haartje dat minder stijf is. Maar UT-onderzoeker Harmen Droogendijk ontdekte dat de veerstijfheid ook elektronisch is aan te passen. Hij onderzocht welke wisselspanning nodig is om het veertje op het gewenste moment ‘slapper’ te krijgen en zo extra gevoelig te maken voor de bijbehorende frequenties. Het effect bleek groot: bij de ingestelde frequentie haalde een haartje een tien maal grotere gevoeligheid.

Dat maakt dat de sensor nog beter toepasbaar wordt zonder dat ingegrepen hoeft te worden in het ontwerp. Te denken is aan richtingssensoren die een robot gebruikt, of het onderzoeken van heel specifieke luchtstromingen. Op de langere termijn zouden de kunstmatige haartjes ook dienst kunnen doen in hoortoestellen. In al deze toepassingen kunnen de haartjes extra gevoelig gemaakt worden voor een bepaalde frequentie.

Het onderzoek is uitgevoerd in de groep Transducers Science and Technology, onderdeel van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie. Het wordt geleid door prof. Gijs Krijnen en is onderdeel van zijn VICI project BioEARS, gefinancierd door de Technologiestichting STW.

Bron:

H. Droogendijk e.a., Non-resonant parametric amplification in biomimetic hair flow sensors: selective gain and tunable filtering, Applied Physical Letters (21 november 2011, online) DOI:10.1063/1.3663865

Dit artikel is een publicatie van Universiteit Twente (UT).
© Universiteit Twente (UT), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 06 december 2011
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.