Je leest:

Water werkt op nanoschaal als lijm

Water werkt op nanoschaal als lijm

Als waterdamp een druppeltje vormt in een heel kleine ruimte tussen twee oppervlakken, gedraagt het zich meer als ijs dan als vloeistof, zélfs bij kamertemperatuur. Hierdoor oefent het water zo’n grote kracht uit dat het werkt als lijm, ontdekten de Leidse natuurkundigen drs. K.B. Jinesh en prof.dr. Joost Frenken.

Jinesh en Frenken doen onderzoek naar nanorobotjes, of met een mooi woord micro- en nano-elektromechanische systemen (MEMS en NEMS). Dat zijn heel kleine structuren, meestal geëtst in silicium, met kleine bewegende onderdelen. ‘Het grootste probleem in het toepassen van NEMS, is het feit dat de bewegende onderdelen al na een korte tijd vast komen te zitten’, zegt Frenken, ‘en dat terwijl het aantal mogelijkheden sterk toeneemt: tandwieltjes, scharnieren, buigarmen, schuivende elementen: alles kunnen we maken op nanoschaal, maar zodra het moet bewegen zijn de krachten die erop werken te groot. Het gaat gewoonweg kapot.’

Bij voldoende luchtvochtigheid condenseert waterdamp in de kleine ruimte tussen twee oppervlakken. De tip van de tastmicroscoop trekt de druppel uit elkaar tot een lange streep. Om die streep te kunnen trekken is meer kracht nodig dan wanneer het ‘water’ vloeibaar zou zijn. Het water blijkt zich meer als ijs te gedragen dan als water, zelfs bij kamertemperatuur. bron: Universiteit Leiden

Nanorobotjes

De reden dat de MEMS en NEMS zo snel vastlopen, is dat op nanoschaal water niet meer nat en glibberig is. Het wordt een vaste en plakkerige substantie. Dit hebben Jinesh en Frenken recent ontdekt door twee oppervlakken heel dicht bij elkaar te brengen. De waterdamp in de lucht tussen de twee oppervlakken condenseert in een druppel. Door aan die druppel te trekken met een tastmicroscoop ontdekten de twee wetenschappers dat het water zich meer gedraagt als ijs dan als water. Het werkt daarmee eerder als lijm dan als smeermiddel. Deze ontdekking staat in schril contrast met eerder onderzoek, waaruit geconcludeerd werd dat water ook op nanoschaal als smeermiddel gebruikt kan worden.

Een microscopische foto van het belangrijkste onderdeel van de tastmicroscoop, de TriboleverTM waarmee ontdekt is dat water zich op nano-schaal gedraagt als lijm en niet als smeermiddel. bron: Universiteit Leiden

Dit artikel is een publicatie van Universiteit Leiden.
© Universiteit Leiden, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 10 mei 2006

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.