TUD-hoogleraar nanomechanica wil zweven op nanoschaal

Met nano-engineering willen we de kloof tussen nanowetenschap en concrete nanomechanische toepassingen overbruggen, aldus Peter Steeneken, hoofd van de Dynamics of Micro and Nanosystems-groep van de TU Delft. In zijn intreerede ‘Dynamica in de nanomechanica’ morgen staat ‘beweging’ centraal. Zoals de beweging van microscopische zwevende en roterende motortjes en schakelaars, aangedreven door elektrostatische krachten, die onlangs in Delft zijn gemaakt. Steeneken: ‘Ik wil dit soort robotjes nog veel kleiner, sneller en nauwkeuriger gaan maken.’ De rede is live online te volgen via Collegerama.

Kleiner is vaak beter. Door apparaten kleiner te maken gaan productiekosten omlaag, wordt minder energie verbruikt en kunnen we nauwkeuriger werken. Moderne telefoons zitten daarom vol met bewegende microscopisch kleine apparaatjes zoals klokken, microfoons, filters, schakelaars en sensoren. Het is heel interessant om dit soort apparaten nog kleiner en dunner te maken, nog sneller te laten bewegen en nog nauwkeuriger te maken. Om dat te bewerkstelligen is een grote uitdaging.

Een van de manieren om de structuren kleiner te maken, is door nieuwe materialen te gebruiken. Zoals grafeen, een membraan dat slechts een atoom dik is. Grafeen is niet alleen extreem dun, maar ook heel licht en sterk. Deze unieke aspecten maken interessante nieuwe actuatoren en sensoren mogelijk. Op nanoschaal is het gedrag van deze structuren echter heel anders dan op microschaal, en daardoor moeilijk te meten en te voorspellen. Daarnaast zijn op nanoschaal wrijvings- en plakkrachten erg groot. Als twee oppervlakken elkaar raken, dan is het bijna onmogelijk om ze nog los van elkaar te krijgen.