Het topje van je vinger kan onderscheid maken tussen materialen die minuscule chemische verschillen hebben — zelfs een verschil zo klein als een enkel atoom.
Wat we met onze vingers voelen, zijn meestal fysieke oneffenheden in de oppervlaktestructuur van een materiaal. Materiaalwetenschapper Charles Dhong van de Amerikaanse Universiteit van Delaware en zijn collega’s gingen na of het mogelijk is een chemisch verschil te voelen tussen twee materialen met even gladde oppervlakken, waarbij alleen de interne moleculaire structuren een klein beetje verschillen.
Fluweelzacht
De wetenschappers deden dit door een dunne plak halfgeleidermateriaal, een zogenoemde wafer, van het element silicium te nemen en daarop een laag van een eenvoudige verbinding aan te brengen die slechts één molecuul dik was. Zij testten meerdere verbindingen, elk slechts licht verschillend van de andere.
‘Depressie zit niet alleen in het hoofd, maar in het hele lichaam’
Psychiatrisch epidemioloog Brenda Penninx onderzoekt het verband tussen mentale en lichamelijke gezondheid.
Van de zes paren verbindingen konden menselijke testers er drie van elkaar onderscheiden. Bij één paar, waarbij het team slechts één koolstofatoom verving door een stikstofatoom, konden de testers de twee met 68 procent nauwkeurigheid uit elkaar houden.
‘Wanneer we onze monsters maken, zijn ze fysiek bijna identiek. De verschillen zitten onder nanometerniveau’, zegt Dhong. ‘Maar toen proefpersonen ze voelden, zeiden sommige mensen dat enkele een beetje korrelig aanvoelden en andere aangenamer en fluweelzacht.’
Net echt
Het chemische verschil tussen de twee verbindingen die de testpersonen het best uit elkaar konden houden, veroorzaakte een kleine verandering in hoeveel wrijving ze voelden wanneer ze er met een vinger overheen gingen. Deze verandering was niet te wijten aan oneffenheden in de materialen, maar eerder aan de manier waarop hun moleculen in elkaar pasten.
Dhong zegt dat dit nuttig kan zijn voor mensen met een visuele handicap of om texturen in virtual reality te maken die echt aanvoelen. ‘Als je een textuur zou willen maken die aanvoelt alsof je je hand over heel mooi papier, zacht fluweel of een houten tafel laat gaan, hoe kun je dat dan doen met iets als een scherm? Dit geeft ons veel meer mogelijkheden om deze gereedschapskist echt uit te breiden’, zegt Dhong.
