Door spinrag te verstevigen met koolstof nanobuisjes hebben wetenschappers een sterke, geleidende stofdraad ontwikkeld. Het nieuwe materiaal heeft mogelijk een hoop medische toepassingen.

Door spinrag te verstevigen met koolstof nanobuisjes hebben wetenschappers een sterke, geleidende stofdraad ontwikkeld.
Bron: Wikimedia Commons/ Fir0002

Spinrag met een coating van koolstof voelt je hartslag, en kan je vertellen wanneer je hart een slag overslaat. Wetenschappers ontwikkelden een taaie, flexibele en elektriciteit geleidende mix van rag en koolstof nanobuisjes, die volgens hen bruikbaar is voor buigzame medische sensoren. Dat schrijven Amerikaanse onderzoekers deze week in het tijdschrift Nature Communications.

Spinrag staat al lang bekend als een van de taaiste en flexibelste stoffen die we kennen, maar het materiaal geleidt geen elektrische signalen. Om de stof toch geleidend te maken, probeerden wetenschappers het eerder al te mixen met metalen zoals goud. Hiermee ging de grote uitrekbaarheid van de stof echter verloren.

Wordt het plat Amsterdams een museumtaal?
LEES OOK
Wordt het plat Amsterdams een museumtaal?

Vastgrijpend rag

Om een minder stijve geleider te maken, gebruikten onderzoekers van de Florida State-Universiteit een poeder van koolstof nanobuisjes. Zo polariseerden het poeder, zodat het bleef plakken aan natuurlijk geladen spinrag, mengden de materialen met wat water en persten ze tussen een paar platen Teflon. Na het drogen was het spinrag bedekt met een laag nanobuisjes, wat het drie keer sterker maakte dan de natuurlijke variant.

Het koolstof-spinnenrag, in een aantal verschillende vormen gewoven. Bron: Nature Communications/ Eden Steven
Het koolstof-spinnenrag, in een aantal verschillende vormen gewoven. Bron: Nature Communications/ Eden Steven

Een handige eigenschap van spinrag is dat het uitzet en krimpt bij verschillende vochtigheidsgraden. Volgens Eden Steven, die het onderzoek leidde, kunnen de onderzoekers met het controleren van de vochtigheidsgraad eenvoudig zorgen voor een groot elektrisch contactoppervlak bij de bedrading. ‘We wikkelen het versterkte spinrag rond het contactoppervlak en laten het krimpen. De bedrading grijpt het oppervlak dan als het ware vast, waardoor we geen geleidende lijm of soldeersel hoeven te gebruiken.’

Schrale oogst

Huidige puls-detectoren zijn vaak gemaakt van stijve materialen. De spinrag-versie kan echter om onregelmatige vormen, zoals een pols of een vinger, worden gewikkeld, zonder aan sensitiviteit in te leveren. Het geleidende spinrag is bijvoorbeeld gevoelig genoeg om de elektrische signalen van een hartslag te kunnen meten.

Er kleeft echter ook een nadeel aan de spinraggeleider. Het is lastig om spinrag in grote hoeveelheden te oogsten, wat grootschalige productie in de weg staat. Stevens blijft hoopvol: volgens hem kunnen recente ontwikkelingen in de productie van synthetische spinrag de productie van verstevigd spinrag toch mogelijk maken.