Föreställ dig att produkterna har längre hållbarhet tack vare smarta förpackningar, att plastrobotar drivs av sin miljö, och att kläderna anpassar sig medan de bärs. Kort sagt:att man kan göra plast smart så att materialet reagerar på sin miljö, till exempel genom att justera luftfuktigheten, temperatur eller ljus. För sin Ph.D. forskning Rob Verpaalen tittade på hur man kan tillverka bulkplast utan att radikalt förändra de nuvarande industriella processerna. Han fick sin Ph.D. den 22 september vid institutionen för kemiteknik och kemi.

Plast tillverkas billigt och i löskvantiteter. Tänk på förpackningsmaterial och textilier. Om dessa konventionella statiska plaster kunde göras responsiva och därför "smarta, " det kan leda till nya material och applikationer. Den nuvarande industriella bearbetningsprocessen är baserad på materialen polyeten, polyamid 6 (PA6, nylon) och polyetylentereftalat (PET). För att göra dessa material lyhörda, de sprayas med beläggningar eller blandas med tillsatser.

Verpaalen undersökte inverkan av temperatur- och luftfuktighetsincitament på formförändringen i nylon. Han visade att böjning endast sker termiskt vid förhöjd luftfuktighet. Detta visar att formändring kan programmeras. För att konvertera denna enkla böjning till en mer avancerad formändring, Verpaalen använde en speciell beläggning med en spiraltrappa struktur. Genom att variera beläggningens tjocklek, materialet böjs inte längre, utan bildar istället en lock.

Ändrar form av ljus

Verpaalen kombinerade sedan ett termoplastiskt PET-substrat med en responsiv beläggning. Detta skapade en omprogrammerbar, ljuskänslig och formföränderlig plast. Dessa så kallade tvåskiktsställdon reagerar snabbt, reversibelt och lokalt under påverkan av ultraviolett och synligt ljus. Den nya plasten visar till och med flera olika formförändringar i ett ställdon.

Ljuskänsliga ställdon utvecklas också genom att lägga till unika ljuskänsliga azobensenmolekyler (med PE-sidogrupper) till polyeten med ultrahög molekylvikt. De högorienterade plastfilmerna genererar sedan exceptionellt höga spänningar, liknande metalliska ställdon, under påverkan av ultraviolett och synligt ljus.