Immagina che i prodotti abbiano una durata di conservazione più lunga grazie a un packaging intelligente, che i robot di plastica sono guidati dal loro ambiente, e che l'abbigliamento si adatta mentre viene indossato. In breve:che puoi rendere la plastica intelligente in modo che il materiale reagisca al suo ambiente, ad esempio regolando l'umidità, temperatura o luce. Per il suo dottorato di ricerca ricerca Rob Verpaalen ha esaminato come è possibile produrre plastica sfusa senza alterare radicalmente gli attuali processi di lavorazione industriale. Ha conseguito il dottorato di ricerca. il 22 settembre presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e Chimica.

Le materie plastiche sono prodotte a basso costo e in grandi quantità. Pensa ai materiali di imballaggio e ai tessuti. Se queste plastiche statiche convenzionali potessero essere rese reattive e quindi "intelligenti, " potrebbe portare a nuovi materiali e applicazioni. L'attuale processo di lavorazione industriale si basa sui materiali polietilene, poliammide 6 (PA6, nylon) e polietilene tereftalato (PET). Per rendere questi materiali reattivi, vengono spruzzati con rivestimenti o miscelati con additivi.

Verpaalen ha studiato l'influenza degli incentivi di temperatura e umidità sul cambiamento di forma del nylon. Ha mostrato che la flessione si verifica solo termicamente a umidità elevata. Questo mostra che il cambio di forma può essere programmato. Per convertire questa semplice piegatura in un cambio di forma più avanzato, Verpaalen ha utilizzato un rivestimento speciale con una struttura a scala a chiocciola. Variando lo spessore del rivestimento, il materiale non si piega più, ma invece forma un ricciolo.

Cambiare forma con la luce

Verpaalen ha quindi combinato un substrato in PET termoplastico con un rivestimento reattivo. Questo ha creato un riprogrammabile, plastica sensibile alla luce e che cambia forma. Questi cosiddetti attuatori a doppio strato reagiscono rapidamente, reversibilmente e localmente sotto l'influenza della luce ultravioletta e visibile. La nuova plastica mostra anche diversi cambiamenti di forma in un attuatore.

Gli attuatori sensibili alla luce sono sviluppati anche aggiungendo molecole di azobenzene sensibili alla luce uniche (con gruppi laterali PE) al polietilene ad altissimo peso molecolare. I film plastici altamente orientati generano quindi tensioni eccezionalmente elevate, simili ad attuatori metallici, sotto l'influenza della luce ultravioletta e visibile.