Waar de natuur altijd reageert op veranderingen, zijn materialen vaak niet flexibel. Daarom is er nu Re:flex, een materiaal dat vervormbaar is en verandert als het wordt blootgesteld aan warmte.

  • Wat: Re:flex
  • Waar: Veem (Floor 3, Strijp-S), Torenallee 86-02, 5617 BD Eindhoven
  • Wanneer: 19 - 27 oktober

Tijdens hun masterstudie Innovation Design Engineering in Londen kwamen Benton Ching (filosoof), Pierre Azalbert (elektrotechnisch ingenieur), James Fraser (werkbouwtuigkundige) en Karlijn Sibbel (product designer) elkaar tegen.

Samen gingen ze aan de slag met een van de projecten in het laatste jaar van de studie. "We waren allemaal geïnspireerd door de natuur, de manier waarop het zich altijd aanpast aan veranderende omstandigheden zoals het weer, vertelt Sibbel.

Ze neemt als voorbeeld een dennenappel. "Die reageert automatisch als het vochtiger wordt, dan sluiten de schubben om de zaden te beschermen. Als de zon weer doorbreekt, opent hij weer automatisch." Die reactie zit in het materiaal. "Dat vonden wij fascinerend."

Bijna alles wat mensen bouwen is statisch, het kan niet reageren op omstandigheden. "Daarom zijn we op zoek gegaan naar manieren waarop we een materiaal konden creëren dat kan reageren, dat een aanpassingsvermogen heeft." Die zoektocht bracht ze naar wetenschappelijke literatuur uit de materiaalkunde over slimme materialen, de zogenoemde 'actieve materie'.

Slimme materialen

"Actieve materie zijn slimme materialen die reageren op externe stimulansen als warmte, licht of elektriciteit. We besloten ons te richten op zogeheten 'geheugenmateriaal', dat op warmte reageert. Maar eenmaal bij de specialisten, begrepen we dat deze materialen erg duur zijn. We konden dit dus niet aanschaffen. Dat was een omslagpunt in ons proces."

Bij gebrek aan opties vroegen de vier zich af: kunnen we dit effect namaken? "We verdiepten ons in wetenschappelijke publicaties om te zien hoe we dit effect konden recreëren." Dat resulteerde in een experimenteel proces, waarin van alles werd geprobeerd. "We moesten ons inlezen, zelf experimenteren. Daarbij moesten we behoorlijk improviseren, maar dat maakt het juist interessant en leuk."

Geheugenmaterialen zijn normaal gesproken moeilijk om te krijgen en worden op een complexe manier gemaakt, legt Sibbel uit. "Wij hebben een composiet van een hard en een elastisch materiaal gemaakt. Door die twee samen te voegen kregen we hetzelfde effect."

Harde kern en elastische huid

De twee materialen zijn een combinatie van een harde kern dat het skelet vormt, en dit is omhuld met een elastische huid. "Het skelet kan van stijfheid veranderen en dus hard en zacht zijn."

Re:flex is hard op kamertemperatuur, maar wordt zacht bij opwarming rond de 60 tot 80 graden. "Het is dan buigzaam in elke vorm, te draaien en te twisten. Als je het dan laat afkoelen, dan onthoudt het die vorm. Het interessante is dat als je het opnieuw opwarmt, zonder het aan te raken, het zal terugkeren naar de originele vorm. Het materiaal heeft dus vormgeheugen."

Re:flex na getwist te zijn (foto: Karlijn Sibbel)

Toen dit eenmaal ontdekt was, overheerste een gevoel van blijdschap, vertelt Sibbel. "Als je in een team werkt, is het leuk dat je het moment dat je iets ontdekt samen deelt. Het was echt een euforisch moment! Dan heb je iets gevonden en vervolgens ga je ermee spelen. Dat is weer een nieuw proces."

Het materiaal kan fixeren en bijvoorbeeld ingezet worden als herbruikbaar gips bij een botbreuk. "Verschil is dan vooral dat je het kan hergebruiken, omdat het makkelijk verwijderd en schoongemaakt kan worden."

Re:flex kan ook een thermische aandrijving vormen, bijvoorbeeld om een tandwiel aan te drijven of om een meubel uitvouwbaar te maken. Het materiaal kan zich ook aanpassen. "Dit is interessant voor ergonomische toepassingen voor bijvoorbeeld een stoel."

Een van de tests met het materiaal Re:flex (foto: Karlijn Sibbel)

Levensduur verlengen

Sibbel denkt dat we in de toekomst op een andere manier naar materialen gaan kijken. "Met Re:flex kunnen we de levensduur van objecten of producten verlengen, of ze beter hergebruiken. Dat maakt het interessant."

Uiteindelijk zullen er meer materialen komen die niet langer statisch zijn, en die zich naar behoefte kunnen vormen of aanpassen, denkt Sibbel. "We moeten kijken hoe we met materialen omgaan en de gebruikscyclus onder de loep leggen. Vooral met het oog op het milieu."