Chinese onderzoekers zijn erin geslaagd om ijs te ontwikkelen met verbazingwekkende elastische eigenschappen. Een uitvinding die verschillende zeer interessante toepassingen kan hebben.

In een artikel dat in het tijdschrift Science is gepubliceerd, hebben wetenschappers van de universiteit van Zhejiang in Hangzhou bekendgemaakt dat ze erin geslaagd zijn om flexibel ijs te ontwikkelen. Een hele prestatie, want we weten dat ijs onder druk normaal gesproken eerder breekt dan buigt.

Voorlopig werken de Chinese onderzoekers op microscopische schaal. De elastische strengen ijs meten slechts 4,4 micrometer in diameter. Zoals de video hierboven laat zien, waren deze stukken ijs bijna in staat om een cirkel te vormen, alvorens weer hun oorspronkelijke vorm aan te nemen.

Hoe werkt het?

Om deze zogenaamde “elastische ijsmicrovezels” te maken, brachten de wetenschappers waterdamp over in een koude kamer, waar het werd gekoeld met vloeibare stikstof. Het product werd vervolgens met een wolfraampin geëlektrificeerd bij 2.000 volt. Dit proces trok de waterdamp aan en vormde (langzaam) ijskristallen op de pin.

De onderzoekers experimenteerden met verschillende koeltemperaturen, waarbij de strengen tussen -70 en -150 graden Celsius werden gemaakt. De microvezels die bij de maximale koeltemperatuur werden verkregen, konden worden gebogen tot een maximale vervorming van 10,9 procent. IJs heeft normaal gesproken een elastische vervorming van slechts 0,3 procent.

Het ijs dat op deze wijze ontstaat, benadert de theoretische limiet van de flexibiliteit van het ijs, die 15 procent bedraagt. Er is dus nog ruimte voor verbetering.

Waar is het goed voor?

Omdat het door de Chinese wetenschappers ontwikkelde ijs bijzonder doorzichtig is, denken ze dat de microvezels kunnen worden gebruikt om licht door te geven, zoals glasvezelkabels.

“Ze kunnen licht van de ene kant naar de andere kant geleiden”, zei Limin Tong, een natuurkundige die bij het onderzoek betrokken was, in een interview met The New York Times.

Het team achter het buigbare ijs gelooft dat hun uitvinding ook kan worden gebruikt om minuscule sensoren te maken die luchtvervuiling kunnen detecteren. Omdat sommige verontreinigende deeltjes zich aan het ijs kunnen hechten, kan een analyse van de manier waarop het licht door de kristallen reist, helpen om de hoeveelheid en de aard van de verontreiniging in bepaalde gebieden vast te stellen.

De wetenschappers zullen hun onderzoek voortzetten in een poging om de theoretische flexibiliteitsgrens van het ijs te benaderen en vervolgens de voor deze microvezels bedachte potentiële toepassingen in de praktijk om te zetten.

(am)