Wetenschappers heffen nanowrijving op

Wetenschappers hebben een manier gevonden om een afstotende kracht te introduceren tussen objecten van nanoformaat, door de Casimir-Polder-kracht om te draaien. De vinding moet het probleem van aan elkaar plakkende nano-objecten oplossen.

Het Casimir-effect is een natuurverschijnsel waarbij twee objecten met een tussenafstand van enkele nanometers elkaar aantrekken. Het kwantummechanische fenomeen, dat grote overeenkomsten met de Van der Waals-kracht vertoont, werd in 1948 voorspeld door de Nederlandse natuurkundigen Hendrik Casimir en Dirk Polder. Pas in 1997 maten laboranten van de Universiteit van California het effect nauwkeurig. Het verschijnsel wordt verklaard door te kijken naar de golflengte van virtuele deeltjes tussen twee objecten in een vacuüm. Alleen deeltjes met een golflengte kleiner of gelijk aan de afstand tussen twee oppervlakken passen ertussen. Zodoende passen er tussen twee objecten minder deeltjes dan in het vacuum daarbuiten en worden de platen tegen elkaar geduwd. In de natuur maken bijvoorbeeld gekko's gebruik van dit effect, als ze tegen een muur oplopen.

Professor Ulf Leonhardt en doctor Thomas Philbin van de afdeling Fysica en Astronomie van de St. Andrews-universiteit zeggen dat ze deze kracht om kunnen draaien, zodat de oppervlakken elkaar afstoten en de grootste bron van wrijving in nanotechnologie wordt opgeheven. Ze willen dit bereiken door een speciale lens tussen de twee objecten te plaatsen. Leonhardt benadrukt dat alleen kleine objecten kunnen zweven, vanwege de kleine afstanden waarover het Casimir-Polder-effect werkt. De kracht neemt namelijk af bij toenemende afstand tussen objecten en wel tot de vierde macht. Een gedetailleerd artikel, waarin uitgelegd wordt hoe de lens het Casimir-effect omdraait, is terug te vinden in het augustusnummer van New Journal of Physics.