Camera’s zien tegenwoordig stukken scherper dan een mensenoog, microfoons vangen geluiden veel gedetailleerder op dan onze oren en chemosensoren overtreffen de menselijke tong en neus met gemak. Alleen voelen, daar zijn apparaten nog niet zo goed in. Tegen een vingertop kunnen ze niet op. Maar dat gaat snel veranderen, schrijven Vivek Maheshwari en Ravi Saraf vandaag in Science. Zij hebben aan de universiteit van Nebraska in Lincoln (VS) een soort folie ontwikkeld dat druk vertaalt in beelden. Het is ongeveer even gevoelig als een mensenvinger, maar nog wel een stuk minder handig in het gebruik. Een vingertop kan op z’n best details van een vijfentwintigste millimeter onderscheiden - wat overigens niet wil zeggen dat we ook echt zo veel detail voelen, want in de hersenen en op weg daarnaartoe gaat veel informatie verloren. U kunt waarschijnlijk niet blind voelen welk jaartal er op een euro staat. Het folie van de twee chemisch ingenieurs kan dat net aan. De kern van het materiaal is een sandwich van vijf lagen nanodeeltjes, die van elkaar zijn gescheiden door dunne isolatielagen. De bovenste laag bestaat uit goudbolletjes met een doorsnee van ongeveer 10 nanometer. Daaronder liggen cadmiumsulfidebolletjes van 3 nanometer, dan weer goud, cadmiumsulfide, en nogmaals goud. Aan de bovenkant van het folie zit een massieve goudlaag, aan de onderkant een laag indium-tinoxide. Het geheel wordt afgemaakt met een plastic beschermlaag van boven en een glasplaatje van onderen. Om te werken, moet er elektrische spanning over het folie worden gezet: de bovenste goudlaag is de ene elektrode, de indium-tinoxidelaag de andere. Hoe werkt dit voelfolie? Tussen de lagen goudbolletjes en cadmiumsulfidebolletjes glippen voortdurend elektronen op een neer, en dat wordt gemakkelijker als er druk op wordt uitgeoefend. Bovendien is er verkeer van ionen, de elektrisch geladen deeltjes H+, Na+, OH- en CL-, tussen de isolatielagen. Ook dat wordt groter onder druk, omdat de laagjes dan wat dichter bij elkaar komen te liggen. Bij druk gaat er dus meer stroom lopen tussen de lagen van de sandwich. Heel plaatselijk, want de stroom kan alleen op en neer lopen, niet opzij. Het cadmiumsulfide reageert daarop door al even plaatsgebonden licht uit te zenden. Dat kun je vervolgens opvangen met een lichtgevoelige chip (CCD), die onder de glasplaat ligt. En voila: er verschijnt een beeld van de afdruk op het folie. Verdwijnt de druk, dan is ook het beeld weg. Het folie is meerdere malen te gebruiken. Hoe vaak? Verder dan drie rondes gaan de auteurs niet in hun artikel, dus dat blijft nog onduidelijk. Het lukte Maheshwari en Saraf om een de beeltenis van Abraham Lincoln op een Amerikaanse cent redelijk af te beelden met dit systeem, als het muntje met een extra gewicht op het folie werd gelegd. Zelfs de letters RTY van het woord LIBERTY waren goed te lezen - de rest van het woord staat ook op de munt, maar werd niet waargenomen. Daarmee zijn ze een grote stap verder dan eerdere voelsystemen. Het onderscheidingsvermogen daarvan kwam namelijk niet verder dan details van rond de centimeter. Het nieuwe voelfolie is nog niet klaar voor direct gebruik, maar het brengt wel toepassingen in beeld waarnaar reikhalzend wordt uitgezien. Chirurgische precisie-instrumenten met gevoel bijvoorbeeld, zodat een arts tijdens een kijkoperatie zijn zicht kan aanvullen met tastzin. En misschien ook gevoelige vingers en ander moois voor robots. Die kunnen dan veel beter beoordelen of ze iets met succes hebben vastgegrepen en hoe hard ze moeten knijpen om het niet te laten vallen. Elmar Veerman Vivek Maheshwari en Ravi F. Saraf: ‘High resolution thin-film device to sense texture by touch’, Science, 9 juni 2006