De stof past zijn aerodynamische eigenschappen naar wens aan.

Geavanceerde materialen

Redactieteam van de website voor technologische innovatie - 11/11/2025

Depressies in het textielmetamateriaal, met honingraat- en zandloperpatronen [Afbeelding: David T. Farrell et al. - 10.1002/adma.202505817]

Textielmetamateriaal

Een stof die rimpelingen kan creëren als een golfbal en zijn aerodynamische eigenschappen op aanvraag kan veranderen, belooft de ontwikkeling van nieuwe slimme materialen mogelijk te maken – waaronder kleding – met toepassingen in sport en techniek.

Denk bijvoorbeeld aan een fietser of een skiër, wiens kleding zich aanpast aan de windsnelheid en het terrein. Hierdoor bespaart hij tijd door simpelweg de stof uit te trekken of te rekken.

Dit zijn mogelijkheden die werkelijkheid zijn geworden dankzij het werk van David Farrell en zijn collega's aan de Harvard Universiteit in de VS.

De nieuwe slimme stof is ontstaan ​​op het kruispunt van vloeistofdynamica en kunstmatig vervaardigde materialen, beter bekend als metamaterialen . Dit heeft geleid tot de creatie van een unieke stof die kleine deuken in het oppervlak vormt wanneer deze wordt uitgerekt. Deze deuken ontstaan ​​zelfs wanneer de stof strak om het lichaam zit.

De stof maakt gebruik van dezelfde aerodynamische principes als een golfbal: het golvende oppervlak zorgt ervoor dat de bal verder vliegt en turbulentie vermindert de luchtweerstand. Omdat de stof zacht en elastisch is, kan hij bewegen en uitrekken om de grootte en vorm van de holtes naar behoefte aan te passen.

Productieproces en aanpassing van slimme stoffen om ze te rekken. [Afbeelding: David T. Farrell et al. - 10.1002/adma.202505817]

Stof die kreukt als je hem uitrekt.

Om hun textielmetamateriaal te creëren, gebruikte het team een ​​lasersnijder en een hittepers om twee stoffen te creëren: een stijvere zwarte stof, vergelijkbaar met een rugzakband, en een zachtere, flexibelere en comfortabelere grijze meshstof. Met behulp van een tweestaps productieproces sneden ze patronen in de stof en hechtten deze aan de meshlaag om een ​​textielcomposiet te vormen.

Door te experimenteren met meerdere platte monsters met roosterpatronen, zoals vierkanten en zeshoeken, onderzochten ze systematisch hoe verschillende tessellaties de mechanische respons van elk textielmateriaal beïnvloeden.

"Na 3000 simulaties te hebben uitgevoerd, konden we duizenden golfpatronen onderzoeken", aldus Farrell. "We konden zowel de grootte als de vorm van de golven aanpassen. Toen we deze patronen weer in de windtunnel plaatsten, ontdekten we dat bepaalde patronen en golven geoptimaliseerd zijn voor specifieke windsnelheden."

Door de grootte van de holtes aan te passen, verbetert de prestatie van het doek bij bepaalde windsnelheden. Zo wordt de luchtweerstand met wel 20% verminderd, zo is gebleken uit experimenten die in een windtunnel zijn uitgevoerd.

Het effect is contra-intuïtief, omdat het uitrekken van een stof normaal gesproken zorgt voor een gladdere stof die beter aan het lichaam hecht. "Ons textielcomposiet doorbreekt die regel", legt Farrell uit. "Het unieke roosterpatroon zorgt ervoor dat de stof zich rond de arm kan uitrekken in plaats van strakker te worden. We gebruiken deze unieke eigenschap [die de afgelopen 10 jaar is onderzocht] in metamaterialen en passen deze toe op draagbare apparaten op een manier die we nog nooit eerder hebben gezien."

Ander nieuws over:

Meer onderwerpen