Oude Chinese papierrollen bieden een oplossing om krullende randen te voorkomen. Wanneer je bijvoorbeeld een stuk papier oprolt, hebben de hoeken de neiging om zich op te krullen. De oorzaak daarvan schuilt in het zogeheten Poisson-effect, blijkt uit onderzoek van natuurwetenschapper Tzay-Ming Hong en zijn collega’s van de National Tsing Hua University in Taiwan.
Bron: Wikimedia Commons / VascoPlanet.com
In China worden grote stukken papier of zijde van oudsher gebruikt om schilderingen op te maken. Wanneer de kunstwerken niet aan de muur hangen, worden ze opgerold en opgeslagen om beschadigingen te voorkomen. Bij het wederom uitrollen, kunnen echter alsnog beschadigingen ontstaan. Door het krullen van de hoeken kunnen vezels van het materiaal scheuren en kan de verf loslaten. Hong en zijn collega’s besloten de krullende rollen te onderzoeken na een bezoekje aan het National Palace Museum in Taipei. ‘Zelfs conservators van het museum waren ervan overtuigd dat opkrullende randen onoverkomelijk zijn’, zegt Hong.
Met computermodellen brachten Hong en zijn team het probleem in kaart. Ze ontdekten dat het oprollen de achterkant van de papierrol in de lengterichting oprekt ten opzichte van de ‘binnenkant’. Wanneer je de rol dan weer uitrolt, wordt de achterlaag van het papier samengeperst omdat het weer dezelfde vorm moet aannemen als de beschilderde laag. Doordat de papierlengte wordt samengeperst, rekken de zijkanten op volgens het Poisson-effect. Dat houdt in dat wanneer het papier in een bepaalde richting wordt samengedrukt, het de neiging heeft in de andere twee richtingen uit te zetten, met als gevolg het krullen van de hoeken.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Volgens Hong kun je het krullen voorkomen door de achterkant van de rol te vervangen met een papierlaag van vezels die het in de lengte verstevigt. Door extra lagen papier aan de randen van de rol toe te voegen, krijg je een soortgelijk effect als bij het verstevigen in de lengte, en vermindert de rek van het papier. Ook het maken van minuscule perforaties kan de rek verminderen en voorkomen dat het papier opkrult.
Met kunststoffolies boekten de onderzoekers hetzelfde resultaat. Dat suggereert dat verstevigingen of perforaties ook handig kunnen zijn bij het ontwikkelen van flexibele elektronische displays, die kampen met hetzelfde opkrul-probleem. De onderzoekers publiceerden de resultaten onlangs in het vakblad Physical Review Letters.
Lees ook: