Dit materiaal is onzichtbaar onder water

Tijdens de Eos Grijze Cellen over Slimme Stoffen, op 1 maart 2017 in Leuven, zette fysicus Vincent Ginis (VUB en Harvard) dromers met de voeten terug op de grond: de onzichtbaarheidsmantel bestaat nog niet, en zit er ook niet meteen aan te komen. Vincent Ginis kan het weten, want hij is nauw betrokken bij het onderzoek naar onzichtbare materialen. De laureaat van de Eos Pipet (2015) liet ons wel een materiaal zien dat onzichtbaar is onder water. Het is te zien in het filmpje hierboven: als het potje neerligt, zie je vier doorzichtige bollen. Staat het potje rechtop, dan verdwijnen de onderste bollen onder water, waar ze ook onzichtbaar zijn.

Welk materiaal is dit?

Vincent Ginis: 'Het materiaal bestaat uit een gel waarvan de brekingsindex gelijk is aan die van water. Technisch gezien is het een specifiek acrylaatpolymeer¹. Je kan het trouwens gewoon via het internet kopen.'

Waarom is het onzichtbaar onder water?

'Een voorwerp is zichtbaar door reflectie en refractie van de lichtstralen. Die reflectie / refractie wordt in eerste orde bepaald door de brekingsindex van het materiaal. Als je twee materialen hebt met dezelfde brekingsindex, dan is er geen reflectie en gaat de lichtstraal van het eerste medium in het tweede, alsof er niets aan de hand is. Dat is wat hier gebeurd. Het materiaal en water hebben dezelfde brekingsindex.'

Kunnen we dit materiaal gebruiken als onzichtbaarheidsmantel?

'Neen. Dit soort van onzichtbaarheid kan je niet gebruiken om jezelf te verstoppen, omdat we onze brekingsindex niet kunnen aanpassen (gelijk maken aan die van water). Het is wel een leuk voorbeeld van hoe de elektromagnetische realiteit verschillend is van onze waargenomen fysische realiteit.'

Welke toepassingen bestaan er dan wel voor?

'Dit materiaal is onzichtbaar onder water. Het wordt pas echt interessant als we materialen kunnen maken waarvan de brekingsindex gelijk is aan die van de lucht. Zo kan je compleet transparante - en dus onzichtbare - voorwerpen maken. Mogelijke toepassingen hiervan zijn sommige tools in een operatiekwartier of de romp van een vliegtuig. Maar eerlijkheid gebiedt me te zeggen dat we daar nog ver vanaf zijn.'

Noten

1. acrylaatpolymeer: Polyacrylamide is een acrylaatpolymeer (-CH2CHCONH2-) dat bestaat uit dwarsverbonden acrylamidemonomeren. Dit monomeer is een neurotoxine. Polyacrylamide is niet giftig, maar er kunnen resten ongepolymeriseerde acrylamide aanwezig zijn in het polymeer. Polyacrylamide is sterk waterabsorberend en vormt daarbij een zachte gel. (bron: Wikipedia)