Werk Natlab-bestuurder inspireert ‘smeermiddel’ voor Mems

Een onderzoeksteam van de Harvard University en de Amerikaanse National Institutes of Health hebben een met goud gecoat bolletje van veertig micrometer laten ’zweven‘ boven een plaatje silica. Zij observeerden daarmee voor het eerst het zogenaamde afstotende Casimir-effect, vernoemd naar de Nederlandse theoretisch fysicus en Natlab-bestuurder Hendrik Casimir. Het experiment biedt zicht op een ’smeermiddel‘ dat plakken op nanoschaal tegengaat.

Casimir voorspelde dat twee metalen plaatjes elkaar aantrekken in vacuüm als ze maar dicht genoeg tot elkaar worden gebracht. Dat komt omdat in vacuüm voortdurend deeltjes ontstaan en weer verdwijnen, maar de engte tussen de plaatjes de energie beperkt van deze zogenaamde virtuele deeltjes die daar worden geboren. Zo bouwt zich buiten de plaatjes een druk op. Het aantrekkende Casimir-effect is experimenteel bevestigd, maar de in 1961 voorspelde afstotende versie niet – totdat de Amerikanen er hun zinnen op zetten.

De onderzoekers hingen een met goud gecoat polystyrenen bolletje boven een silica plaatje, beide ondergedompeld in broombenzeen. Omdat het balletje een hogere dichtheid heeft dan de vloeistof, zou hij moeten zinken en contact moeten maken met het plaatje. Maar door een exotisch samenspel van diëlektrische constanten, duwt de broombenzeen hem toch omhoog, variërend van twintig tot enkele honderden nanometers.