De geschiedenis van het menselijk schrijven en schilderen gaat minstens 30.000 jaar geleden terug, maar ‘schrijven in vloeistof’ is altijd een probleem geweest. Een internationaal team onder leiding van Duitse natuurkundigen heeft een unieke manier gevonden om in water en andere vloeibare matrices te schrijven, volgens een nieuw artikel gepubliceerd in Small, het vlaggenschiptijdschrift op het gebied van nanomaterialen.
Zoals we allemaal weten, is water geen schrijfmedium. Dit komt doordat de inkt voortdurend in beweging is en wervelt, zich snel in het water verspreidt en geen structuur kan vormen. Eerder onderzoek heeft gebruik gemaakt van scanning-sondelithografie om te "schrijven" op zelf-samengestelde monolagen ondergedompeld in vloeistof; nu zijn er ook commerciële leitjes waar duikers onder water op kunnen schrijven. Al deze methoden zijn echter nog steeds substraatafhankelijk.
Deze keer wilde het onderzoeksteam een manier ontwerpen om echt ‘in vloeistof te schrijven’. Een dergelijke methode moet voorkomen dat de getekende lijnen zich snel verspreiden, en de schrijver heeft een heel kleine "pen" nodig die niet te veel turbulentie veroorzaakt terwijl hij door het vloeibare medium beweegt. Omdat in een vloeistof hoe kleiner het bewegende object is, des te minder wervels of draaikolken ontstaan.
De oplossing van het team is om de inkt rechtstreeks in het water te doen en microkralen gemaakt van ionenwisselaarhars als pennen te gebruiken, met een diameter tussen 20 en 50 micron, zonder dat er überhaupt wervels ontstaan.
De kralen "schrijven" door de lokale pH van water te veranderen, waardoor inktdeeltjes naar die gebieden worden aangetrokken. Wanneer het waterreservoir wordt gekanteld, bewegen de inktdeeltjes in de kralen langs een traject dat de gewenste letter of teken volgt, zodat het mogelijk is om een letter in water te "schrijven".
In een tank ter grootte van een munt tekenden de onderzoekers eenvoudige huisachtige patronen die zo groot waren als een "I" in 18-punts lettertype en onder een microscoop konden worden bekeken.
De onderzoekers zeggen dat, hoewel de technologie nog in de kinderschoenen staat, deze een scala aan mogelijkheden opent. De technologie zou bijvoorbeeld mogelijk kunnen worden uitgebreid naar andere soorten hokken, zoals met laser verwarmde hokken die zelfstandig door water kunnen reizen. Dit mechanisme zou ook kunnen worden gebruikt om zeer complexe dichtheidspatronen in vloeistoffen te creëren.
Kunst is door de geschiedenis heen geëvolueerd en deze nieuwe benadering opent een ‘veelzijdige’ benadering van schrijven, schilderen en vloeiende compositie, zelfs op microschaal.