The ability to count is a property not often attributed to materials, despite the abundance of memory in materials. Regardless of how a material stores information, it is often difficult to retrieve exactly ‘what’ a material remembers.

This thesis describes how to scale down concepts of macroscopic mechanical metamaterials to the thermal scale using a system of flexibly-linked colloids.

Mechanical metamaterials are carefully engineered materials whose properties are controlled by their structure, not by their composition, which allows using metamaterials to study and control physical effects in detail⁠.

On a structural level, the properties featured by a majority of mechanical metamaterials can be ascribed to the finite number of soft internal degrees-of freedom allowing for low-energy deformations.

In the traditional theory of linear elasticity, superposition dictates that the response of a material does not depend on the sequence of the applied mechanical actuations.

Mechanical metamaterials are man-made materials which derive their unusual properties from their structure rather than their composition.

In the first part of this thesis we study the geometry of folding patterns.

Mechanische metamaterialen blijken nog meer verrassingen in petto te hebben bovenop hun ongebruikelijke eigenschappen zoals vormtransformatie en programmeerbaarheid. Als de materialen een slag groter zijn, gelden er nieuwe spelregels. Dit ontdekten onderzoekers van AMOLF en de universiteiten van Leiden…

Bepaalde afwijkingen in het rooster van mechanische metamaterialen kunnen leiden tot topologisch beschermde excitaties in het rooster. Dit vormt het mechanische equivalent van de al langer bekende topologische beschermde toestanden in elektronische systemen, zoals topologische isolatoren. Dat tonen…

Wetenschappers van de Universiteit Leiden hebben een nieuw metamateriaal ontwikkeld dat zich op instelbare manier kan vervormen.

Onderzoeksgroepen in het Biological & Soft Matter onderzoeksprogramma ontrafelen de mechanismen in biologische processen en ontwikkelen nieuwe zachte materialen die geïnspireerd zijn door de natuur.

Metamaterialenonderzoeker Martin van Hecke was onderwerp van een reportage in Atlas, het NTR-televisieprogramma over wetenschap en actualiteit.

Errors are everywhere, and mechanical failures are especially common: buckled grain silos and cracked support columns are, justly, seen as an issue to be avoided.

Geometric phases lead to a nontrivial interference result when an electron's different quantum mechanical paths choices encircle a magnetic coil in an Aharonov-Bohm experiment.

Martin van Hecke krijgt een ERC-onderzoekssubsidie van 2,5 miljoen euro voor onderzoek van zijn groep naar materialen die informatie verwerken. Een plakje rubber dat tot tien kan tellen is er al.

Stijve materialen breken gemakkelijker dan flexibele. Deze simpele constatering leidt tot een manier om de breedte van een barst te voorspellen en beheersen. Theoretisch begrip van hoe materialen breken is handig in bijvoorbeeld de productie van auto’s en beeldschermen. Publicatie in PNAS.

Een speciaal ontworpen systeem van tandwielen is flexibel aan één kant en stijf aan de andere. Dit zijn robuuste eigenschappen van de structuur, die zelfs geldig blijven bij fabricagefouten. Dit opkomende onderzoeksveld kan leiden tot nieuwe manieren om tandwielsystemen te ontwerpen, zoals satelliettrackers…

Voor het eerst is een materiaal ontwikkeld dat meerdere, geheel verschillende mechanische eigenschappen kan aannemen en hiertussen kan schakelen. Leids natuurkundige Martin van Hecke en collega’s publiceren hun resultaten op 2 oktober in Physical Review Letters.

Hoe complexer het voorwerp, des te ingewikkelder het is om op te vouwen. Een ruimtevaartuig heeft al snel vele motortjes nodig om een instrument-arm in elkaar te vouwen en mensen hebben zelfs moeite met een wegenkaart. Natuurkundigen uit Leiden en Amsterdam hebben nu een structuur ontworpen die zichzelf…

Onderzoekers hebben een materiaal ontwikkeld dat ingaat tegen een van de basisprincipes van de natuurkunde. Reguliere materialen die ingedrukt worden, verspreiden de druk gelijkmatig, ongeacht waar die vandaan komt. Het nieuwe materiaal breekt met deze wetmatigheid en dat kan interessant zijn voor toepassingen…

Onderzoeker van metamaterialen Martin van Hecke is door de American Physical Society (APS) verkozen als fellow, een eer die slechts voor een half procent van de leden weggelegd is.

Natuurkundige Martin van Hecke, onderzoeker naar vouwende, vervormende en programmeerbare ‘mechanische metamaterialen’ geeft in de Volkskrant commentaar op een origami-schokdemper waarover collega’s publiceerden in het vakblad Science Advances. ‘Wetenschappers denken veel na over hoe je het beste klappen…

Martin van Hecke publiceerde een artikel in Nature samen met natuurkundigen van AMOLF en de UvA. Ze hebben metamaterialen ontwikkeld die uit zichzelf opvouwen, zelfs in meerdere stappen. Van Hecke verscheen in de volgende media:

Onderzoekers van het Leiden Institute of Physics en FOM-instituut AMOLF maakten een rubberen staaf die bij minder druk juist sneller doorbuigt. Een artikel over het onderzoek, in samenwerking met Harvard University, verscheen op 21 juli in Physical Review Letters.

Op een ogenschijnlijk gewone kubus verschijnt onder druk een patroon van hollingen en bollingen. Er is nu een methode ontwikkeld om zulke 3 dimensionale structuren te ontwerpen en maken met eenvoudige bouwstenen. Publicatie in Nature.

Een stukje geribbeld rubber functioneert als een eenvoudige computer, met geheugen en het vermogen om tot twee te tellen. Leidse natuurkundige onderzoekers publiceren erover in het tijdschrift PNAS. ‘Simpele materialen kunnen informatie verwerken, en wij zijn bezig de principes daarvan te achterhale…

In hun zoektocht naar materialen die zonder weerstand stroom geleiden bij gematigde temperaturen, sleutelen wetenschappers meestal aan de chemische samenstelling. Leidse natuurkundigen komen nu met een radicaal nieuwe benadering: gaatjes prikken in een periodiek patroon. Publicatie in SciPost.

Het Leidse natuurkunde-instituut organiseert van 16 tot 26 juli haar jaarlijkse summer school ‘Modern Physics at all Scales’.

Het Leidse natuurkunde-instituut organiseert van 22 juli tot 1 augustus haar jaarlijkse Summer School: ‘Modern Physics at all Scales’.

Anne Meeussen, die in mei 2021 cum laude promoveerde op programmeerbare materialen, heeft de tweede Ehrenfest-Afanassjewa-prijs gewonnen, uitgereikt door de Dutch Physics Council.

Een nieuwe computersimulatie toont de veelbelovende mogelijkheden van het opbloeiende veld topologie. Slim ontworpen mechanische structuren dragen geluid exclusief in één richting en zijn resistent tegen fabricagefouten. Publicatie op 17 juli In Nature Physics.

Wervingsposter voor Natuurkunde

Professor Tom Lubensky (University of Pennsylvania) verblijft deze zomer in Leiden als de 64e Lorentz-hoogleraar op de afdeling theoretische fysica. Hij is een pionier in het veld van theoretische zachte materie en winnaar van de prestigieuze Buckley Condensed Matter Prize. We spreken hem over zijn…

NWO heeft elf Leidse wetenschappers een Vidi-beurs toegekend.