Netjes gerangschikte moleculen leiden tot snellere gegevensoverdracht.

Onderzoekers focussen op anorganische kristallen om licht in glasvezels te gebruiken voor hyper-snelle communicatie – in de natuur reist niets sneller dan licht. Maar anorganische kristallen reageren vrij traag op veranderingen, wat beperkingen op de snelheid van informatie impliceert. Met organische moleculen gaat het beter, maar die zijn moeilijk in dezelfde richting te ordenen, waardoor ze evenmin op voor de hand liggende wijze ingezet kunnen worden. Sofie Cambré en haar collega’s van de Universiteit Antwerpen beschrijven nu in Nature Nanotechnology hoe ze erin geslaagd zijn complexe moleculen op ’tegennatuurlijke’ wijze te ordenen, waardoor ze een nog betere telecommunicatie moeten kunnen realiseren.

De Antwerpse onderzoekers slaagden erin de moleculen achter elkaar te rangschikken en op te sluiten in koolstofnanobuisjes. Die bestaan uit een cilinder van één laag koolstofatomen met een diameter van amper een nanometer, waar de moleculen perfect in passen. Ondanks hun dunne wand zijn de buisjes ijzersterk, waardoor de fragiele organische moleculen goed beschermd zijn. In deze rangschikking versterken de moleculen elkaars effect, wat grote mogelijkheden biedt voor een snelle gegevensoverdracht.

Nog aan de Antwerpse universiteit werkte natuurkundige Staf Van Tendeloo mee aan een studie die verscheen in Nature Materials. Ze onthulde waarom krachtige batterijen, gebaseerd op gelaagde oxides rijk aan lithium, aan kracht verliezen als ze dikwijls opgeladen worden – een probleem voor laptops en gsm’s, maar ook voor elektrische wagens.

De onderzoekers konden onder uiterst sterke elektronenmicroscopen zien hoe metaalionen heen en weer springen tussen de diverse laagjes in de batterij. Bij het laden en ontladen raken ionen soms gevangen in holtes tussen de laagjes, waardoor er steeds minder vrije metaalionen zijn. Daardoor verlaagt de spanning en wordt een batterij geleidelijk minder performant. Er wordt nu gezocht naar mogelijkheden om andere metaalatomen in te zetten die minder verlies geven.

Natuurkundige Dominique Schryvers van de UAntwerpen ten slotte presenteert met een aantal collega’s in Nature Communications een nieuwe methode om snel nieuwe nanomaterialen te testen op hun kwaliteiten, zoals de kwestie of ze gemakkelijk zullen breken, en dat zonder er externe krachten op te zetten. De techniek moet het onderzoek naar nieuwe materialen beduidend vooruithelpen.

DOOR DIRK DRAULANS

Doordat vrije metaalionen vast komen te zitten, neemt de kracht van de batterij af.

Reageren op dit artikel kan u door een e-mail te sturen naar lezersbrieven@knack.be. Uw reactie wordt dan mogelijk meegenomen in het volgende nummer.

Partner Content