Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 2Volgende >

Een Nederlands-Frans team van wetenschappers onder leiding van FOM-onderzoeker Dr. Danang Birowosuto en UT-onderzoeker dr. Allard Mosk (MESA+ Instituut voor Nanotechnologie) heeft voor het eerst experimenten gedaan die aantonen dat fluorescerende moleculen zich in ondoorzichtige, verstrooiende materialen wezenlijk anders gedragen dan in heldere materialen. Dit was zo'n twintig jaar geleden al theoretisch voorspeld, maar nog nooit waargenomen. Begrip van dit proces is belangrijk voor het ontwerpen van nanomaterialen voor energiezuinige verlichting, krachtige microscopen en efficiënte zonnecellen. De wetenschappers publiceerden hun resultaten in het prestigieuze tijdschrift Physical Review Letters.

- afbeelding 1: (a) In een glashelder materiaal zenden identieke moleculen allemaal evenveel fotonen per seconde uit, waardoor ze evenveel licht geven. (b) Ondoorzichtige materialen zoals verf en biologisch weefsel zijn een doolhof voor fotonen. In zo'n materiaal varieert het aantal fotonen dat een molecuul per seconde uitzendt. -

Fluorescerende moleculen gedragen zich als zeer efficiënte lichtbronnen op nanoschaal. Ze worden dan ook veelvuldig toegepast in energiezuinige verlichting, computerschermen en voor het maken van afbeeldingen in de biomedische wetenschap. In heldere materialen zullen alle moleculen van hetzelfde soort evenveel lichtdeeltjes (fotonen) per seconde uitzenden.

Doolhof voor fotonen
Maar in veel toepassingen bevinden de moleculen zich niet in een helder materiaal. De witte verstrooiende fosfor in spaarlampen en witte LED lampen is bijvoorbeeld melkachtig ondoorzichtig. Dit komt doordat het materiaal een doolhof voor fotonen vormt; de lichtdeeltjes worden verstrooid en veranderen regelmatig van richting. In de jaren '90 van de twintigste eeuw is voorspeld dat in zulke materialen het uitzenden van licht door de moleculen veranderlijk wordt. Afhankelijk van de manier waarop ze door verstrooiende nanodeeltjes omringd worden zullen sommige moleculen meer fotonen per seconde gaan uitzenden, en anderen juist minder.

De reden voor deze veranderlijkheid is dat het proces waarbij een molecuul een foton uitzendt (spontane emissie) gevoelig is voor de nano-omgeving. Een verstrooiend deeltje op enkele nanometers afstand kan het eenvoudiger of moeilijker maken om een foton uit te zenden, afhankelijk van zijn grootte en positie.

Nanobolletjes
De wetenschappers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de Universiteit Twente en de Universiteit van Grenoble in Frankrijk hebben experimenten uitgevoerd die deze veranderlijkheid van lichtbronnen voor het eerst duidelijk demonstreren. Ze gebruikten daarvoor nanobolletjes gevuld met fluorescente moleculen. Ieder nanobolletje had een diameter van niet meer dan 25 nanometer - meer dan een miljoen keer kleiner dan een menselijke cel. Met gevoelige metingen konden de bolletjes zelfs temidden van vele verstrooiende deeltjes gezien worden. 

De nanobolletjes werden in sterk verstrooiende materialen gemengd, gemaakt van polystyreen (piepschuim) en zinkwit (een verfpigment). Vervolgens maten de onderzoekers de hoeveelheid licht die per seconde werd uitgezonden. In een helder medium was dat hetzelfde voor elk nanobolletje. Maar in de verstrooiende materialen varieerde de hoeveelheid uitgezonden licht aanmerkelijk. Hoe sterker de verstrooiing van het medium, hoe groter de veranderlijkheid. Aan de hand van de metingen konden de onderzoekers een nieuw model ontwikkelen om de sterkte van die veranderlijkheid te kunnen verklaren.

Dankzij dit resultaat is onze kennis van het uitzenden van licht in verstrooiende materialen vergroot. Deze kennis kan worden gebruikt om bestaande lichtbronnen te verbeteren, maar bijvoorbeeld ook om nieuwe afbeeldingstechnieken te ontwikkelen om biochemische processen in cellen te bestuderen.

'Observation of spatial fluctuations of the local density of states in random photonic media' is online gepubliceerd door Physical Review Letters: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.105.013904

Het onderzoek is uitgevoerd door de jonge wetenschapper Dr. Danang Birowosuto, bijgestaan door prof. dr. Willem Vos, en werkgroepleider dr. Allard Mosk uit de groep Complex Photonic Systems (COPS, www.photonicbandgaps.com), MESA+ Instituut voor Nanotechnologie, Universiteit Twente, Enschede, en nderzoeker dr. Sergey Skipetrov van de Université Joseph Fourier en CNRS in Grenoble, Frankrijk. Het onderzoek is gefinancierd door de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) en door CNRS.

Afdrukken | Mail door

Meer algemeen nieuws

> Nederlandse softwaresector...
> Herman Wijffels benoemd to...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

Wonder boven wonder

Innovaties onbetaalbaar?

Please, please me

Toon alle columns / opinies

Uitgelicht

Veilige en snelle toegang voor industriële netwerken met de beveiligde gigabit router van Moxa

De serie EDR-G903 routers van Moxa is ontwikkeld voor het beveiligen van industr..
[ lees meer ]

Systeem op module

Een systeem op een module, SoM, bestaat uit een kleine processormodule met CPU-b..
[ lees meer ]

Innovatieve sensortechnologie voor uiterst nauwkeurige meting van zeer lage verschildrukken

De nieuwe LBA-sensoren van Sensortechnics meten extreem lage verschildrukken in ..
[ lees meer ]

het instrument 2010

e-totaal zal in de maanden voorafgaand aan HET Instrument 2010 uitgebreid aandacht besteden aan deze beurs. 
Meer informatie over de beurs leest u hier.
Meer informatie over nieuwe producten die u kunt zien op de beurs leest u hier.

Gratis bezoekersregistratie
Via onderstaande link kunt u zich gratis registreren voor de beurs HET Instrument 2010. 

industriele week 2010

e-totaal zal in de maanden voorafgaand aan de industriële week 2010 uitgebreid aandacht besteden aan de beursen Aandrijftechniek en Industry & Automation. Meer informatie over de beursen leest u hier. 

Nieuwsbrief / e-Zine

Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.

Agenda

LabVIEW Core 16 sep 2010

Elektronica productietechno...9 sep 2010

LTE Focus9 sep 2010

Klik hier voor de complete agenda.

D&E event 2010

Op 21 september 2010 vindt de twaalfde editie van het D&E-event in het Evoluon plaats. Tijdens het jaarlijkse Design Automation & Embedded Systems-evenement nemen ontwikkelaars en toepassers van embedded systems kennis van de laatste technologieën en wisselen zij visies en ervaringen uit met vakgenoten.
Meer informatie over het D&E event leest u hier.
Meer informatie over nieuwe producten die u kunt zien op het D&E event leest u hier.