Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

Stofdeeltjes die groen laserlicht verspreiden. Bron: Tim Staps.

Dankzij nieuwe methoden voor het meten van de grootte en de concentratie van ultrafijne deeltjes met behulp van geladen plasma's, kunnen in de toekomst sensoren worden gemaakt die bevorderlijk zijn voor de gezondheid.

Plasma's worden gebruikt om microchips te maken, maar ze worden ook gebruikt in sensoren, om te controleren of er ultrafijne deeltjes zijn die een ernstig gezondheidsrisico kunnen vormen. Hoewel dergelijke sensoren gangbaar zijn in de industrie, moeten verschillende problemen zoals kosten, onderhoud en grootte worden opgelost voordat ze beschikbaar zijn voor dagelijks gebruik.

Voor zijn promotieonderzoek heeft Tim Staps nieuwe methoden onderzocht om de grootte en concentratie van deeltjes in plasma's te meten. Die methoden kunnen worden gebruikt om in de toekomst goedkopere, kleinere en duurzamere deeltjessensoren te maken.

Plasma's, die bestaan uit geladen deeltjes en de vierde staat van materie zijn, worden gebruikt in hoogtechnologische industriële systemen zoals in lithografiemachines om microchips te maken of in sensoren voor ultrafijne deeltjes (ultrafine particles oftewel UFP's). Hierin meten ze de concentratie van minuscule deeltjes (kleiner dan 0,1 micrometer) die schadelijk kunnen zijn voor de menselijke gezondheid.Dankzij nieuwe methoden voor het meten van de grootte en de concentratie van ultrafijne deeltjes met behulp van geladen plasma's, kunnen in de toekomst sensoren worden gemaakt die bevorderlijk zijn voor de gezondheid.

Sensoren voor de samenleving?
Hoewel industriële UFP-sensoren al enige tijd bestaan, moeten er nog verschillende problemen worden opgelost voordat zij gemeengoed zijn in de samenleving. Hun beschikbaarheid zou goed getimed zijn. Het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) schat namelijk dat het aantal sterfgevallen in Nederland als gevolg van het inademen van fijnstof (inclusief ultrafijne deeltjes), uitgestoten door auto's en andere processen, tussen de 7.000 en 12.000 per jaar ligt. 

"Nauwkeurige UFP-sensoren zouden het welzijn van mensen kunnen beschermen door de luchtkwaliteit te bewaken in gebouwen en werkplekken waar veel UFP's zijn. Om hoge UFP-concentraties tegen te gaan, zou dan gebruik gemaakt kunnen worden van verwarming, ventilatie en airconditioning. Waar het echter op neerkomt, is dat UFP's nauwkeurig worden gemeten en dat daarop vervolgens actie wordt ondernomen."

Meten van oppervlaktelading
Voor zijn promotieonderzoek ontwikkelden Staps en zijn collega's manieren om de oppervlaktelading van deeltjes op nanoschaal nauwkeurig te meten. "Eerst laden we deeltjes op met een plasma, door plasma-elektronen en -ionen naar de deeltjes te leiden. Daarna meten we de lading die de deeltjes bij zich dragen. Het is de totale lading van alle deeltjes die een meting oplevert van hun grootte en concentratie."

Om de lading van de deeltjes te meten, wendde Staps zich tot de microwave cavity resonance spectroscopy (MCRS), een techniek die sinds de jaren vijftig wordt gebruikt om vrije elektronen in een gas te meten onder vacuümomstandigheden. In een nieuwe aanpak hebben Staps en zijn collega's de techniek echter aangepast voor gebruik onder normale omstandigheden van druk en luchtdichtheid.

"In een vacuüm kunnen elektronen vele meters afleggen voordat zij tegen een gas- of stofdeeltje botsen. Onder normale omstandigheden neemt deze afstand drastisch af, en de signalen die worden geproduceerd als een elektron een gas- of stofdeeltje raakt, zijn veel kleiner dan in een vacuüm. Daarom hebben we een nieuwe opstelling ontworpen die de effecten van externe trillingen en andere bronnen van signaalruis minimaliseert."

Vrije elektronen
Staps en de onderzoekers ontdekten dat, zowel onder vacuüm- als atmosferische omstandigheden, botsingen tussen de deeltjes en vrije elektronen in het plasma bepaalden of de deeltjes al dan niet geladen waren. "Dergelijke waarnemingen zijn belangrijk om het fysische proces achter het opladen en ontladen van deeltjes te begrijpen. Maar dezelfde gegevens kunnen ook worden gebruikt om nieuwe theorieën te ontwikkelen voor het omschrijven van de oplaadprocessen onder variabele drukomstandigheden."

Het detecteren van botsingen tussen elektronen en deeltjes is één ding, maar Staps en de onderzoekers moesten vervolgens de elektronen meten die aan de deeltjes waren gebonden, én de aanwezigheid van negatieve ionen (die de uiteindelijke stofdeeltjes zijn) in het plasma. Maar om de ladingen te meten moeten de elektronen worden losgemaakt van de deeltjes. Om dit te doen gebruikten de onderzoekers lasers in combinatie met MCRS.

"Bij de laseraanpak, die photodetachment wordt genoemd, wordt een groot aantal fotonen op de deeltjes afgevuurd. Belangrijk is dat de energie van de fotonen hoger is dan de bindingsenergie die het elektron aan het deeltjesoppervlak bindt. Dit is echt een unieke manier om de lading van deeltjes in een vacuüm en de aanwezigheid van negatieve ionen bij atmosferische druk te detecteren. "

Wat betekent dit alles voor ultrafijne deeltjessensoren? Wel, Staps is bijzonder optimistisch dat zijn onderzoek een uitstekend uitgangspunt kan vormen voor de ontwikkeling van toekomstige deeltjessensoren.

"Om nauwkeurige ultrafijne deeltjessensoren te maken, moeten we begrijpen hoe kleine deeltjes worden opgeladen en deze gegevens vervolgens gebruiken om nieuwe theorieën te formuleren over het opladen van nanodeeltjes met behulp van plasma's", zegt Staps. "Deze inzichten kunnen de vooruitgang van de sensortechnologieën versnellen. De productie van deze sensoren op industriële schaal zal waarschijnlijk eerder vroeger dan later plaatsvinden. Maar er zijn nog steeds technische uitdagingen, zoals het feit dat plasma's die met lucht interacteren vrij snel vervuild raken."

De ontwikkeling van nauwkeurige sensoren kan de industrie bovendien helpen om de uitstoot van ultrafijne deeltjes afkomstig van processen tot een minimum te beperken. Hierdoor verbetert de luchtkwaliteit en nemen de gezondheidsrisico's af voor mensen die wonen en werken in de nabijheid van systemen die UFP's produceren.

Afdrukken | Mail door

Meer algemeen nieuws

> PGS-richtlijn voor opslag ...
> TU Delft's Control Room of...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

Software-boycot?

Kerncentrales, Covid-19, Semiconductors en Robotisering

Hoe een Thaise wrap naar elektronica leidt

Toon alle columns / opinies

Energietechniek

Lees hier nieuws rond het thema Energietechniek.

Advertorial

VanLien/ABB Noodverlichting wijst de weg
Test je kennis & win een slipcursus!
Het doel van noodverlichting is eenvoudig: zorgen voor een veilige uitweg. Hoe regel je dat? Wat weet jij over noodverlichting? Test je kennis in de WegWijsQuiz van VanLien/ABB Noodverlichting. Je maakt dan kans op een slipcursus op Circuit Zandvoort. Naar de Quiz! >>

Sponsored content

  
Nauwkeurige en ergonomische schroevendraaiers van WERA
Service- en onderhoudsbenodigdheden van de serie Kraftform Micro. Lees meer >>

advertorial

Sinds 1999 waarborgt ICAPE Group de toelevering van printen en op maat gemaakte technische onderdelen voor grote spelers in de globale elektronica-industrie. Met bijna 3000 actieve klanten ontwikkelt het Franse bedrijf zich tot een van de gevestigde wereldleiders in zijn sector.

Vacatures

ASML - Veldhoven
Management Assistant
Does assisting top managers in a dynamic, high demanding, international environment energize you? Then ASML is what you are looking for! Every day you use technology that contains microchips. From smartphones and laptops, to washing machines, credit cards and cars. ASML is the world leader of advanced technology systems for the semiconductor industry. Due to our growth we are continuously searching for new talent. We like to welcome pro-active team players and strong communicators who can deliver high quality services to our Management Support Organization (MSO). You will be part of a creative, dynamic work environment with encouraging management assistants. We have multiple opportunities for junior, mid-level and senior candidates.
Read more >>
Application form >>

Hertek B.V. - Weert
Teamleider Service (50% Weert - 50% landelijk)
Ben jij op zoek naar een zeer afwisselende en interessante teamleiders functie?
Wil je naast het aansturen van je service en planning medewerkers vanuit kantoor, ook een aantal dagen per week op pad naar je medewerkers in de buitendienst? Kwaliteit, veiligheid en welzijn voor onze medewerkers staat hoog in het vaandel. Wil je graag werken bij een bedrijf dat verbetervoorstellen en initiatieven van hun medewerkers waardeert?
Dan is deze baan bij de Hertek Groep wellicht iets voor jou. Lees meer >>

AE Sensors - Dordrecht
Sales engineer
AE Sensors BV is een groothandel die ook totaaloplossingen levert en ontwikkelt. Wij zoeken een techneut die met passie voor elektronica en sensoren graag problemen oplost en uitdagingen zoekt. Daarnaast is flexibiliteit een absolute pré. Het kan zijn dat je op het ene moment op een offshore platform, een zeegaand schip of een kraan in de Rotterdamse haven staat, maar een paar uur later in de clean room van een chip machine fabrikant.
Lees meer >>

Vandentempel Service - Hattem
Kalibratietechnicus
Binnen een team van technisch specialisten ga je diverse test- en meetapparatuur kalibreren. Je maakt hierbij gebruik van moderne hoogwaardige Fluke kalibratoren in combinatie met MET/CAL kalibratie management software. Of het nu gaat om eenvoudige laagspanningstesters of complexe meetapparatuur voor midden- of hoogspanningstoepassingen; bij Vandentempel kun je jouw technische hart ophalen en jezelf blijven ontwikkelen. Lees meer >>

lees e-totaal digitaal

Lees hier de meest recente editie van e-totaal magazine!
U scrollt eenvoudig door de verschillende artikelen en via de actieve hyperlinks komt u direct in contact met de verschillende leveranciers en adverteerders.

Veel leesplezier!

Wilt u de papieren editie gratis ontvangen, vul dan uw gegevens in via het contact formulier .

Bedrijf in beeld

ICAPE Group ; Expert services supplier of customized PCBs and technical parts.

AVE Added Value Electronics

Bent u voldoende vertrouwd met PCB-ontwerp?

Advertorials

RS Components Nederland:
De rol van sensoren in IIoT - Sensoren zijn een sleuteltechnologie geworden. Lees in deze gratis whitepaper alles over de cruciale rol van slimme sensoren in het Industrial Internet of Things en lees meer over IIoT op de themapagina van RS Components.

Transfer Multisort Elektronik:
Hoe meet ik stroomverbruik - kom te weten hoe u zelf uw stroomverbruik thuis kunt meten!

RS Components Nederland:
Tussen leverancier en klant
RS Components is meer dan een webshop

Transfer Multisort Elektronik:
DC-spanningsomvormer - welke te kiezen?

Binder Nederland B.V.:
M16-connectoren
De perfecte oplossing voor toepassingen die veel contacten vereisen

Acal BFi:
5G voor uw project?
5G is er, maar wanneer kunnen we echt beginnen?

Transfer Multisort Elektronik:
Optische kabel - alles wat u moet weten

RS Components Nederland:
Als de winkel om de hoek
RS Components neemt veel werk uit handen

Transfer Multisort Elektronik:
Leds voor sterilisatie met UV-C-licht

Nieuwsbrief

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.

Volg e-totaal

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.