Lens detecteert gassen via lichtbreking: innovatie van de universiteit van Jena

AmsterdamWetenschappers van de Universiteit van Jena hebben een optische lens gemaakt die slechts een paar millimeter groot is. Deze lens verandert de manier waarop het licht breekt wanneer er gas aanwezig is. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in Nature Communications.

De lens is gemaakt van een speciaal soort glas. Dit glas heeft een unieke structuur met kleine gaatjes die gasmoleculen kunnen vasthouden. Deze gaatjes veranderen de werking van de lens.

Hier zijn enkele belangrijke punten over de lens:

• Grootte: Slechts een paar millimeter
• Materiaal: Hybride glas
• Moleculaire structuur: 3D-rooster met gas-accommoderende holtes
• Veranderingen: Verandert van brekingsgedrag in aanwezigheid van gas

De Carl Zeiss Stichting financiert het onderzoek. Lothar Wondraczek, hoogleraar aan de Universiteit van Jena, bestudeert glaschemie. Hij vertelt dat zij materialen ontwikkelen die op meerdere factoren tegelijk kunnen reageren. In hun nieuwe hybride glaslens verandert bijvoorbeeld de manier waarop licht wordt gebroken als er gas door het lensmateriaal wordt geabsorbeerd.

Het team stond voor de uitdaging om traditionele glasproductiemethoden toe te passen op nieuwe materialen. Ze maakten gebruik van metaal-organische netwerken, die vaak worden onderzocht voor gasopslag of -scheiding. Maar deze materialen vallen meestal uit elkaar bij verhitting, wat het lastig maakt om ze in de gewenste vorm te brengen.

Prominente onderzoeksleider ontwikkelt nieuw productieproces

Lees ook:

Vandaag · 09:26

Samenwerkende minirobots transformeren precisie in de endoscopische chirurgie

Promovendus Oksana Smirnova staat aan het hoofd van de publicatie. Zij legt uit dat ze een methode hebben ontworpen om zeer zuivere materialen te produceren. Vervolgens hebben ze de meest efficiënte manier gevonden om het materiaal te vormen. Ze smelten het materiaal en gieten het in een 3D-geprinte mal, waarna het wordt geperst om de gewenste vorm te krijgen.

Het team koos met zorg de vorm van de lens, omdat zelfs kleine onvolkomenheden in lenzen zichtbaar zijn en hun werking kunnen beïnvloeden.

Met de nieuwe methode kunnen we diverse vormen creëren. Het gaat verder dan alleen het maken van kleine lenzen. Wondraczek denkt dat deze materialen ook bruikbaar zijn in logische schakelingen. Bijvoorbeeld, als licht de lens raakt terwijl gas wordt geabsorbeerd, buigt het licht op een specifieke manier, wat gecombineerd feedback geeft.

Andere mogelijke toepassingen zijn membranen voor het scheiden van gassen. Deze membranen veranderen hun optische eigenschappen zodra er gasmoleculen in de buurt zijn. Zulke componenten kunnen in sensors worden gebruikt en maken meetmethoden efficiënter, compacter en intelligenter.

Dr. Alexander Knebel leidt een junior onderzoeksgroep aan de Leerstoel Glaschemie. Met zijn team ontwikkelde hij een nieuwe methode om materialen te vervaardigen. Het doel was om zeer zuivere materialen te produceren en het vormingsproces te perfectioneren.

Het onderzoek opent nieuwe mogelijkheden voor diverse toepassingen. Het materiaal is eenvoudig te vormen, wat een groot voordeel is. Het team is ervan overtuigd dat deze aanpasbare materialen in veel verschillende gebieden nuttig kunnen zijn.