Lees jij straks de nieuwe editie van New Scientist op je met zonne-energie aangedreven tablet? Misschien wel. Natuurkundige Sara Bals speelt hierbij een essentiële rol.

WT_BalsEen flexibele en transparante zonnecel op de markt brengen, dat is het idee. Deze zou je dan op het scherm van je tablet kunnen plakken, waardoor deze oplaadt terwijl je leest. Het kan een mooie oplossing zijn voor een maar al te bekend probleem. Sara Bals, hoogleraar aan de universiteit van Antwerpen, is betrokken bij dit project. Het onderzoeksteam EMAT, waar Sara Bals deel van uitmaakt, is onder andere gespecialiseerd in elektronentomografie. Met deze techniek kun je op atomaire schaal gedetailleerde 3D structuren in kaart te brengen, zoals de structuren in een zonnecel. Met haar onderzoek werd zij genomineerd voor de top 5 Wetenschapstalent 2015.

Het 'vijftigplusbuikje’ komt niet door een tragere stofwisseling
LEES OOK
Het 'vijftigplusbuikje’ komt niet door een tragere stofwisseling

3D-beeld

Het concept achter elektronentomografie is eigenlijk het creëren van een 3D beeld door meerdere 2D beelden – genomen met een elektronenmicroscoop – samen te voegen. Dit werkt als volgt. Met de elektronenmicroscoop worden, vanuit verschillende hoeken, opnames van een materiaal gemaakt. Hiervoor wordt een bundel elektronen afgevuurd op het materiaal. Met de informatie over de doorgelaten elektronen wordt een beeld gemaakt van de structuur en samenstelling van dit materiaal. Wanneer je al deze tweedimensionale beelden samenvoegt, krijg je een driedimensionale weergave van je object. De techniek bestond al wel, maar Sara Bals en haar team hebben deze verbeterd. Zij zijn nu in staat om van elk nanomateriaal – materialen die op minuscuul kleine schaal worden gemaakt – 3D beelden te produceren met een enorm hoge resolutie. Zo hoog dat individuele atomen zichtbaar worden.

Essentieel

3D beeld van een goud nanodeeltje omringd door een poreuze silicalaag
3D-beeld van een goud nanodeeltje omringd door een poreuze silicalaag.

Maar wat heb je nou aan zulke gedetailleerde beelden, van zulke kleine materialen? Nanomaterialen vind je overal om ons heen. Ze zitten in je telefoon, in je kleding en zelfs in je voeding. Daarom is het essentieel dat wij begrijpen hoe die nanomaterialen werken. Elk materiaal heeft karakteristieke eigenschappen, en deze eigenschappen worden bepaald door de vorm van de individuele deeltjes in het materiaal. ‘Deze deeltjes bestaan uit een stapeling van atomen, en dit kun je vergelijken met het maken van een Legobouwwerk. De losse atomen worden als legoblokjes opgestapeld. Als resultaat kan je bouwwerk – deeltje – de vorm hebben van een piramide, een kubus of een bolletje. En die vorm, die maakt het verschil.’ De vorm bepaalt hoe je nanomateriaal zich uiteindelijk ‘gedraagt’. En dat is dus precies wat EMAT – als een van de enige ter wereld – met hun microscoop in 3D, op zo’n kleine schaal, kan zien.

Vanuit alle delen van de wereld krijgt EMAT nanomaterialen toegestuurd om te onderzoeken. Met hun microscoop brengen ze de interne structuur van het materiaal in kaart. En met die informatie kan het materiaal worden verbeterd. ‘Eigenlijk zijn wij maar een klein onderdeel van de grote puzzel. We werken mee aan efficiëntere materialen voor allerlei toepassingen’.

Met deze baanbrekende ontwikkelingen heeft Sara Bals een plekje in de top 5 Wetenschapstalent 2015 bemachtigd. Sara Bals is daar in ieder geval erg blij mee. ‘Het is echt leuk om mee te maken. We krijgen zoveel enthousiaste reacties. De nominatie is een geweldige opsteker. Niet alleen voor mezelf, maar voor het hele onderzoeksteam.’

Wilt u de uitreiking van het wetenschapstalent bijwonen? Kijk dan hier voor meer informatie. 

Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.

Lees verder: