Efficiëntere zonnecellen, nieuwe manieren om kanker te bestrijden en, iets trivialer, transparante zonnebrandcrème – allemaal mogelijk dankzij elektronenmicroscopie. Natuurkundige Sara Bals staat met haar Antwerpse onderzoeksgroep aan de frontlinie van deze nieuwe ontwikkelingen.
In het februarinummer van New Scientist geeft ze een rondleiding door haar laboratorium en door de wereld op de schaal van atomen.
Van alle kanten wordt verlekkerd gekeken naar de goudmijn die nanodeeltjes vertegenwoordigen. De medische wereld, energiebedrijven en de voedingsindustrie hebben allemaal wilde plannen met de speciale eigenschappen van deze deeltjes, die duizend keer kleiner zijn dan een haar. De onderzoeksgroep Electron Microscopy for Materials Science (EMAT) in Antwerpen is de eerste groep ter wereld die deze deeltjes in 3D en atoom voor atoom in beeld kan brengen. Het visualiseren van nanodeeltjes is de eerste stap naar het ontwikkelen van nieuwe revolutionaire materialen.
Materialen die licht terugspoelen in de tijd stellen de natuurkunde op de proef
Zogeheten temporele metamaterialen werken als een soort ‘spiegels in de tijd’. Wetenschappers gebruiken deze materialen om de relativiteitstheorie ...
Nanokooitjes
Sara Bals staat mede aan de leiding van de EMAT-onderzoeksgroep, maar blijft bescheiden over de prestaties van haar onderzoeksteam. ‘Wij zijn een kleine schakel in de keten’, zegt ze bijvoorbeeld over de ontwikkeling van kleine nanokooitjes die heel gericht medicijnen in het lichaam moeten gaan afleveren.
Het laboratorium waar Bals werkt, heeft unieke elektronenmicroscopen die kunnen corrigeren voor allerlei typen lensfouten. Haar onderzoeksgroep gebruikt vervolgens slimme algoritmen om de haarscherpe 2D-beelden die dit oplevert om te toveren naar 3D. Andere onderzoeksgroepen gebruiken deze informatie om een gewenst minimateriaal, zoals een nanokooi, te maken.
Graveren op een haar
Voordat je een materiaal in een elektronenmicroscoop kunt bekijken, heb je eerst een heel klein plakje van dat materiaal nodig. Hiervoor heeft EMAT een instrument dat ionenbundels afvuurt waarmee het plakjes van minder dan 500 nanometer groot kan uitsnijden. Een elektronenbundel brengt daarna in beeld of alles goed is gegaan.
Deze techniek kun je ook voor wat luchtiger zaken gebruiken, bijvoorbeeld voor het maken van een gravure waar je een foto van kan maken. Dat was een mogelijkheid die we niet voorbij konden laten gaan. Op de foto hierboven zie je het resultaat: het New Scientist-logo gegraveerd op een haar.
En verder
De februari-editie van New Scientist is vanaf nu verkrijgbaar. Naast een uitgebreid interview met Sara Bals vind je daarin bijvoorbeeld een fotoreportage over Mars, een heel dossier over de laatste ontwikkelingen in het kankeronderzoek en antwoord op de vraag of de slogan ‘melk, de witte motor’ niet beter vervangen kan worden door ‘melk, de witte sloper’.
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.
Lees ook: