Het identificeren van edelgassen is een lastig karwei. Minuscule ballonnen van grafeen moeten er bij gaan helpen.

Honderden keren dunner dan een haar, maar toch sterker dan staal en een van de snelste stroomgeleiders: grafeen. Het is niets anders dan een laagje enkele koolstofatomen, maar toch wordt het door sommigen gezien als het wetenschappelijke wonder van onze tijd. Zo zou het kogels weren, microfoons gevoeliger maken en (ook niet geheel onbelangrijk) je voeten koel houden.

Lees ook:

• ‘Vloeibaar raam’ houdt panden koel
• Nieuwe drone vliegt op gebakken lucht

Onderzoekers van de TU Delft en de Duisburg-Essen-universiteit hebben nu nog een klusje bedacht voor het ‘wondermateriaal’: het identificeren van edelgassen. Deze gassen reageren niet met andere materialen wat het lastig maakt ze te detecteren.

Ontsnappingspoging

De ‘gassensors’ die de onderzoekers hebben gebouwd, kun je zien als ballonnetjes bestaande uit tweelaags grafeen met een dikte van 0,7 nanometer. In de bolletjes zijn door het team minuscule gaatjes gemaakt van 25 nanometer in diameter; dit ging gemakkelijk omdat grafeen zo dun is.

Wanneer een gas is gevangen in de ballon en de onderzoekers het verhitten met een blauwe laser, zet het uit en ontsnapt het via de gaatjes in het grafeen. “We meten dan de tijd die nodig is om de ballon leeg te laten lopen”, vertelt onderzoeker van de TU Delft, Irek Rosłoń, in een persbericht. “En deze tijd hangt sterk af van het type gas. Helium ontsnapt bijvoorbeeld vijf keer sneller dan krypton.” Aan de hand van deze snelheid, kunnen de onderzoekers bepalen om welk gas het gaat. Dit vereist normaal gesproken grote massaspectrometers.

Diehards

Hoe deze snelheid wordt gemeten? Dit heeft te maken met een rode laser, lichtintensiteit, lichtabsorptie, weerkaatsing en positieveranderingen. De diehards onder ons kunnen het lezen in de paper die is verschenen in het vakblad Nature Communications.

Bronnen: Nature Communications, New Atlas

Beeld: TU Delft/Makars Šiškins

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!