17 feb. 1999
2 minuten
Met bolletjes van een paarhonderd nanometer in doorsnee als startpunt, bouwt Juan Wang van de Universiteit Twente bijzondere nieuwe structuren met verschillende vormen en bijbehorende functies. De nanostructuren zijn te gebruiken om biologische of chemische stoffen te detecteren, hebben unieke optische eigenschappen en kunnen een biologisch oppervlak nabootsen, waaraan druppels vastkleven of juist gemakkelijk vanaf rollen.
Het bouwen met nanobolletjes maakt het mogelijk om, stap voor stap, functies toe te voegen. Het begint allemaal met een nanobolletje van silica, terwijl uiteindelijk het boloppervlak bedekt kan zijn met nog kleinere bolletjes van bijvoorbeeld goud. Of er kunnen nanodraadjes uitsteken die aan hun uiteinde weer verbonden zijn: ze hebben iets weg van de bolvormige bloemen uit de uienfamilie. Door een oppervlak van bolletjes ‘kreukelig’ te maken, kan het model staan voor een biologisch oppervlak waaraan druppels sterk hechten, zelfs als het op de kop wordt gehouden, zoals een rozenblaadje. Of dat juist hydrofoob is als een Lotusblad.
Kleurscan
In haar proefschrift beschrijft Wang verschillende krachtige combinaties. De bolletjes kunnen bijvoorbeeld fotonische kristallen vormen die een specifieke kleur licht reflecteren. Zo kunnen ze samen een ‘watermerk’ vormen dat niet te kopiëren is. Een van belangrijke redenen waarom goud zo interessant is als voor bolletjes, is een detectietechniek die surface plasmon resonance (SPR) heet. Door de reflectie van licht te meten dat op het goudoppervlak valt, is te detecteren welke stoffen zich erop bevinden. Combineer je dit met de kleurreflectie , dan is de aanwezigheid van stoffen te detecteren door een kleurscan te maken.
De ‘bloemen’, met silica nanodraadjes die bovenaan verbonden zijn ‘vastgeknoopt’ met goud, hebben unieke ‘wetting’ eigenschappen: dat is de manier waarop je vloeistoffen ermee kunt manipuleren. Wang voorziet mogelijkheden in het scheiden van water en olie. Ook in chemische reacties op microschaal, in microreactoren, kunnen deze fraaie structuren een rol spelen.
Niet etsen, maar bouwen
Wang’s benadering wijkt af van reguliere nanofabricage, doordat zij start met een bolletje als basiselement en daaraan steeds iets toevoegt. Nanostructuren worden meestal juist gemaakt door materiaal weg te halen door te etsen, daarop bijvoorbeeld weer een ander materiaal aan te brengen waarin een patroon wordt aangebracht door opnieuw te etsen. Dankzij de bio-inspired benadering van Wang ontstaat een krachtig nieuw platform voor onder meer microfluidica, fotonica en materiaalkunde.
Anderen lazen ook
