Waterdruppel sensor voor ultrageluid • Metaal Magazine Ga naar hoofdinhoud

Waterdruppel sensor voor ultrageluid

Een ‘microfoon’ voor ultrageluid die werkt met water en
licht: onderzoekers van de Universiteit Twente gebruiken een superhydrofoob oppervlak

om de bewegingen op nanoschaal, veroorzaakt door ultrageluid, te
kunnen detecteren. De eigenlijke ultragevoelige sensoren worden gevormd door
talloze microscopische grensvlakjes tussen water en lucht. De onderzoekers
presenteren hun bevindingen in de nieuwste editie van Physical Review
Letters.

Onderzoeker Helmut Rathgen en zijn collega’s maken op twee manieren gebruik van de bijzondere eigenschappen van een superhydrofoob oppervlak: het type waterafstotend en zelfreinigend oppervlak dat het blad van een Lotusplant ook heeft. Zo’n oppervlak heeft een structuur van talloze kleine pilaartjes die maken dat waterdruppels niet kunnen uitsmeren: de druppels liggen bovenop de pilaartjes en kunnen er ook gemakkelijk vanaf rollen.

 

Tussen de pilaartjes ontstaan op die manier microscopisch kleine grensvlakken – micromenisci – tussen water en lucht: ze werken als membranen die heel gevoelig zijn voor nanometer bewegingen. Om die bewegingen nauwkeurig te detecteren, gebruiken de onderzoekers een tweede eigenschap van het oppervlak: de structuur heeft een regelmatig, periodiek karakter.

 

Net als bij een CD waar licht op valt, vindt diffractie plaats: het licht wordt afgebogen en er ontstaat een kleurig diffractiepatroon. Nanometer bewegingen van de membranen geven een afwijkend diffractiepatroon te zien. Deze optische detectie is zo’n duizend keer gevoeliger dan bestaande detectoren voor ultrageluid, aldus de onderzoekers. Zij voorzien onder meer toepassingen in medische imagingtechnieken.

 

Het onderzoek is uitgevoerd in de groepen Physics of Complex Fluids van prof. Frieder Mugele en Physics of Fluids van prof. Detlef Lohse. Beide groepen maken deel uit van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie en het instituut IMPACT van de Universiteit Twente.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven