Chemici fabriceren “onmogelijk” materiaal

Share Button

Poreus hydrosilica zou volgens de gevestigde theorie uiteenvallen in een stabiele vorm. Bij een experiment werd het tegendeel aangetoond. Ook grafeen, de atoomdikke laagjes grafiet die op dit moment erg hot zijn, werden ooit als “onmogelijk” beschouwd…

Het "onmogelijke" materiaal vormt een soort honingraat en verandert bij verhitting in een soort opaalachtig materiaal.

Het "onmogelijke" materiaal vormt een soort honingraat en verandert bij verhitting in een soort opaalachtig materiaal.

‘Onmogelijk’ blijkt toch mogelijk
Wie ooit op een warme dag met blote voeten over het strand loopt, heeft al intiem kennis gemaakt met de meest voorkomende vorm van siliciumoxide. Zand bestaat voor het grootste deel uit kwarts (siliciumdioxide); een zeer hard, dicht materiaal dat een groot deel van de aardkorst uitmaakt. Er bestaan echter ook andere soorten siliciumoxide. Zo is er periodiek mesoporeus hydrosilica – een materiaal waarin naast silicium en zuurstof, ook waterstofatomen voorkomen en dat ongeveer voor de helft van het volume uit lege ruimte bestaat. De stof ziet er op atoomniveau uit als een soort heel lange honingraat – zeshoekige buizen die in een honingraatstructuur gepakt zijn.

Onmogelijk, zeggen traditioneel scheikundige theorieën. De stof zou vrijwel direct samenklappen tot een dichte vorm van hydrosilica, waarin de holtes verdwijnen zodra de hulpstof (die de holtes openhoudt) uit het rooster verdwijnt. In een experiment bleken de holtes echter intact te blijven. Dit heeft, denken de onderzoekers, te maken met de aanwezigheid van de waterstofatomen, die waterstofbruggen vormen en zo de holtes stabiliseren.

Vanwege de bizarre chemische eigenschappen van de holtes binnen het materiaal denken scheikundigen dat er wel eens veel compleet nieuwe moleculen en materialen kunnen worden gefabriceerd met behulp van de stof, die tot nu toe ondenkbaar werden geacht. Kortom: het ene “onmogelijke” materiaal komt zo mogelijk voort uit het andere.

“Onmogelijk” materiaal verandert in lichtbron
Als de temperatuur tot boven de driehonderd graden wordt gebracht, ondergaat het materiaal een “metamorfe” transformatie. Als gevolg hiervan ontstaat een materiaal met een gecompliceerde nanostructuur,waarbij het silicium-silicaatsubstraat dicht bezaaid is met kleine, helder oplichtende, regelmatig verdeelde  fotoluminescente nanokristallen: nanodots, een soort kunstmatige atomen vormen. De nanokristallen kunnen denken de onderzoekers waarschijnlijk worden gebruikt als LED, in zonnecellen en/of als biologische sensors.

Bronnen
Journal of the American Chemical Society
PhysOrg

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

3 reacties

  1. Julie schreef:

    (Bij botproblemen is het ook goed om in eerste instantie kiezelzuur te gebruiken, in plaats van calcium, om verkalking te voorkomen.)

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger