Nederlands
Nieuwe materialen prikkelen de verbeelding: wordt drukwerk met bewegende
beelden mogelijk?
Datum: 17 september 2010
Hybrides van organische en anorganische materialen hebben intrigerend
kenmerken: ze zijn flexibel en oplosbaar, en hebben bovendien
magnetische eigenschappen waarmee een geheugeneffect kan worden
bereikt. Een combinatie, die in de toekomst kan leiden tot een
bijzondere toepassing: met inkt geprinte videofilms. Scheikundige Anne
Arkenbout promoveert 24 september 2010 aan de Rijksuniversiteit
Groningen op fundamenteel onderzoek naar deze opmerkelijke materialen.
Anorganische materialen hebben goede magnetische en geleidende
eigenschappen, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in elektronica.
Organische materialen daarentegen ontberen deze eigenschappen, maar
zijn flexibel, goedkoop en oplosbaar. Arkenbout maakte vanuit
oplossingen waar zowel een organische als een anorganische component
inzat, hybride kristallen die de gunstige eigenschappen van beide
stoffen combineerden: de hybrides die uit de oplossing ontstonden,
bezaten magnetische eigenschappen vergelijkbaar met die van onoplosbare
anorganische stoffen.
Zelforganiserende laagjes
De oplossingen die Arkenbout onderzocht, kristalliseerden tijdens het
opdrogen uit zichzelf tot hybride kristalstructuren. Ze bestudeerde
verschillende combinaties van organische- en anorganische materialen.
Met name de anorganische groepen bleken van invloed op de magnetische
eigenschappen van de hybride. De geteste groepen met mangaan, ijzer,
koper, nikkel en kobalt gedroegen zich in het hybride kristal heel
verschillend, ondanks het feit dat ze chemisch nauw verwant aan elkaar
zijn. Mangaan, ijzer en koper ordenen zich in laagjes omgeven door het
organische materiaal. Nikkel vormt echter geen laagjes, maar ketens.
Kobalt maakt eilandjes.
Geheugeneffect
Deze ordening is essentieel voor de uiteindelijke magnetische
eigenschappen van de hybride, ontdekte Arkenbout. De hybrides die
laagjes vormden, laten namelijk een magnetisch geheugeneffect zien. Bij
de materialen die zich ordenden in ketens en eilandjes treden
nauwelijks geheugeneffecten op. Het geheugeneffect deed zich voor bij
een temperatuur van tweehonderd graden Celsius onder nul, maar
Arkenbout ziet voldoende aanknopingspunten om de kristallen zo aan te
passen dat het effect ook bij kamertemperatuur aanwezig is.
Printbare elektronica
De combinatie van oplosbaarheid en geheugeneffect kan gebruikt worden
in printbare magnetische elektronica. Hierbij denkt Arkenbout aan
functionele inkten, die na het opdrogen een geheugen kunnen vormen
zoals dat nu nog in een geheugenchip zit. In de afgelopen jaren zijn al
verschillende organische elektronicaproducten op de mark gebracht,
zoals flexibele beeldschermen (organic light emitting diodes - OLED)
die in sommige e-readers te vinden zijn. Arkenbout voorziet dat door de
ontwikkeling van printbaar geheugen het in de toekomst zelfs mogelijk
is bewegende beelden te printen, in plaats van een statische foto.
Curriculum vitae
Anne H. Arkenbout (Groningen, 1983) studeerde scheikunde met als
specialisatie Nanoscience aan de Rijksuniversiteit Groningen. Ze voerde
haar onderzoek uit op de afdeling Solid State Materials for Electronics
van het Zernike Institute for Advanced Materials. Het onderzoek werd
gefinancierd door NanoNed. Arkenbout promoveert tot doctor in de
wiskunde en natuurwetenschappen bij prof.dr. T.T.M. Palstra. De titel
van haar proefschrift luidt: `Organic-Inorganic Hybrids - A Route
Towards Soluble Magnetic Electronics'.
Rijksuniversiteit Groningen