Je leest:

Magneten zetten moleculen aan tot zelfmaakbaarheid

Magneten zetten moleculen aan tot zelfmaakbaarheid

In sterke magneetvelden schakelen sommige moleculen zelf aaneen tot grotere structuren. Dit concludeert scheikundige Igor Shklyarevskiy in zijn proefschrift. Hij gebruikte zeer sterke magnetische velden om organische nanostructuren te manipuleren en hun eigenschappen te bepalen.

Promovendus Igor Shklyarevskiy heeft aan het Nijmeegse High Field Magnet Laboratory (HFML) zeer hoge magnetische velden gebruikt om organische nanostructuren te manipuleren. Deze structuren worden spontaan gevormd uit kleine organische moleculen, een proces wat zelf-assemblage wordt genoemd. De onderzoeker toonde aan dat hoge magneetvelden uiterst geschikt zijn om de zelf-assemblage van moleculen op nanoschaal te beïnvloeden.

Nanocapsules, waargenomen met een elektronenmicroscoop. Zonder de aanwezigheid van een magneetveld ontstaat een mooi ronde capsule, met een hoog magneetveld (hier 20 tesla) ontstaat een langwerpige capsule. bron: Radboud Universiteit NijmegenKlik op de afbeelding voor een grotere versie.

De promovendus ontwierp een nieuwe methode om ultrakleine nanodraden of -bollen te oriënteren of te vervormen. Hiervoor gebruikte hij het zogenaamde diamagnetisch karakter van de organische bouwstenen. Diamagnetisme is een quantummechanisch verschijnsel. Als diamagnetische materie in een magneetveld komt, zal het zich gaan gedragen als een antimagneet, ongeacht van welke kant het magneetveld komt. De materie zal dus afstoten. Dit diamagnetisme ligt ook ten grondslag aan magnetische levitatie van kikkers, water en andere objecten.

Met magnetische experimenten wist de promovendus de interne opbouw van de nanostructuren te bepalen. Tegelijkertijd kon hij ook hun elastische eigenschappen meten. Daarnaast toonde de promovendus aan dat het magnetische uitrichten van organische moleculen gebruikt kan worden om een hogere elektrische geleidbaarheid te realiseren. Dit is van groot belang voor moderne toepassingen, zoals organische transistoren.

Een magneetveld van één Tesla is zo’n 20.000 keer zo sterk als het aardmagnetisch veld. Een huis-, tuin- en keukenmagneetje haalt 0,01 Tesla, een sterke elektromagneet misschien vijf. De magneten van de Radboud Universiteit zijn de absolute wereldtop: ze hebben een bedrijfsvermogen van 33 Tesla en kunnen een piekvermogen van 60 Tesla opwekken. bron: Radboud Universiteit Nijmegen

In juni 2003 werd het nieuwe gebouw van het ‘High Field Magnet Laboratory’ (HFML) van de Radboud Universiteit Nijmegen officieel geopend. Het is uniek in zijn soort. Nergens ter wereld kunnen zo lang achter elkaar zulke hoge magneetvelden opgewekt worden als in dit laboratorium. Het laboratorium is gerealiseerd door gezamenlijke investeringen van de Radboud Universiteit en de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM).

Dit artikel is een publicatie van Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).
© Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 03 februari 2005

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.