Inverse opal-structuur.

Vloeistoffen zijn snel te identificeren door te kijken hoe ze een fotonisch kristal met een specifieke 3D-nanostructuur bevochtigen. Een uitkomst voor hulpdiensten wanneer er ergens een lek is, suggereren Harvard-onderzoekers in JACS.

De kristallen in kwestie zijn zogeheten ‘inverse opals’, gemaakt van glas en voorzien van een groot aantal onderling verbonden poriën en kanalen. Als er een vloeistof in trekt, verandert zo’n kristal van kleur. En of de vloeistof er in trekt, hangt af van de oppervlaktespanning.

Op Harvard hadden ze al een proces ontwikkeld om zulke inverse opals in grotere hoeveelheden te produceren. Daar hebben ze nu een manier aan toegevoegd om de oppervlaktechemie van de poriën dusdanig te beïnvloeden dat je precies kunt instellen op welke oppervlaktespanning het kristal reageert.

Op die manier kun je chips maken die werken als een soort indicatorpapiertje: bij een bepaalde oppervlaktespanning slaat de kleur om. Aan de hand daarvan kun je natuurlijk nooit een vloeistof met 100 procent zekerheid identificeren, maar je kunt wel een groot aantal mogelijkheden uitsluiten. En door te werken met een aantal kristallen die elk voor een andere oppervlaktespanning zijn gekalibreerd, kun je een aardig gefundeerde gooi doen naar de vloeistof waar je mee te maken hebt - zeker wanneer je überhaupt maar een beperkt aantal verschillende stoffen in huis hebt.

Bijkomend voordeel is dat zo’n chip eindeloos meegaat zolang je hem tussen twee metingen door de tijd geeft om op te drogen.

Met behulp van zulke kristallen kun je trouwens ook codeberichten op zo’n chip zetten die pas zichtbaar worden bij contact met een vloeistof met een heel specifieke oppervlaktespanning, zoals onderstaand filmpje laat zien:

bron: Harvard

Onderwerpen