Het Amerikaanse ministerie van Defensie heeft zijn zinnen gezet op – en geld gestoken in – een technologie die de spelregels op het gebied van materiaalproductie zou kunnen herdefiniëren. Deze financiële steun onderstreept de strategische belangstelling van de regering onder leiding van Donald Trump voor de ontwikkeling van baanbrekende innovaties die een concurrentievoordeel kunnen opleveren op het gebied van geavanceerde technologie. De inzet is gericht op onderzoek dat controle over materie op een ongekende schaal belooft.
Het epicentrum van deze revolutie bevindt zich in feite aan de Michigan State University. Daar heeft een team van onderzoekers een techniek ontwikkeld waarmee letterlijk kristallen naar believen kunnen worden getekend. De doorbraak bestaat erin dat met absolute precisie kan worden bepaald waar en wanneer het kristallisatieproces precies begint, en dat alles met behulp van een enkele, nauwkeurige laserpuls.
In de praktijk is de basis van de methode verrassend eenvoudig. Het proces is gebaseerd op het richten van een krachtige laserstraal op een oppervlak waarop vooraf gouden nanodeeltjes zijn aangebracht. Deze puls, die buitengewoon kort duurt, genereert een intense lokale hitte die zich uitsluitend concentreert op de minuscule metalen deeltjes en als katalysator fungeert die de vorming van het kristal op het gewenste punt in gang zet.
Een veelbelovend materiaal met revolutionaire toepassingen
In deze beginfase hebben de wetenschappers zich gericht op perovskietkristallen van loodhalogenide, een verbinding met een enorm potentieel. Volgens het medium Interesting Engineering is het potentieel van deze doorbraak enorm en opent het de deur naar de ontwikkeling van veel efficiëntere zonnepanelen, de creatie van nieuwe LED-verlichtingssystemen en zelfs de verbetering van medische beeldtechnologie. Dit vermogen om materialen op maat te vervaardigen is essentieel in de zoektocht naar een revolutionaire doorbraak die onze apparaten duizenden keren sneller maakt, waarbij de structuur van de componenten van fundamenteel belang is.
Aan de andere kant werkt het team al aan de volgende stappen om de mogelijkheden van hun ontdekking uit te breiden. Het meest directe plan is om te experimenteren met lasers in verschillende kleuren, een variant die hen in staat zou kunnen stellen nog complexere en verfijndere patronen te creëren. Deze onderzoekslijn is niet alleen gericht op het perfectioneren van reeds bekende materialen, maar streeft ook naar het synthetiseren van volledig nieuwe verbindingen met op maat gemaakte eigenschappen.
De degelijkheid van het project wordt bovendien bevestigd door de publicatie ervan in het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift ACS Nano. De publicatie van de details van het onderzoek in dit gespecialiseerde medium is een stempel van wetenschappelijke nauwkeurigheid dat het belang bevestigt van een doorbraak die de manier waarop de materialen van de toekomst worden vervaardigd, zal veranderen.
