B-PHOT, de onderzoeksgroep fotonica van de Vrije Universiteit Brussel, ontwikkelde in haar centrum in Gooik een nieuwe manier om fotonische kristallen transparant te maken met grotere afmetingen dan ooit denkbaar. Dat is goed nieuws voor onder andere een snellere kankerdiagnose.
Al tientallen jaren probeert men ultrakleine transparante fotonische kristallen na te maken. Het ontwikkelen van kristallen met zo’n fijn patroon vereist echter zeer geavanceerde en dure apparatuur. De ontdekking van grotere fotonische kristallen die ook licht doorlaten is dan ook een ware doorbraak. “Op basis van theoretische modellen, computersimulaties en experimenten kunnen we nu grotere kristallen eenvoudiger, sneller en goedkoper produceren, met behoud van de transparante eigenschappen. We zijn trots op deze doorbraak in het onderzoek naar fotonische kristallen waarmee nieuwe technologie kan ontwikkeld worden voor onder andere medische analyse (Kankerdiagnose, nvdr.) en datatechnologie”, aldus nog professor Thomas Geernaert.
Vlindervleugels
Geïnspireerd door vlindervleugels slaagden de VUB-onderzoekers erin om fotonische kristallen te ontdekken die nieuwe eigenschappen geven aan lichtgolven. Zo kunnen ook computers dankzij de kristallen sneller gegevens uitwisselen en zijn ze beter gewapend tegen de exponentiële groei van data. “De fotonische kristallen in de natuur, zoals in de vleugels van sommige vlinders, bevatten geen kleurstof maar hebben toch een kleur”, legt Thomas Geernaert van B-PHOT uit. “Dat komt door een heel fijn patroon in het materiaal, dat bijvoorbeeld blauw licht reflecteert en andere kleuren doorlaat. Eigenlijk is die vleugel grijs, maar door dat patroon krijg je een kleureffect. Dit inzicht inspireerde ons bij het onderzoek naar fotonische kristallen.”
Unieke eigenschappen
De unieke eigenschappen van de fotonische kristallen bieden nieuwe mogelijkheden om licht te controleren, te richten en te manipuleren. Zo kan men met nieuwe sensoren kankercellen veel sneller opsporen in het bloed, zelfs als die nog maar in extreem lage aantallen aanwezig zijn. Dat komt omdat die cellen eigenschappen van licht veranderen die men met fotonische kristallen nauwkeurig kan detecteren. In computers kunnen de kristallen dan weer in optische verbindingen worden gebruikt, om data veel sneller uit te wisselen. Ook de krachtige fijne lichtbundel van laserstralen kan worden verbeterd met deze kristallen, om zeer nauwkeurig metaal en andere materialen uit te snijden, of om poeders te smelten bij het 3D-printen van metaal.
3,8 miljoen
De komende vier jaar werken de VUB, ULB, UA en de universiteit van Bergen samen aan de verdere ontwikkeling van deze bevindingen. Voor de aanlevering en implementatie van de benodigde stoffen doen de partners een beroep op een Pools bedrijf. Voor het onderzoek is een budget van 3,8 miljoen euro uitgetrokken.
