ENGINEERINGNET.BE - Onderzoekers van de Vrije Universiteit Brussel (VUB), de universiteit van Witwatersrand (Zuid-Afrika), Harvard University (USA), de Nationale Universiteit van Singapore (Singapore), en CNST (Italië) hebben de eerste metaoppervlaklaser ter wereld ontwikkeld die superchiraal licht produceert.

Prof. Vincent Ginis, VUB-onderzoeker, verbonden aan het Data Lab en de Applied Physics Research Group en betrokken bij de ontwikkeling van deze nieuwe laser: “Met deze laser combineren we de nieuwste technieken van nanofabricatie, optische metingen en data-analyse en bieden we een heel nieuw perspectief op de interactie tussen licht en materie. Licht kan gebruikt worden om op nanoniveau dingen te gaan bewegen.”

Een metaoppervlak is een super dun oppervlak waar kleine blokjes op zijn aangebracht via nanofabricatie. De eigenschappen van die kleine blokjes bepalen wat er gebeurt met het licht. De nieuwe laser gebruikt een metaoppervlak opgebouwd uit zorgvuldig vervaardigde nanostructuren, die 1.000 keer kleiner zijn dan de breedte van een menselijk haar.

Het licht gaat vele malen door dit metaoppervlak heen en krijgt telkens een nieuwe wending. Door de herhaalde interactie tussen het licht en het oppervlak kan de laser licht produceren met een ultrahoog hoekmoment, waardoor het licht heel sterk begint te draaien.

Het "gedraaide licht" (of chiraal licht) dat hierdoor ontstaat heeft een nooit eerder waargenomen hoge zuiverheid. Door zowel fundamentele als technische beperkingen was het tot nu toe niet mogelijk om deze gewenste chirale lichttoestand door een laser te laten produceren. Met de nieuwe laser kan dit nu wel, met volledige controle over het orbitale hoekmoment en de spin (polarisatie) van het licht.

Ginnis: “Door gebruik te maken van dit licht kunnen we op een totaal nieuwe manier microstructuren manipuleren. Licht kan gebruikt worden voor besturing: om dingen te verplaatsen en te sorteren. Gedraaid licht kan micro-apparatuur aandrijven om een stroom op gang te brengen, en om centrifuges na te bootsen, daar waar klassieke fysieke, mechanische systemen niet meer kunnen ingezet worden omdat ze te groot zijn.”

Verschillende industrieën en onderzoeksgebieden hebben superchiraal licht nodig om hun processen te verbeteren, waaronder de voedsel-, computer- en biomedische industrie.

Dit soort licht kan gebruikt worden om tandwielen optisch aan te drijven waar fysieke mechanische systemen niet zouden werken, zoals in microvloeistofsystemen. Het is bijvoorbeeld de bedoeling om medicijnen op een chip te fabriceren in plaats van in een groot laboratorium.

Het principe wordt in ook wel een “Lab-on-a-Chip” genoemd. Omdat alles klein is, wordt er licht gebruikt voor de besturing: om dingen te verplaatsen en te sorteren, zoals goede en slechte cellen. Gedraaide licht wordt gebruikt om micro-apparatuur aan te drijven om de stroom op gang te brengen, en om centrifuges na te bootsen met licht. << (Guy Leysen) (figuur: VUB)

ACHTERGROND
Het principe van chiraliteit is afgeleid van onze handen (Grieks: cheir), die elkaars spiegelbeeld zijn. Sommige moleculen zijn identiek op niveau van samenstelling, maar ze zijn elkaars spiegelbeeld en hebben daardoor andere eigenschappen.

DNA bijvoorbeeld is zo een molecule die in een welbepaalde richting draait. Licht kan op twee manieren chiraal zijn: door een draaiing rond haar eigen as (spin AM) en door een orbitaal hoekmoment (OAM), vergelijkbaar met de aarde die rond de zon draait.

Bij licht met een groot hoekmoment beweegt het licht in één richting, maar draait het tegelijkertijd ook rond haar voortplantingsas. <<

Mis ook dit niet... Nieuwe biosensor regelt automatische medicijndosering Helia Biomonitoring, een spin-off van TU/e, ontwikkelt nieuwe biosensoren voor continue meting van de concentratie van medicijnen in het bloed, om zo de dosering automatisch te regelen. Rapport uitgebracht over hernieuwbare energie in Europa in 2018 en 2019 Een nieuw rapport van de EU, gecoördineerd door VITO/EnergyVille, stelt dat verbranding van biomassa voor meer emissies zorgt. De transportsector haalt voor 2020 10% aan groene energie niet. VINCI Energies heeft Legendre Conveyors overgenomen VINCI Energies Belgium neemt Legendre Conveyors over. Het derdegeneratie familiebedrijf is gespecialiseerd in transportsystemen en lijnmanagement, vooral in de drankenmarkt. Port of Antwerp beperkt jaarverlies door record containeroverslag De totale goederenoverslag van Port of Antwerp in 2020 bedroeg 231 miljoen ton cargo, een daling van 3,1%. Dankzij de containeroverslag beperkte de haven de terugvallende totale overslag. RoboRana bundelt krachten met AI-speler Humain Door de samenwerking kunnen zij organisaties beter ondersteunen bij succesvolle digitale innovatie door de juiste strategie te verbinden met de meest impactvolle technologie. Antwerpse Covestro-vestiging verkrijgt ISCC Plus-certificering Covestro heeft het ISCC (‘International Sustainability & Carbon Certification’) Plus-massabalanscertificaat verkregen voor haar productievestigingen in Antwerpen en Krefeld-Uerdingen. Nieuwste Airbus A400M geleverd Enkele maanden na Luxemburg nam ook de Belgische luchtmacht eind december het eerste van zeven Airbus A400M militaire transportvliegtuigen in ontvangst. Dit is de opvolger van de oude C130's. Nieuwe methode voor efficiëntere omzetting biomassa Door twee chemische reacties aan elkaar te koppelen, wordt biomassa nu directer en efficiënter omgezet naar bio-aromaten. TNO spin-off Relement gaat de methode in de markt zetten. Nieuwe certificeringen maken Rockwell Automation ’cyberveiliger’ Omdat industri?le bedrijven hun productie- en IT-systemen steeds meer verbinden, lopen ze ook steeds meer risico door cyberdreigingen die gericht zijn op industriële besturingssystemen. myPNOZ is nieuwste modulaire veiligheidsrelais van Pilz Het automatiseringsbedrijf Pilz heeft voor deze veiligheidsrelais een digitaal, compleet concept opgezet - van de bestelling tot de inbedrijfstelling. Dit past volledig bij Industrie 4.0. Campine start nieuwe antimoonrecyclage Autobatterijenrecycleur Campine (Beersel) investeerde 4,9 miljoen euro in een unieke installatie om antimoon uit het lood van autobatterijen te recycleren.

B&R vereenvoudigt het beheer van gebruikersgroepen B&R heeft het centrale gebruikersbeheer op fabrieksniveau vereenvoudigd. Met de mapp UserX softwaremodule is het nu mogelijk diensten op basis van LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) te gebruiken om gecentraliseerd beheer van gebruikers en -groepen te implementeren. Bijvoorbeeld met behulp van Active Directory van Microsoft. >> Wago Pro 2 serie uitgebreid met DIN-rail netvoedingen De ultramoderne DIN-rail netvoedingen uit de serie Pro 2 van WAGO met 480 of 960 watt kunnen worden uitgebreid met een communicatiemodule voor het uitwisselen van gegevens met een SPS (PLC) of een IoT-gateway. Deze kunnen gemakkelijk geïntegreerd worden in de bestaande infrastructuur. >> Topjobs op Engineeringnet Onze Belgische jobboard 'Engineeringnet TopJobs' onderscheidt zich door specialisatie. We bieden u als recruiter een platform met uitsluitend technische bezoekers aan (knelpuntberoepen!). Dat is een doelgroep die via andere kanalen zéér moeilijk bereikbaar is.