In Twente zijn organische draadjes gemaakt die bij kamertemperatuur veranderen van geleiders in isolatoren op het moment dat ze in een zwak magnetisch veld worden geplaatst. Daar moet een nuttige sensor van te maken zijn, schrijft MESA+-onderzoeker Wilfred van der Wiel deze week op de website van Science.

Wat niet in dat artikel staat maar wel in het begeleidende persbericht, is de suggestie dat de geheimzinnige oriëntatie van duiven en andere vogels op het aardmagnetisch veld misschien wel op hetzelfde principe berust. Die hypothese is momenteel onderwerp van verder onderzoek.

De draadjes zijn opgebouwd uit DXP oftewel N,N’-bis(2,6-dimethylfenyl)peryleen-3,4,9,10-tetracarboxyldiimide, een rode kleurstof. DXP-moleculen zijn langwerpig: de lengte bedraagt 2,2 nm, de theoretische diameter 0,76 nm.

Geholpen door collega’s uit Eindhoven en Straatsburg sloot Van der Wiel deze moleculen op in zeoliet L, een kristallijn aluminosilicaat met kaarsrechte poriën waar ze precies in passen zolang ze rechtop blijven staan. De dikte van de kristallen bedroeg 30 tot 100 nm, zodat er per porie enkele tientallen DXP-moleculen in gingen. Ze polymeriseren daarbij niet maar voor de elektrische geleiding is dat ook niet nodig.

De volgeladen kristallen werden op een geleidende ondergrond gezet, waarna de tip van een AFM-microscoop werd gebruikt om aan de bovenkant contact te kunnen maken met individuele draadjes teneinde de elektrische geleiding te meten.

Wat er gebeurt als je het geheel vervolgens in een magneetveld plaatst, is volgens Van der Wiel ‘ronduit spectaculair’. Enkele millitesla’s, ongeveer de veldsterkte van een koelkastmagneet, zijn al voldoende om de elektrische geleiding te laten dalen met een factor 2000.

Deze extreem hoge ‘magnetoweerstand’ is vermoedelijk te verklaren uit het zogeheten Pauliverbod, een kwantummechanisch principe dat stelt dat twee elektronen niet dezelfde kwantumtoestand mogen bezetten. Bij ééndimensionale draadjes waarin elektronen elkaar niet kunnen ontlopen door zijdelings uit te wijken, hakt dat verbod er kennelijk nogal in.

bron: UT