Veelbelovende nieuwe basis voor gassensoren

Vriesdrogen van een polymeerlatex met een percentage harde nanodeeltjes levert een goed gedefinieerde schuimstructuur op waarbij de harde deeltjes de bekleding van de poriewanden vormen. Zo kun je een ijzersterk, ‘gepantserd’ schuim maken voor speciale toepassingen, schrijven Stefan Bon en collega’s (University of Warwick, Engeland) in het omslagartikel van Advanced Materials.

Het idee om schuim te maken door vriesdrogen is al 60 jaar oud. De ijskristallen, die tijdens het proces ontstaan, vormen de sjabloon waar het schuim zich omheen vormt.

Nieuw is de truc om uit te gaan van een dispersie van 2 duidelijk verschillende soorten deeltjes: relatief zachte polymerbolletjes met een diametern van 200 tot 500 nanometer, en harde deeltjes (bijvoorbeeld silica, klei of aluminiumoxide) die een factor 10 kleiner zijn.

Door het verschil in diameter krijg je dan tijdens de vorming van het schuim een verdringingseffect, waarbij de kleinste deeltjes aan het oppervlak komen te zitten. Resultaat: een zacht schuim met een harde bekleding.

Door te spelen met de samenstelling van de deeltjes, en met de verhouding tussen groot en klein, blijk je de porositeit en de poriestructuur aardig te kunnen instellen.

Als je er ook nog wat roet (‘carbon black’) doorheen doet krijg je een schuim dat elektrisch geleidend is. Bon denkt dat je hier sensoren van kunt maken die reageren op vluchtige organische stoffen en die daarbij, anders dan de huidige metaaloxidesensoren, niet elektrisch hoeven te worden verwarmd.

bron: University of Warwick