In Leiden is een organorutheniumcomplex ontwikkeld dat werkt als diode zodra er water bij komt. Wellicht kun je er luchtvochtigheidssensoren van maken, suggereren Sense Jan van der Molen en collega’s in Nature Nanotechnology.

Hun complex, werktitel 2-Ru-N, is positief geladen en elk exemplaar wordt omringd door vier PF₆^--tegenionen als tegenion. De opbouw is perfect symmetrisch, en op zichzelf geleidt zo’n complex elektronen in beide richtingen precies even soepel.

Voor het diode-effect moet je op een ondergrond van indiumtinoxide een monolaag creëren van rechtop staande complexen. De vrije uiteinden tast je vervolgens af met de naald van een AFM-microscoop, die je voor de gelegenheid eveneens bedekt met een laagje indiumtinoxide.

Dat indiumtinoxide trekt van nature vocht aan. En terwijl de vlakke onderlaag geheel is bedekt met 2-Ru-N, raakt de puntige AFM-naald maar een paar van die complexen tegelijk aan. De rest van de naald is vrij en dáár komen dus de watermoleculen op af.

Die watermoleculen zijn polair en verplaatsen daardoor de PF₆^--tegenionen. En dát verstoort de symmetrie van de elektronenwolk rond het complex, met als gevolg dat de elektrische weerstand in één richting veel groter wordt dan in de andere. Hoe meer watermoleculen aanwezig zijn, hoe groter het verschil; bij 60% relatieve vochtigheid (en een zo scherp mogelijke AFM-tip) kan het oplopen tot meer dan een factor 1.000.

Helemaal doorgrond hebben de auteurs het mechanisme nog niet, maar duidelijk is dat het te maken heeft met de aanwezigheid van twee rutheniumionen in het complex. Laat je er een weg, dan werkt het niet meer.

bron: Universiteit Leiden