Het ontcijferen van de diepe dynamiek van elektrische lading

Onderzoek onder leiding van Marti Checa en Liam Collins van het Oak Ridge National Laboratory heeft een baanbrekende aanpak opgeleverd: beschreven in het journaal Natuurcommunicatieom het gedrag van een elektrische lading op microscopisch niveau te begrijpen.

Hun bevindingen zouden de efficiëntie, levensduur en prestaties van batterijen, zonnecellen en andere elektronische apparaten kunnen verbeteren.

In het artikel legde het team hun aanpak uit, die het mogelijk maakt ladingsbewegingen te visualiseren op nanometerniveau, oftewel een miljardste van een meter, maar met snelheden die duizenden keren sneller zijn dan conventionele methoden.

Collins beschreef de techniek als vergelijkbaar met het hebben van een hogesnelheidscamera die gedetailleerde video’s mogelijk maakt van de bewegende vleugels van een kolibrie, waar voorheen alleen wazige snapshots mogelijk waren.

Om deze mogelijkheid te bereiken, gebruikten ze een scanning-sondemicroscoop uitgerust met een geautomatiseerd controlesysteem dat een uniek spiraalpatroon mogelijk maakt voor efficiënt scannen en geavanceerde computervisietechnieken voor data-analyse. Het snelle, grondige inzicht in processen dat met de nieuwe aanpak werd gedemonstreerd, was voorheen onbereikbaar.

“De methode die in dit onderzoek wordt geïntroduceerd, breidt de toolkit uit die beschikbaar is voor gebruikers van het Center for Nanophase Materials Sciences van ORNL, waardoor verkenning van verschillende apparaten en materialen wordt vergemakkelijkt”, aldus Checa.