Optische vezels zijn nuttig voor hightech kleding en lichtdetectie

Via het stapelen van dunne vezels zijn onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston erin geslaagd met eem nieuwe en simpele techniek vezels met speciale eigenschappen te maken. Net als bij het stapelen van dunne laagjes in de fabricage van elektronische en optische componenten, zijn ze zijn te gebruiken als lichtgevoelige detectoren. Ook zijn ze nuttig bij het weven van hightech kleding: die kan naar believen van kleur veranderen of reflecteert karakteristieke golflengten waaraan militairen elkaar kunnen herkennen (Nature, 14 okt).

De vezels die Yoel Fink en zijn collega's produceren zijn opgebouwd uit vele laagjes van verschillende materialen: geleiders, halfgeleiders en niet-geleidende plastics. Door zo'n twintig laagjes van afwisselend een metaal (telluur) en een plastic (polystyreen) op elkaar te stapelen ontstaat een spiegelend oppervlak dat één specifieke kleur reflecteert. Welke hangt af van de structuur en de eigenschappen van de gebruikte materialen. De laagjes mogen niet dikker zijn dan een paar honderd nanometer, en ze moeten bovendien overal nauw contact met elkaar maken. Daarom wordt zo'n spiegel eerst `in het groot' opgebouwd, dat wil zeggen met behulp van veel dikkere (en daardoor makkelijker hanteerbare) lagen van de benodigde materialen. Door deze op te rollen en de holle pijpjes te verhitten (tot ze zacht worden) en dan snel uit te trekken, ontstaan dunne vezels waarin licht van één specifieke kleur efficiënt kan worden opgesloten. Dergelijke glasvezels vormen een veelbelovend alternatief voor de standaard glasvezel zoals die op grote schaal wordt toegepast voor telecommunicatiedoeleinden.

Door de buitenkant van de vezels te voorzien van een geleidend metaallaagje, ontstaan glasvezels die niet alleen lichtsignalen kunnen doorgeven maar ook elektrische. Ook kan er een lichtgevoelig materiaal worden aangebracht in de kern van dergelijke vezels. Wanneer daar licht van de juiste golflengte opvalt, ontstaat een elektrische stroom die door de geleidende lagen aan de buitenkant wordt afgevoerd. Dergelijke vezels zijn sterk en flexibel genoeg om te worden geweven tot een soort matje dat dienst kan doen als tweedimensionale detector. Daarmee kan de plaats van een invallende lichtstraal worden bepaald, en door verschillende van deze lichtgevoelige matjes op elkaar te leggen, ook de richting waaruit het licht afkomstig is.