Onzichtbaar met nanobuisjes koolstof

Effect lijkt op luchtspiegeling

  • Door: Arnout Jaspers

Een doorzichtig vlies van nanobuisjes koolstof kan achterliggende voorwerpen laten verdwijnen door er stroom op te zetten.

nanovlies
Zoom
nanovlies
links: uitvergroting van het nanobuisjes materiaal. Midden: het vlies met de stroom uitgeschakeld. Rechts: het vlies wordt letterlijk gloeiend heet als er genoeg stroom doorheen gaat.

Iedereen kent het effect van een hete zomerdag: als je uitkijkt over een asfaltweg, lijkt de weg verderop onder water te staan. In feite zie je een golvende weerspiegeling van de lucht recht boven de weg. Dat komt omdat het donkere asfalt en de lucht er vlak boven in de zon gloeiend heet wordt. Licht in hete lucht heeft een iets andere brekingsindex dan koele lucht. Een lichtstraal van vlak boven de horizon, zal daarom een kromme baan volgen en van onderaf in ons oog terecht komen, zodat het lijkt alsof hij van de weg afkomstig is.

Drie natuurkundigen van de Universiteit van Texas hebben dit effect nu nagebootst met een flinterdun vlies van nanobuisjes koolstof. Het 0,002 millimeter dikke vlies hangt tussen twee elekroden, zodat er stroom doorheen kan lopen en het vlies heet wordt. Vlak bij het vlies warmt ook de lucht (of de vloeistof waarin het ondergedompeld is) op, zodat lichtstralen die onder een kleine hoek invallen, afgebogen worden en het lijkt alsof een stuk achtergrond op de plaats van het vlies staat, zodat het object erachter niet meer zichtbaar is.

Zo'n vlies van nanobuisjes is hier volgens de onderzoekers bij uitstek geschikt voor, omdat het vliegensvlug opwarmt en de warmte heel goed geleidt. Anderzijds, de enorme sterkte van de nanobuisjes – sterker dan staal – maakt het mogelijk om een uiterst dun vlies te gebruiken dat nauwelijks zichtbaar is. Een gram van dit vlies heeft een oppervlakte van 300 vierkante meter.

Hier staat een filmpje dat de werking van het vlies (onder water) demonstreert.

Overigens mikt het team van de universiteit van Texas op meer toepassingen dan een hulpstuk voor Harry Potter. Het vlies kan in een inert gas tot boven de 2000 graden verhit worden (in lucht tot 600 graden) en is door er wisselstroom door te sturen zeer snel te schakelen tussen 'aan' en 'uit', tot duizenden keren per seconde. Daarmee is de afbuigingshoek van het licht, maar ook van inkomende geluidsgolven, binnen zekere grenzen te sturen, en is het systeem misschien bruikbaar om sonar-golven in water te prodcueren

Mirage effect from thermally modulated transparent carbon nanotube sheets,
A. Aliev, Y. Gartstein and R. Baughman, IOP Publishing