NRC Handelsblad van 12-04-2003, Pagina 41, Wetenschap & Onderwijs

`CONTAINERLOZE' BEKER MAAKT ULTRAHETE VLOEISTOF HANTEERBAAR
(Bruno van Wayenburg)
Als onderzoeker van ultrahete vloeistoffen vraag je om problemen. Om te
beginnen bestaat er geen enkele beker voor je vloeibare lava, of
gesmolten aluminiumoxide van drieduizend graden. Daarom gebruikten negen
Franse en Spaanse materiaalkundigen van de universiteit van Orleans een
`containerloze' beker (Science, 28 maart).
Op een nauwkeurig afgesteld fonteintje van omhoogstromend zuurstofgas
lieten zij korrels aluminiumoxide zweven, die ze vervolgens met krachtige
laserstraling van een afstandje smolten, en op temperaturen brachten van
2400 tot 2700 graden. De zwevende bolletjes vloeibare aluminiumoxide
bestookten ze vervolgens met röntgenstraling, afkomstig uit een lokale
deeltjesversneller. Uit de terugkaatsende röntgenstralen konden ze
informatie afleiden over de mechanische eigenschappen van de stof, zoals
de viscositeit (de stroperigheid) en de geluidssnelheid.
Vooral de viscositeit is van belang, omdat eerder gebleken was dat
sommige oxiden een paradoxale toenemende viscositeit lieten zien als de
temperatuur stijgt. `Normale' vloeistoffen worden juist steeds dunner als
ze heter worden. Aluminiumoxide, zo bleek uit de metingen, gedraagt zich
wat dit betreft normaal.
Vaak is er over stoffen al veel te leren door naar reflectie en absorptie
van zichtbaar licht te kijken, maar in dit geval zijn de hete
vloeistoffen van zichzelf al zo witheet, dat die signalen volledig in het
niet vallen. Vandaar dat de onderzoekers wel uit moesten wijken naar de
veel onhandelbaarder röntgenstraling.
In het onderzoek naar superhete vloeistoffen draait het vooralsnog vooral
om fundamenteel-wetenschappelijk inzicht, en niet om toepassingen. Maar
die zijn er wel degelijk. Zo kunnen uit superhete vloeistoffen nitriden
of carbiden gemaakt worden, zeer harde stoffen met een hoog smeltpunt,
voor gebruik in elektronica. Gallium- en aluminiumnitriden, en
siliciumcarbide zijn bruikbaar als halfgeleider of ondergrond voor
halfgeleiders in vermogensversterkers, ruisarme microgolfelektronica of
hittebestendige elektronica. Met een `containerloze beker' zijn zulke
materialen zeer zuiver te vervaardigen omdat vervuiling of chemische
reacties door de wand van het vat geen rol speelt. Ook zijn er
toepassingen in de ruimtevaart.
En geofysici, de natuurkundigen van de aarde, onderhouden intensieve
wetenschappelijke contacten met de hetevloeistofonderzoekers over de
eigenschappen van hete materialen. De buitenste kern van de aarde is
namelijk ook een schil van hete, gesmolten ijzerlegeringen.

Copyright: Wayenburg. Bruno van