Onderzoekers hebben glasvezelkabels ontwikkeld die kunnen detecteren welk soort materiaal of vloeistof er om hen heen zit.

Glasvezel wordt al een aantal jaren voor verschillende doeleinden gebruikt. Onder meer om veranderingen in temperatuur te meten of om druk- en vormveranderingen te detecteren. Glasvezelkabels werken dus als een soort sensor, zodra er intern iets verandert, wordt dit gedetecteerd. Maar gebeurt er aan de buitenkant van de haarfijne kabel iets, dan blijft dat onopgemerkt.

Onderzoekers van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Zwitserland hebben daar nu iets op bedacht. Glasvezelkabels die kunnen bepalen wat er om hen heen gebeurt. Zo kunnen ze onderscheid maken tussen bijvoorbeeld vocht en droogte.

Lees ook: Snelste dataoverdracht via glasvezel bereikt

Morsecode

Glasvezelkabels zijn haarfijne kabeltjes waar niet stroom, maar laserlicht doorheen wordt gestuurd. Dat licht kan volgens vier parameters variëren: golflengte, intensiteit, polarisatie en fase.

Deze parameters veranderen wanneer bijvoorbeeld de glasvezel wordt uitgerekt of de temperatuur verandert, waardoor de vezel als een sensor kan werken door barsten in structuren of abnormale temperaturen te detecteren. Alleen deze metingen kunnen enkel in de vezel zelf gebeuren, niet eromheen.

Geluidsgolven

De techniek van de Zwitserse onderzoekers is gebaseerd op het feit dat licht hoogfrequente geluidsgolven op kan wekken. Die geluidsgolven worden anders weerkaatst, afhankelijk van het materiaal dat ze rondom de glasvezelkabel tegenkomen. De weerkaatste geluidsgolven beïnvloeden bovendien het licht in de glasvezel en aan de hand daarvan kan de kabel bepalen welk materiaal er om hem heen zit.

Een lichtpuls (hier weergegeven in het roze) veroorzaakt een geluidsgolf (blauw). © Thévenaz et. al, 2018

De ingenieurs hebben de glasvezelkabels al in water en in alcohol ondergedompeld, en vervolgens blootgesteld aan de lucht. Elke keer was hun systeem in staat om de verandering in de omgeving correct te identificeren.

De nieuwe glasvezelkabels kennen een hoop toepassingen, zegt Luc Thévenaz, de hoofdonderzoeker. Zo kunnen waterlekkages snel worden gedetecteerd, maar de kabels kunnen ook de dichtheid en het zoutgehalte van vloeistoffen die in contact komen met de glasvezels bepalen. Mogelijkheden te over.

Bronnen: Nature Communications, EPFL, De Ingenieur

Beeld: EPFL / Desmond Chow

De KIJK 50 jaar-special ligt nu in de winkel met daarin de spannendste, opmerkelijkste en grappigste verhalen uit de lange geschiedenis van het blad. Wil je deze editie liever bestellen? Dat kan ook in onze webshop.