Door de lichtgevoelige sensoren in groten getale op te hangen, hoopt men de verspreiding van stikstofdioxide in steden beter in beeld te krijgen.

Stikstofdioxide (NO₂) is een luchtvervuilend gas dat onder meer vrijkomt bij de verbranding van fossiele brandstoffen. Zo pompen fabrieken, sommige cv-ketels en, last but not least, ook de motorvoertuigen in het verkeer het gas de atmosfeer in. Inademing van NO₂ kan leiden tot ademhalingsproblemen en zelfs hart- en vaatziekten. Niet gek dus dat men de verspreiding van de stof goed in de gaten houdt.

Onderzoekers aan de Chalmers-universiteit ontwikkelden in samenwerking met het bedrijf Insplorion een lichtgevoelige sensor om daarmee te helpen. Het kleine formaat van de NO₂-metende apparaatjes moet het mogelijk maken ze op veel verschillende plekken op te hangen. Zo hopen de onderzoekers een duidelijker beeld te krijgen van de verspreiding van het vervuilende gas.

Lees ook:

• Hoe vervuilend zijn houtkachels?
• Inkt gemaakt van luchtvervuiling

Licht en trillingen

De werking van het kleine chipje, niet groter dan een vierkante centimeter, berust op een optisch fenomeen dat plasmon heet. Dat houdt in dat vrije elektronen in het materiaal van de sensor met een bepaalde frequentie gaan trillen als er licht op valt.

Wanneer er NO₂-moleculen uit de omgeving aan de metalen nanodeeltjes op de chip binden, verandert die ‘trilfrequentie’. Aan de hand van die verandering kan de concentratie stikstofdioxide in de lucht heel nauwkeurig berekend worden; al vanaf enkele parts per billion (ppb, oftewel delen per miljard).

Een van de sensoren (verstopt in deze lantaarnpaal) meet momenteel de stikstofdioxideconcentraties in de binnenstad van het Zweedse Göteborg. © Johan Bodell/Chalmers University of Technology

Verspreiding

Veel conventionele ‘NO₂-meters’ zijn groot en prijzig. Daarmee is ook vooral het kleine maatje van de nieuwe sensor een flinke plus. De apparaatjes kunnen op deze manier namelijk op veel verschillende plekken geïnstalleerd worden; zoals in lantaarnpalen of stoplichten. Hierdoor krijgen de onderzoekers een veel gedetailleerder beeld van verspreiding van stikstofdioxide.

Tests met de NO₂-sensoren zijn in volle gang, maar de onderzoekers hopen de apparaatjes dit najaar op de markt te brengen. Momenteel meten ze alleen stikstofdioxide, maar door de nanodeeltjes op de chips aan te passen, zouden ze in de toekomst ook andere (schadelijke) gassen op kunnen pikken, aldus de wetenschappers.

Bronnen: Chalmers University of Technology, De Ingenieur

Beeld: Insplorion, Mia Halleröd Palmgren/Chalmers University of Technology

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!