Harith Gurunarayanan is bezig met het laatste jaar van zijn PhD aan de Universiteit Utrecht. Hij onderzoekt colloïde materialen en zelf-assemblage voor surface-enhanced Ramanspectroscopie (SERS). Daarmee kun je chemische reacties die onder extreme condities plaatsvinden in real-time bekijken.

Deze video is in samenwerking met ARC CBBC gemaakt.

Waarom hou je je hier mee bezig?

‘We gebruiken in ons dagelijks leven allerlei chemische producten zoals gas, olie en plastic. Maar die productie is heel gecompliceerd en vindt plaats bij hoge temperaturen. Daarnaast produceren we schadelijke en onnodige bijproducten. We hebben katalysators nodig om die te verminderen. Het is belangrijk om een efficiënte katalysator te ontwerpen, maar om dat te doen moeten we weten hoe de katalysator werkt. Daarom hebben we een tool nodig om te zien wat er in real-time gebeurt tijdens de reactie. Ik werk aan een soort sensor waarmee dat kan.’

Waarom gebruik je daarvoor Ramanspectroscopie?

‘Met Ramanspectroscopie vernietig je de producten van de reactie niet tijdens het meten. Het gebruikt zichtbaar licht, een eenvoudige stralingssoort die niet schadelijk is voor mensen. Je kunt het makkelijk optimaliseren en perfectioneren voor dit soort toepassingen.’

Hoe optimaliseer je de techniek?

‘Ik synthetiseer thermisch stabielere sensordeeltjes. Ze moeten stabiel blijven tot 1000 graden Celsius. Ik zit nu op zo’n 700 tot 800 graden. Ik focus op processen met als input methaan. Met mijn systeem kan ik de katalysator – gouden nanostaafjes met palladium of palladiumzilver – bij de sensordeeltjes voegen. De reactie vindt plaats op het oppervlak. Als er producten gevormd worden, kan ik zien welke dat zijn. De nanostaafjes zijn de echte sensoren. Ik wil ook de kleine hoeveelheden product die op het katalysatoroppervlak verschijnen kunnen meten.’