Hoe een unieke elektronenmicroscoop materiaalveranderingen door licht zichtbaar maakt.
SHINER ontwikkelt een unieke meetmethode om op atoomschaal te zien wat er gebeurt wanneer materialen worden belicht. Daarvoor combineert het project een transmissie-elektronenmicroscoop (TEM) met laserlicht, waardoor materialen gevolgd kunnen worden terwijl ze onder licht werken. Dit is cruciaal voor duurzame energie, omdat licht veel processen in zonnecellen en fotokatalyse aanstuurt. SHINER bestudeert onder andere goud-nanodeeltjes en perovskieten (veelbelovende zonnecelmaterialen) om te begrijpen wat materialen stabiel maakt en hoe prestaties verbeterd kunnen worden.
Licht-gestuurde materiaalveranderingen in beeld
SHINER onderzoekt hoe materialen veranderen zodra ze licht absorberen — essentieel voor het verbeteren van zonne-energietoepassingen zoals fotokatalyse en zonnecellen. Om deze veranderingen direct zichtbaar te maken, brengt SHINER laserlicht in een elektronenmicroscoop en meet tot op atoomniveau. Door licht en metingen nauwkeurig te combineren, volgt het project hoe structuren en defecten ontstaan, bewegen of herstellen. SHINER richt zich op twee materiaaltypen: goud-nanodeeltjes (relevant voor katalyse en lichtversterking) en perovskieten (veelbelovend voor zonnecellen). Zo verklaart het project waarom materialen soms degraderen en hoe ze stabieler en efficiënter worden.
Meten terwijl het materiaal wordt belicht
SHINER maakt een unieke combinatie mogelijk: meten op atoomschaal terwijl een materiaal wordt belicht. Veel processen die bepalen of een zonnecel of katalysator goed werkt, spelen zich af tijdens belichting, vaak op zeer korte tijdschalen. SHINER waarneemt die dynamiek direct, in plaats van die alleen indirect af te leiden. Dit levert nieuwe fundamentele inzichten op, maar ook praktische meetprotocollen die breder inzetbaar zijn in onderzoek en innovatie. Daarnaast versterkt SHINER de Nederlandse positie in geavanceerde microscopie, mede door samenwerking met technologiepartners. Op lange termijn draagt dit bij aan beter ontworpen, stabielere materialen voor duurzame energie.
Eerste resultaten: gesynchroniseerd en vastgelegd
Sinds de start van de SHINER-postdoc (april 2025) is een belangrijke technische mijlpaal bereikt: laserlicht en elektronenpulsen synchroniseren nauwkeurig in de microscoop en een snelle detector legt de resultaten vast (Deliverable D1.1). Hierdoor ziet het project op extreem korte tijdschalen hoe materialen op licht reageren. Naast standaardmetingen lopen tijdopgeloste experimenten en brengen geavanceerde beeldtechnieken niet alleen 2D-beelden in kaart, maar ook 3D-structuren en interne vervormingen. De eerste metingen leveren al voorbeeldbeelden op van lichtgestuurde veranderingen. Parallel hieraan groeit de impact: regelmatige afstemming met JEOL en ASI trekt gebruikers uit Nederlandse universiteiten en bedrijven, en resultaten zijn gepresenteerd op meerdere (inter)nationale conferenties.
Meer informatie
SHINER is tot stand gekomen in samenwerking met partners AMOLF en JEOL. Via de TEM-faciliteit werkt SHINER samen met UU, UvA, VU en ARCNL, en met bedrijven waaronder Seaborough, Single Quantum, Nano Hybrids en ASI.
Meer informatie, inclusief een video over de TEM-faciliteit, vind je op de projectpagina:
