plakband geeft licht-en röntgenfoto ‘ s uit als het loskomt.Carlos Camara en Juan Escobar

Kerstmis kan een nieuw gevaar met zich meebrengen als u uw geschenken verpakt – X-ray-emitting plakband.

onderzoekers aan de Universiteit van Californië, Los Angeles, hebben aangetoond dat het eenvoudig afpellen van gewone plakband in een vacuüm genoeg röntgenstralen kan genereren om een foto te maken van een van de vingers van de wetenschappers zelf (zie video’ s).

“op een gegeven moment waren we een beetje bang,” zegt Juan Escobar, een lid van het onderzoeksteam. Maar hij en zijn collega ‘ s realiseerden zich al snel dat de röntgenstralen alleen werden uitgezonden wanneer de kit in een vacuüm werd gebruikt. “We willen mensen niet bang maken voor het gebruik van Scotch tape in het dagelijks leven,” voegt Escobar toe.

dit soort energie die vrijkomt — bekend als triboluminescentie en gezien in de vorm van licht — treedt op wanneer een vaste stof (vaak een kristal) wordt verbrijzeld, gewreven of bekrast. Het is een lang bekend, maar enigszins mysterieus fenomeen, gezien door Francis Bacon in 1605. Hij merkte dat het krabben van een klomp suiker ervoor zorgde dat het licht uitstraalde.

de belangrijkste verklaring stelt dat wanneer een kristal wordt geplet of gesplitst, het proces scheidt tegengestelde ladingen. Wanneer deze ladingen worden geneutraliseerd, geven ze een uitbarsting van energie af in de vorm van licht.

al in 1953 suggereerde een team van wetenschappers in Rusland dat het afschilferen van plakband röntgenstralen produceerde. Maar” we waren zeer sceptisch over de oude resultaten”, zegt Escobar. Zijn team besloot toch naar het fenomeen te kijken, en vond dat röntgenstralen inderdaad werden afgegeven, in hoge energiepulsen.

wanneer de onderzoekers een klein plastic venster in hun vacuümkamer plaatsten, konden ze zelfs een röntgenbeeld van een vinger maken met behulp van een tandheelkundige röntgendetector. Hun resultaten worden gepubliceerd in Nature1.

Mechanoluminescent mysterie

“van de totale elektronontladingen maakt slechts één op de tienduizend röntgenstralen”, zegt Escobar. De energieën van de individuele röntgenpulsen, meestal een paar nanoseconden lang, zijn ongeveer 15 kiloelektronvolt.

de plakband kan zelfs helpen om een röntgenfoto van een menselijke vinger te maken.Carlos Camara, Juan Escobar en Seth Putterman

De energie van de röntgenfoto ‘ s is direct gerelateerd aan de hoeveelheid lading die zich ophoopt aan het oppervlak van de plakband. De wetenschappers berekenen dat deze lading tien keer groter was in hun studie dan normaal gezien in soortgelijke experimenten. “We weten niet precies waarom de tape zo zwaar is opgeladen”, zegt Escobar.

de plakband X-ray machine is ook verbijsterend anderen in het veld. “Je zou niet gedacht hebben dat zoveel van de mechanische energie eruit zou komen als röntgenstralen,” zegt Ken Suslick, een expert in mechanoluminescentie aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign. “De lijm op de tape is een amorfe vloeistof, niet kristallijn. Wat de overdracht van lading veroorzaakt, van elektronen of protonen, wat de accepterende en donorgroepen zijn – deze dingen zijn veel minder duidelijk.”

de onderzoekers suggereren dat de hoge ladingsdichtheid die wordt gegenereerd door het afpellen van de tape groot genoeg zou kunnen zijn om kernfusie op gang te brengen. Michael Loughlin, nucleair analist bij het internationale kernfusieexperiment ITER in Cadarache, Frankrijk, is sceptisch. Maar hij voegt eraan toe dat als hij ongelijk wordt bewezen, een systeem dat fusiereacties zou kunnen geven op de beweging van een schakelaar zou zeer nuttig zijn.Suslick is nu van plan om mechanoluminescente systemen waar hij in zijn lab aan heeft gewerkt, opnieuw te bekijken om naar röntgenstralen te zoeken. Ondertussen zijn Escobar en zijn collega ‘ s van plan om te kijken naar verschillende soorten lijm om te zien of ze hetzelfde effect krijgen.

maar de grootste uitdaging zal zijn om erachter te komen hoe het precies werkt, zegt Escobar. “Dat is de eerste op onze lijst.”