Organisch materiaal maakt snellere internet-verbindingen mogelijk

Internet 37.500 keer sneller dan met een normale adsl-lijn

Onderzoekers van de K.U.Leuven, Washington State University (Pullman, VS) en de Chinese Academy of Science (Beijing, China) hebben een nieuw organisch materiaal ontwikkeld en getest waarmee informatietransport via het internet 37.500 keer sneller kan dan met een klassieke adsl-lijn. Ze beschrijven hun onderzoeksresultaten in het januarinummer van het wetenschappelijke toptijdschrift Optic Letters.

De hoofdverbindingen voor het internet maken gebruik van optische kabels, terwijl de uiteindelijke verbinding met de gebruikers aan beide zijden van het netwerk via normale koperkabels plaats vindt. Een soort modem – een elektro-optische modulator (EOM) – zet de elektronische informatie van de computer om naar optische data.

De huidige EOM’s maken gebruik van anorganisch materiaal. Wetenschappers onderzoeken al lang de mogelijkheden van organisch materiaal, omdat dit veel lichtgevoeliger is. Bij optische technologie geldt immers: hoe sterker een materiaal op licht reageert, hoe sneller de informatieoverdracht.

Tot op heden presteren alle organische materialen die men heeft ontwikkeld ver onder de theoretische verwachtingen qua lichtgevoeligheid. Dat is de zogenaamde Kuzyk-gap. In 1999 ontdekte Mark Kuzyk, fysicaprofessor aan de Washington State University, de theoretische grens die organische materialen kunnen bereiken op het vlak van hun lichtgevoeligheid. In de praktijk bereikten zelfs de beste organische materialen bij tests nog altijd 30 keer minder lichtgevoeligheid dan wat Kuzyk theoretisch mogelijk achtte. Het nieuwe materiaal doorbreekt die magische grens.

Het nieuwe ontwerp is een organisch materiaal dat 50 procent sterker reageert op licht dan welke organische moleculen ook die ooit werden getest. Daardoor is het materiaal geschikt om te gebruiken in optische technologie, zoals snellere internetverbindingen of systemen voor grotere geheugenopslag. De nieuwe organische moleculen zijn gemaakt in China en werden getoetst aan de optische theorieën van professor Kuzyk. Ten slotte werden ze op hun daadwerkelijke optische prestaties en eigenschappen getest in het laboratorium van professor Koen Clays, professor aan het departement Chemie van de K.U.Leuven en adjunct-professor aan het Department of Physics and Astronomy van Washington State University.

Toen Mark Kuzyk in de zomer 2006 als gastprofessor in Leuven verbleef, publiceerde hij een theoretische richtlijn voor de ideale structuur van organische moleculen, opdat ze sterker op licht zouden reageren. Koen Clays was op dat moment materialen uit de hele wereld aan het testen op hun lichtgevoeligheid. Hij realiseerde zich dat een serie moleculen, geleverd door Yuxia Zhao van de Chinese Academy of Science helemaal beantwoordde aan de theoretische ontwerpcriteria die Kuzyk had beschreven. Bij uitvoerige tests bleek dat de organische moleculen uit China inderdaad een sterkere interactie met licht hadden dan ooit experimenteel werd waargenomen.

Het onderzoek is een revolutionaire doorbraak voor de mogelijkheden van informatietransport. Voor het eerst is men er in geslaagd om een organisch materiaal te ontwikkelen dat de beloftes van recordlichtgevoeligheid inlost. In een volgende stap gaan de onderzoekers een elektro-optische modulator (EOM) ontwikkelen met dit nieuwe organische materiaal en die testen op capaciteiten om snel en veel informatie via het internet te versturen.