IM20212NL

Nummer 2 2021

PIËZO-ELEKTRISCH HOUT: STROOM UIT HET PARKET SUPERMEMBRAAN DANKZIJ NIEUW PLASTIC ‘CERIUMMOLYBDAAT WERKT TEGEN COVID’ SCHONERE, GROENERE PLASTICS VAN VISAFVAL RECYCLEBAAR MEMBRAAN VAN BIOPLASTIC HIGHTECH MATERIALEN BIOLOGISCH TERUGWINNEN VAN TEXTIEL NAAR SUIKER EN WEER NAAR NIEUW TEXTIEL

INHOUD Innovatieve Materialen is een vak­ tijdschrift over ontwikkelingen op het gebied van duurzame, innovatieve materialen en/of de toepassing daarvan in bijzondere constructies.­ Innovatieve Materialen werkt nauw samen met Stichting MaterialDesign

Uitgeverij SJP Uitgevers

Postbus 861 4200 AW Gorinchem tel. (0183) 66 08 08 e-mail: info@innovatievematerialen.nl www.innovatievematerialen.nl

Hoofdredactie: Gerard van Nifterik

Advertenties

Drs. Petra Schoonebeek e-mail: ps@innovatievematerialen.nl Een digitaal abonnement in 2021 (6 uitgaven) kost € 40,70 (excl. BTW) KIVI-leden en studenten: € 25,- (excl. BTW) Een papieren abonnement in 2021 kost € 69,- (excl. BTW) Zie ook: www.innovatievematerialen.nl Niets uit deze uitgave mag worden verveelvuldigd en of openbaar worden door middel van herdruk, fotokopie, microfilm of op welke wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.

Innovatieve Materialen platform: Dr. ir. Fred Veer, prof. ir. Rob Nijsse (Glass & Transparency Research Group, TU Delft), dr. Bert van Haastrecht (M2I), prof. Wim Poelman, dr. Ton Hurkmans (MaterialDesign), prof.dr.ir.

Jos Brouwers, (Faculteit Bouwkunde, Leerstoel Bouwmaterialen, TU Eindhoven), prof.dr.ir. Jilt Sietsma, (4TU.HTM/ Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek & Technische Materiaalwetenschappen, 3mE); Kris Binon (Flam3D), Guido Verhoeven (Bond voor Materialenkennis/SIM Flanders, Prof. dr. ir. Christian Louter (Institut für Baukonstruktion Technische Universität Dresden).

2 Nieuws 12 De ‘gebreide’ weg

Wetenschappers van het Zwitserse materiaalonderzoeksinstituut Empa onderzoeken of ze met simpele middelen wegen kunnen construeren en na gebruik gemakkelijk kunnen recyclen. De truc: een robot en een paar meter touw, waarmee een weg als het ware wordt gebreid.

14 Piëzo-elektrisch hout: Stroom uit het parket

Onderzoekers van Empa en ETH Zürich hebben hout samendrukbaar gemaakt en het laten werken als een microgenerator. Als het wordt belast, wordt een elektrische spanning gegenereerd. Zo kan het hout als biosensor dienen of zelfs energie opwek­ ken.

18 Supermembraan dankzij nieuw plastic

UT-onderzoekers Ameya Krishna B, dr.ir. Saskia Lindhoud en prof. dr. ir. Wiebe de Vos (faculteit TNW/MESA+) ontwikkelden anionuitwisselingsmembranen uit een nieuw soort plastic (saloplastic). Met de techniek kunnen membranen worden gemaakt die uiterst stabiel zijn in extreme omstandigheden zoals een zeer hoge of lage pH. Dit maakt ze bruikbaar voor brandstofcellen of waterontzilting. Zij publiceerden hun werk begin maart in het wetenschappelijk tijdschrift Journal of Colloid and Interface Science.

20 ‘Ceriummolybdaat werkt tegen COVID’

Onderzoekers van het Tokyo Institute of Technology hebben in samenwerking met collega’s van het Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology en de Nara Medical University in Japan een materiaal ontwikkeld - ceriummolybdaat (γ-Ce2Mo3O13, kortweg CMO) - dat een hoge antivirale activiteit blijkt te vertonen tegen het coronavirus. De resultaten van het onderzoek werden eerder dit jaar gepu­ bliceerd in Materials Letters, onder de titel ‘Preparation of cerium molybdates and their antiviral activity against bacteriophage Φ6 and SARS-CoV-2’.

22 Schonere, groenere plastics van visafval

Conventionele polyurethanen worden gemaakt van ruwe olie en zijn niet erg milieu­ vriendelijk. Wetenschappers proberen daarom een veiliger, biologisch afbreekbaar alternatief te vinden; bijvoorbeeld op basis van afvalstromen zoals visafval: koppen, botten, huid en ingewanden die anders zouden worden weggegooid. Een team van Francesca Kerton, Ph.D. van de Memorial University of Newfoundland ontwikkel­ de een proces om visolie om te zetten in een polyurethaan-achtig polymeer. De onderzoekers presenteerden hun resultaten tijdens de voorjaarsbijeenkomst van de American Chemical Society (ACS) die in april 2021 online werd gehouden.

24 Recyclebaar membraan van bioplastic haalt olie uit water

Polymeerwetenschappers van de RUG en NHL Stenden hebben een plastic mem­ braan gemaakt van appelzuur, een natuurlijke stof. Van het appelzuur is van een zogenaamd super­amfifiele vitrimeer gemaakt, een polymeer dat is te gebruiken om water en olie van elkaar te scheiden. Het membraan is bovendien in zijn geheel te recyclen: wanneer de poriën ervan verstopt raken kan het plastic worden afgebro­ ken, waarna met de gezuiverde bouwstenen een nieuwe membraan is te maken. Het onderzoek werd op 7 maart gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Materials.

l

Omslag: Design PV modules, Lucerne University of Applied Sciences and Arts, pagina 8

INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

NIEUWS

Innovatieve hout-betonligger voor circulair viaduct Mobilis en ipv Delft werken aan de ont­ wikkeling van een circulair viaduct van houten liggers met een prefab toplaag van gerecycled beton. Het is een van de tien voorstellen binnen een SBIR-traject van Rijkswaterstaat. SBIR staat voor Strategic Business Innovation Research (SBIR) Circulaire Viaducten. De oproep van Rijkswaterstaat werd vorig jaar beantwoord door maar liefst 32 partij­ en, waarvan er tien inmiddels bezig zijn met haalbaarheidsstudies. Later dit jaar mogen drie partijen daadwerkelijk een prototype ontwikkelen.

Het hout-beton liggersysteem is een direct alternatief voor de huidige prefab betonnen liggers. Het systeem bestaat uit gelamineerde houten liggers met een rijdek van gerecycled beton. De liggers worden bij elkaar gehouden door deze aan elkaar af te spannen met dwarsvoor­ spanning. Uitkragende prefab betonnen

2 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

randelementen beschermen het hout tegen weersinvloeden, wat zorgt voor een zeer lange levensduur van honderd jaar.

MKI-reductie

Toepassing van het innovatieve modu­ laire systeem heeft aanzienlijke voorde­ len. Zo wordt een MKI-reductie van 40 procent behaald. De milieukostenindi­ cator (MKI) geeft de milieu-impact en schaduwkosten van een product weer.

De goede MKI-score dankt het systeem onder meer aan het gebruik van hout, een hernieuwbaar materiaal dat CO2 opneemt in plaats van uitstoot, en gerecycled beton. Het gewicht van een willekeurig viaduct zal circa 20 procent lager zijn, wat leidt tot materiaalreductie in de fundering. Daarnaast is het pro­ duct modulair en zijn de verschillende elementen na gebruik volledig van elkaar

te scheiden en opnieuw toepasbaar.

Bijkomend voordeel van het modulaire systeem is de korte uitvoeringstijd.

TBI-onderneming Mobilis en ipv Delft werken bij de ontwikkeling van hun versie van het circulaire viaduct nauw samen met ingenieursbureau Miebach (houten brugconstructie), Rutte Groep (gerecycled beton) en Heko Spanten (leverancier houtconstructie). ipv Delft> Mobilis>

NIEUWS

Coca-Cola werkt aan papieren fles Coca-Cola werkt samen met de Deense startup Paboco aan een 100 procent pa­ pieren fles. Volgens het bedrijf kan een papieren fles worden gerecycled zoals elke andere papiersoort en opent het bovendien een hele nieuwe wereld van verpakkingsmogelijkheden.

Het prototype van de eerste generatie zal volgens Coca Cola bestaan uit een papieren omhulsel met nog wel een kunststof sluiting en dito voering, beide van 100 procent gerecycled plastic. De volgende stap is om een papieren fles te maken zonder de plastic voering.

Papieren flessen moeten voldoen aan dezelfde strenge veiligheids- en kwa­ liteitsnormen als andere voedsel- en drankverpakkingen.

Het project bevindt zich nog in de beginfase, maar volgens Paboco heeft het de potentie om een belangrijke doorbraak te forceren op het gebied van circulariteit voor de industrie. Het kan een enorm potentieel blootleggen in de manier waarop verpakkingen worden ontworpen, geproduceerd en gebruikt door consumenten.

Het concept van papieren flessen komt voort uit de World Without Waste-stra­ tegie van Coca-Cola om tegen 2030 alle flesjes en blikjes die het bedrijf verkoopt, in te zamelen en te recyclen. Het bedrijf wil de hoeveelheid verpakkingsmateria­ len bovendien aanzienlijk terugdringen en alleen volledig recyclebare verpak­ kingsmaterialen gebruiken.

Coca Cola Company>

video

3 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

INNOVATIEVE MATERIALEN

Copr Bay Bridge

Foto’s: coprbayswansea

Op 8 maart werd in Swansea, Wales de opvallende Copr Bay Bridge geïnstal­ leerd: een goudkleurige brug met meer dan 2700 lasergesneden vormen. De brug over Oystermouth Road weegt 150 ton, is een kleine 12 meter breed, 49 meter lang en heeft 2.756 lasergesneden origami-vormen. Het kunstwerk werd ge­ maakt in opdracht van Swansea Council en is een belangrijk onderdeel van een groter project dat verbinding tussen de stad, de jachthaven en de kustzone moet verbeteren.

Copr Bay Bridge valt vooral op door haar esthetische uitstraling. Het patroon op de zijpanelen van de brug is ontworpen door de in Swansea geboren kunste­ naar Marc Rees in samenwerking met architect Acme (Londen). De brug is uit­ eindelijk gemaakt van 15 mm gebogen staalplaat. De iconische boog stabiliseert het slanke brugdek, dat is omsloten door staal met een patroon dat nog net een glimp biedt van het park van de kustzo­ ne. Tot nu toe was Oystermouth Road vooral toegankelijk voor auto’s, niet voor mensen. De brug moet nu als spring­ plank fungeren voor een groener en leefbaarder stadscentrum van Swansea.

Het stadscentrum van Swansea onder­ gaat momenteel een van de grootste stedelijke transformaties die op dit moment in het VK worden uitgevoerd. Er wordt £ 1 miljard geïnvesteerd in uitge­

4 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

breide projecten in de stad om Swansea te ontwikkelen tot een aantrekkelijke plaats om te wonen, werken, bezoeken en studeren in het land.

Verwacht wordt dat de brug in de twee­ de helft van dit jaar klaar zal zijn voor gebruik.

Meer bij coprbayswansea.com>

Video (Swansea Council)

Hét expertisecentrum voor materiaalkarakterisering.

Integer, onafhankelijk, objectief onderzoek en advies. ISO 17025 geaccrediteerd.

Wij helpen u graag verder met onderzoek en analyse van uw innovatieve materialen.

Bel ons op 026 3845600 of mail info@tcki.nl www.tcki.nl

TCKI adv A5 [ZS-185x124] Chemische analyse 14.indd 1

09-05-17 1

18-20 May Online Event renewable-materials.eu Organiser

nova-institute.eu

renewable-materials.eu

All renewable material solutions at one event: bio-based, CO2-based and recycled The Renewable Materials Conference will provide new advantages and synergies by establishing a meeting point for numerous cross-sectoral networking opportunities.

Day 1: • Renewable Chemicals and Building Blocks from Biorefineries, CCU and Chemical Recycling

Sponsors

21-04-16_RMC_InnovativeMaterialien_185x124.indd 1

Day 2: • Renewable Polymers and Plastics from Biomass, CO2 and Recycling • Innovation Award

Day 3: • Renewable Plastics and Composites • Packaging and Biodegradation

VOTE FOR Renewable Material of the Year 2021!

RENEWABLE MATERIAL OF THE YEAR 2021

ORGANISED BY

NOVA-INSTITUTE SPONSORED BY

COVESTRO

1

INNOVATION AWARD

16.04.21 08:50

INNOVATIEVE MATERIALEN

Ontwerp Florence Schölp, winnaar van de publieksprijs

Design PV modules Op gevels is genoeg ruimte om energie op te wekken. Fotovoltaïsche gevels zijn echter nog zeldzaam, ook al zijn er mogelijkheden genoeg om techniek en esthetiek te combineren. Als onderdeel van een wedstrijd ontwierpen studen­ ten van de Lucerne University of Ap­

Het winnende ontwerp van Lynn Balli

6 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

plied Sciences and Arts (HSLU) daarom fotovoltaïsche modules als designobjec­ ten voor een gevel van NEST. NEST is een modulair onderzoeks- en innovatiege­ bouw van Empa, het Zwitserse federale laboratorium voor materiaalkunde en technologie. Bij NEST worden nieuwe

technologieën, materialen en systemen getest, onderzocht, verder ontwikkeld en gevalideerd onder ‘echte’ omstandig­ heden.

De winnende projecten werden half februari bekend gemaakt.

In een evenement van twee weken

INNOVATIEVE MATERIALEN

Ontwerp Laura Schor

werkten studenten en docenten van het Department of Design and Art samen met docenten van het Department of Engineering and Architecture aan het ontwerp van PV-modules voor het mo­ dulaire onderzoeks- en innovatiegebouw NEST in Dübendorf.

Aan het einde van de workshop waren er twee selectieprocessen op een open­ baar online evenement om de beste projecten te belonen. In de eerste plaats was er een publieksprijs: deelnemers mochten hun eigen winnende project

kiezen via online stemmen. Het winnen­ de project van de online stemming ging naar Florence Schöb met haar ontwerp ‘Networked’.

Daarnaast wees een professionele jury de officiële winnaar aan. ‘Glasklar’ van Lynn Balli werd uitgeroepen tot het win­ nende ontwerp door de jury, afkomstig van Empa, HSLU en Zug Estates. ‘Een elegante highlight van de dynamiek van glas en de succesvolle implementatie met acht individuele kunstwerken,’ oor­ deelde de jury.

Het PV-module-ontwerp van Lynn Balli wordt in de zomer van 2021 op de gevel van NEST geïnstalleerd.

Prof. Dr. Stephen Wittkopf Tel. +41 41 349 36 25 stephen.wittkopf@hslu.ch Meer info bij HSLU > Meer over NEST>

Het winnende ontwerp van Lynn Balli, gevisualiseerd op het NEST gebouw

7 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

NIEUWS

3D-geprinte ‘iglo’ van PET-afval

In de Grofsmederij op het RDM-terrein in Rotterdam is de eerste 3D-geprinte werkruimte in gebruik genomen. De werkruimte is geprint met PET-afval uit de (haven)industrie in De Werkplaats op M4H. De zogenaamde R-IGLO is in opdracht van Royal3D ontworpen door the ArchiTech Company. Samen met lokale ondernemers gaat het Havenbe­ drijf Rotterdam op zoek naar duurzame ontwikkelingen. De R-IGLO is daar een mooi voorbeeld van.

De letter R staat voor Reusable, Recy­ cled, Rotterdam en Royal3D. The Archi­ Tech Company ontwierp de vorm en het kenmerkende patroon. De constructie bestaat uit flexibel toe te passen ele­ menten van verschillende formaten. Het modulaire karakter zorgt ervoor dat de losse delen gemakkelijk te vervoeren en op te bouwen zijn, en worden hierdoor ook makkelijk gedemonteerd of opge­ slagen.

8 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

NIEUWS

Rotterdam Makers District Het Rotterdam Makers District bestaat uit M4H Rotterdam en RDM Rotterdam. In het Rotterdam Makers District vestigen ondernemers en kennisinstellingen die werken aan uitvindingen voor de nieuwe eco­ nomie. Jongeren maken hier kennis met techniek. Nieuwe technologie­ ën kunnen ontstaan door nieuwe, soms spontane samenwerkingen en worden op locatie getest en toe­ gepast. Het gebied is voor de hele regio de kraamkamer, proeftuin én etalage voor de nieuwe economie.

Collectiviteit vormt hierbij de basis voor circulariteit: kennis, ruimte en stromen worden in fysieke en digita­ le netwerken gedeeld.

Foto’s: Port of Rotterdam/YouTube

3D-printer

De R-IGLO is geprint van recycled PET­ materiaal uit de Rotterdamse haven, versterkt met 30 procent glasvezel. Met de Continuous Fibre Additive Manufac­ turing (CFAM) printer van Royal3D in De Werkplaats in M4H, kan er op industriële schaal worden geprint. De machine print minimaal 15 kg per uur en kan objecten met een omvang van 4 x 2 x 1,5 meter printen. Met CFAM wordt er continue vezel toegevoegd aan het printmateriaal, waardoor de materiaalsterkte en -stijf­ heid aanzienlijk toeneemt.

De R-IGLO is een pilotproject van Haven­ bedrijf Rotterdam dat nu is toegepast en wordt getest in de Grofsmederij op het RDM terrein in Rotterdam. Havenbedrijf Rotterdam is als beheerder verantwoor­ delijk voor alle vastgoed op RDM.

den op locatie getest en toegepast. Het gebied is voor de hele regio de kraam­ kamer, proeftuin en etalage voor de nieuwe economie. Collectiviteit vormt hierbij de basis voor circulariteit: kennis, ruimte en stromen worden in fysieke en digitale netwerken gedeeld.

Meer over de PET iglo>

video

Rotterdam Makers District

Het Rotterdam Makers District bestaat uit M4H Rotterdam en RDM Rotterdam.

In het Rotterdam Makers District vesti­ gen ondernemers en kennisinstellingen die werken aan uitvindingen voor de nieuwe economie. Jongeren maken hier kennis met techniek. Nieuwe techno­ logieën kunnen ontstaan door nieuwe, soms spontane samenwerkingen en wor­

9 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

MAKE IT MATTER

MAKE IT MATTER De rubriek MAKE IT MATTER wordt in samenwerking met MaterialDistrict (MaterialDistrict.com) samengesteld. In deze rubriek worden opvallende, en/of interessante ontwikkelingen en innovatieve materialen uitgelicht.

Stack3D metselrobot Startup Stack3D heeft een metselrobot ontwikkeld die archi­ tecten vormvrijheid geeft bij het ontwerpen van prefab metsel­ werk. Hierdoor kan geïndustrialiseerde bouw worden voorzien van prefab metselwerk in iedere denkbare vorm. Het stapelt stenen in verschillende, vooraf bepaalde patronen. Volgens de producent maakt de nieuwe metselrobot het mogelijk om een complex digitaal ontwerp, volledig digitaal te kunnen produce­ ren.

Meer bij MaterialDistrict>

Circulaire tapijten Studio Wae produceert circulaire modulaire tapijttegels. Deze tegels zijn gemaakt van materiaal afkomstig van tegels met fa­ bricagefouten of overschot, aangeleverd door de drie grootste tapijtenproducenten van Nederland. Deze tegels zijn samen­ gesteld met 100 procent productieafval. Daardoor zijn er geen nieuwe grondstoffen nodig wat een gunstig effect heeft op de CO2-footprint.

De ontwerpen zijn geïnspireerd op M.C. Esher.

Meer bij MaterialDistrict>

Van plastic tasjes naar koel textiel Onderzoekers van MIT ontwikkelden zelfkoelende textiele vezels van polyetheen, een materiaal dat veel wordt gebruikt voor plastic zakken. Polyetheen (PE) is dun, licht van gewicht en laat warmte door in plaats van het vast te houden. Nadeel is dat het materiaal ook vocht en zweet vasthoudt. De we­ tenschappers hebben nu een manier bedacht om polyetheen zwak hydrofoob te maken en watermoleculen aan het opper­ vlak af te stoten. De vezels werden vervolgens gebundeld om weefbaar te maken.

Meer bij MaterialDistrict>

10 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

MAKE IT MATTER MultiTexPro Egaliserend, geluidswerend en isolerend behang. De eerste twee lagen van de innovatieve MultiTexPro wandbekleding egaliseren eventuele oneffenheden van de wand tot 4 mm. De textiele toplaag zorgt voor een strakke afwerking. De dikte van het materiaal remt geluidsgolven en isoleert de ruimte.

Meer bij MaterialDistrict>

Meer met kurk Earthkweek ontwikkelde een groen daksysteem op basis van de geëxpandeerde kurk van Pro Suber. Daarmee helpt het materiaal de temperatuur van de stad te verlagen en het effect van korte maar hevige regenval te temperen. Door gebruik te maken van het op kurk gebaseerde systeem ontstaat er volgens de producent een verkoelend effect in de zomer en een extra laag met isolerend vermogen die de stookkosten in de winter verlaagt.

Meer bij MaterialDistrict>

Muurpaneel met kern van vlas Faay is een Nederlands familiebedrijf met 45 jaar ervaring op het gebied van scheidingswanden en verlaagde plafonds. Ze vervaardigen ongeveer 1.000 panelen per dag. Faay wand­ panelen hebben een vaste kern van ingeklemd vlasvezel. De milieu-impact van de productie van vlas is laag. Vlas neemt namelijk tijdens de groei CO2 op en zet het om in zuurstof en het heeft een lage energie-inhoud tijdens het verwerkingspro­ ces waardoor de impact op het milieu laag is.

Meer bij MaterialDistrict>

BetaWare Voor haar masterscriptie aan de Bauhaus-Universität Weimar ontwikkelde de Duitse ontwerper Lara Weller een plantaar­ dig en composteerbaar materiaal - BetaWare - gemaakt van suikerbietenafval en melasse dat kan worden verwerkt met behulp van bestaande verwerkingstechnieken. Als proof-of­ concept zijn zes producten ontworpen om te laten zien dat BetaWare op verschillende manieren kan worden toegepast.

Elk product is vervaardigd met behulp van verschillende pro­ cessen, zoals frezen, zagen, boren, gieten en persen.

Meer bij MaterialDistrict>

11 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

NIEUWS

De ‘gebreide’ weg Wetenschappers van het Zwitserse materiaalonderzoeksinstituut Empa onderzoeken of ze met simpele middelen wegen kunnen construeren en na gebruik gemakkelijk kunnen re­ cyclen. De truc: een robot en een paar meter touw, waarmee een weg als het ware wordt gebreid.

Het idee om objecten te construeren met een robot, stenen en touw komt voort uit een kunst- en onderzoekspro­ ject van het Gramazio Kohler Resear­ chlab aan de ETH Zürich. Hij bouwde ge­ stapelde pilaren, met touw en grind. Het project toonden aan dat een uitstekende stabiliteit kan worden bereikt door het grind met een draad te versterken zonder cement als bindmiddel. Labora­ toriumtests toonden aan dat grindpijlers met een hoogte van 80 cm en een dia­ meter van 33 cm bestand zijn tegen een druk van 200 kN, wat overeenkomt met een belasting van 20 ton. De techniek werd een paar jaar geleden gedemon­ streerd in het Rock Print Pavilion in het Gewerbemuseum in Winterthur, Zwitser­ land. Het paviljoen werd gebouwd met dertig ton losse stenen, 120 kilometer touw - en een bouwrobot.

Een soortgelijke techniek wordt nu gebruikt om wegen aan te leggen. Asfalt bestaat ook uit stenen van verschillende groottes en een bindmiddel, bitumen.

Martin Arraigada en Saeed Abbasion van

12 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

Het Rock Print Pavilion in het Gewerbemuseum in Winterthur, Zwitserland 2018. Het paviljoen werd gebouwd met dertig ton losse stenen, 120 kilometer touw - en een bouwrobot

NIEUWS Deze belastingtest toont aan dat door de afzonderlijke grindstenen met de draad te verstrengelen, het pakket een druk van 5 kN - een halve ton - kan weerstaan zonder dat de stenen veel bewegen.

Binnenkort zullen dynamische belasting­ tests met roldruk worden uitgevoerd, vergelijkbaar met de extreme omstan­ digheden die wegverhardingen moeten doorstaan.

Parallel aan hun laboratoriumexperi­ menten modelleren de onderzoekers alles in 3D op de computer met behulp van de Discrete Element Method (DEM).

Dit zou meer inzicht moeten geven in de verplaatsing van individuele stenen en de trekkrachten die op de draad werken - iets dat in het laboratorium niet kan worden onderzocht. Daarnaast worden ook verschillende patronen en maas­ wijdtes en hun effecten op de stabiliteit van de verharding nader onderzocht.

Meer bij Empa> Illustraties: Empa De robotarm legt het ‘breipatroon’ uit over de stenen. Empa-onderzoekt verschillende patronen in een aantal testreeksen (Afbeelding: Empa)

Empa’s ‘Concrete & Asphalt’ lab paste dit concept toe op de wegenbouw.

Volgens ETHZ heeft een draad-versterkt wegdek geen bitumen nodig en dat heeft een aantal voordelen. Bitumen wordt gewonnen uit ruwe olie, waarbij luchtverontreinigende stoffen vrijkomen, zowel tijdens de productie als ook later tijdens het gebruik. Bovendien is asfalt vatbaar voor scheurvorming en vervor­ ming en bovendien ondoordringbaar voor regenwater. Ook dat probleem zou kunnen worden overwonnen. Voordeel is bovendien dat het een volledig recy­ clebare bestrating oplevert.

De Empa-onderzoekers bouwden ver­ schillende experimentele opstellingen om oplossingen voor die problemen te onderzoeken. De robotarm speelt daarbij een centrale rol. De robot legt de draad in een geprogrammeerd patroon op de op elkaar gestapelde lagen grind.

Voor de mechanische testen worden vijf van deze lagen grind en draad op elkaar gelegd in een testopstelling, waarbij de bodem van de box bedekt is met een rubberen mat die het hele pakket aan de grond verankert. Deze opzet simuleert de vervormbare ondergrond waarop de

bestrating wordt aangebracht.

Het grinddraadpakket is vervolgens onder druk gezet met een roterende plaat waarna twee tests werden uitge­ voerd: één met een met touw gewapend stenen pakket; en een ander zonder.

Video

Proefopstelling van Gramazio Kohler Researchlab aan de ETH Zürich

13 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

INNOVATIEVE MATERIALEN

Piëzo-elektrisch hout:

Stroom uit het parket

Onderzoekers van Empa en ETH Zürich hebben hout samendrukbaar gemaakt en het laten werken als een microgenerator. Als het wordt belast, wordt een elektrische spanning gege­ nereerd. Zo kan het hout als biosensor dienen of zelfs energie opwekken.

Het onderzoek van Ingo Burgert en zijn team bij Empa en ETH Zürich heeft tot doel de bestaande eigenschappen van hout zo te veranderen dat het geschikt is voor totaal nieuwe toepassingsgebie­ den. Zo hebben ze inmiddels al hoog­ waardig, waterafstotend en magneti­ seerbaar hout ontwikkeld (Innovatieve Materialen nummer 6 2020). Nu heeft het team in samenwerking met de Empa-onderzoeksgroep van Francis Schwarze en Javier Ribera een eenvou­ dig, milieuvriendelijk proces ontwikkeld om elektriciteit op te wekken uit een soort houtspons. De resultaten van hun onderzoek werden afgelopen maart gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances onder de titel ‘Enhanced mechanical energy conversion with selectively decayed wood.’

Piëzo-elektrisch

Om elektriciteit uit hout op te wekken, is een piëzo-elektrisch effect nodig. Piëzoelektriciteit betekent dat een elektrische spanning wordt opgewekt door de elas­ tische vervorming van vaste stoffen. Dit

14 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

Slechts een minimale hoeveelheid druk kan elektrische spanning in de houtspons opwekken (Afbeelding: ACS Nano/Empa)

INNOVATIEVE MATERIALEN

Werking van een piëzo-elektrische nanogenerator. Nadat de stijve houten structuur is opgelost, blijft er een flexibel cellulosenetwerk over. Wanneer dat wordt samengedrukt, worden ladingen gescheiden, waardoor een elektrische spanning wordt opgewekt (Afbeelding: ACS Nano/Empa)

fenomeen wordt bijvoorbeeld gebruikt in sensoren die een ladingssignaal gene­ reren, bijvoorbeeld wanneer een mecha­ nische belasting wordt toegepast. Voor dergelijke sensoren worden echter vaak piëzomaterialen gebruikt die ongeschikt zijn voor gebruik in biomedische toe­ passingen, zoals loodzirkonaattitanaat (PZT), dat niet op de menselijke huid kan worden gebruikt vanwege het lood dat het bevat. Om soortgelijke reden heeft PZT eveneens milieunadelen.

Benutting van het natuurlijke piëzo­ -elektrische effect van hout zou in dat verband interessant kunnen zijn. Sterker nog, wellicht zou het piëzo-effect van hout ook gebruikt kunnen worden voor duurzame energieproductie.

Maar om zo ver te komen, moet hout de juiste eigenschappen krijgen. Zonder speciale behandeling is hout niet flexibel genoeg. Daardoor wordt bij blootstelling aan mechanische belasting slechts een zeer lage elektrische spanning opge­ wekt.

Spons

Jianguo Sun, een promovendus in het team van Burgert, gebruikte een che­ misch proces dat de basis vormt voor verschillende ‘verfijningen’ van hout dat het team de afgelopen jaren heeft ont­ wikkeld: delignificatie: het verwijderen van lignine uit de houtstructuur. Houten celwanden bestaan uit drie basismateri­ alen: lignine, hemicellulose en cellulose.

Van deze drie componenten heeft lignine de functie om het hout stevigheid te geven.

Om hout te modificeren tot een mate­ riaal dat gemakkelijk vervormbaar is, moet lignine op zijn minst gedeeltelijk worden verwijderd. Dit wordt gedaan door hout met een mengsel van wa­ terstofperoxide en azijnzuur te behan­ delen. In dit zuurbad wordt de lignine opgelost, waardoor een raamwerk van celluloselagen overblijft. De resulterende witte houten spons bestaat uit op elkaar liggende, dunne lagen cellulose die ge­ makkelijk samen kunnen worden geperst

en vervolgens weer kunnen uitzetten tot hun oorspronkelijke vorm. Hout is op die manier elastisch geworden.

Elektriciteit van de houten vloer Het team van Burgert onderwierp de testkubus van 1,5 cm aan ongeveer 600 belastingscycli. Het materiaal vertoonde een verbazingwekkende stabiliteit. Bij elke compressie maten de onderzoe­ kers een spanning van rond de 0,63V, genoeg voor een toepassing als sensor.

In verdere experimenten probeerde het team hun houten nanogeneratoren op te schalen. En met succes. Ze konden bijvoorbeeld aantonen dat 30 van dergelijke houten blokken, wanneer ze parallel met het lichaamsgewicht van een volwassene worden geladen, een eenvoudig LCD-scherm konden verlich­ ten. Het zou daarom denkbaar zijn om een houten vloer te ontwikkelen die de energie van mensen die erop lopen, kan omzetten in elektriciteit.

De onderzoekers testten ook de ge­

Nanogenerator. Nadat de stijve houtstructuur (links) is opgelost met een zuur, blijven er flexibele celluloselagen over (midden en rechts). Wanneer ze tegen elkaar worden gedrukt, worden verschillend geladen gebieden verplaatst, waardoor het oppervlak van het materiaal elektrisch wordt geladen (Afbeelding: ACS Nano/Empa)

15 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

INNOVATIEVE MATERIALEN

Scanning-elektronenmicroscopie (SEM) beelden van balsahout (links) en gedelignificeerd hout illustreren de structurele veranderingen (Afbeelding: ACS Nano/Empa)

schiktheid als druksensor op de mense­ lijke huid en ontdekten dat zulke hout­ sensoren bruikbaar zijn in biomedische toepassingen.

Het onderzoek dat wordt beschreven in de laatste publicatie van het Empa-ETH­ team gaat nog een stap verder. Doel van de onderzoekers was ook om het proces zodanig te wijzigen dat er geen agres­ sieve chemicaliën nodig zijn. De onder­ zoekers vonden een geschikte kandidaat die de delignificatie kon uitvoeren in de

vorm van een biologisch proces in de na­ tuur: de schimmel Ganoderma applana­ tum, die in de natuur verantwoordelijk is voor witrot in hout. De schimmel blijkt lignine en hemicellulose in het hout heel voorzichtig af te breken en het proces kan in het laboratorium prima worden gecontroleerd.

Voordat het ‘piëzo’ hout kan worden gebruikt als sensor of als houten vloer die elektriciteit opwekt, moet er volgens de onderzoekers nog een aantal stappen

WE KUNNEN NIET ZONDER NATUUR Word nu lid op natuurmonumenten.nl en ontvang 4 x per jaar het magazine Puur Natuur

16 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

worden gezet. Maar de voordelen van zo’n eenvoudig en tegelijkertijd her­ nieuwbaar en biologisch afbreekbaar piëzo-elektrisch systeem liggen voor de hand en worden nu door Burgert en zijn collega’s onderzocht in vervolgprojecten.

En om de technologie aan te passen voor industriële toepassingen, zijn de onderzoekers momenteel in gesprek met mogelijke samenwerkingspartners.

Empa>

ONDERZOEK

Koperschuim voor duurzame herbruikbare COVID-maskers Tijdens de COVID-19-pandemie zijn mensen gewend geraakt aan het dragen van gezichtsmaskers, maar veel van die maskers zijn kwetsbaar en niet makkelijk te desinfecteren. De meeste huidige COVID-filtersystemen zijn bovendien vaak gebaseerd op glasvezel, minieme koolstofnanobuisjes en/of polypropyl­ eenvezels en die materialen hebben nadelen. Ze zijn bijvoorbeeld niet duur­ zaam genoeg om herhaalde ontsmet­ tingsprocedures te ondergaan, terwijl sommige helemaal niet kunnen worden gereinigd, wat leidt tot grote hoeveel­ heden afval. Maar er lijkt een alternatief te zijn. Onlangs hebben onderzoekers een metaalschuim ontwikkeld met microscopisch kleine poriën die sterker en beter bestand zijn tegen vervorming, oplosmiddelen, hoge temperaturen en druk. Metaalschuimen zijn duurzaam en hun kleine poriën en grote oppervlakken wijzen erop dat ze micro-organismen effectief zouden kunnen filteren.

Onderzoekers van Georgetown Univer­ sity (Washington) en de University of California (Davis) hebben onderzocht of koperschuim inderdaad zo’n rol zou kunnen spelen. Ze gebruikten elek­

trodepositie om nanodraden in een 3D-structuur te fabriceren. Een tweede koperlaag werd toegevoegd om het ma­ teriaal verder te versterken. Tests wezen vervolgens uit dat het koperschuim ook onder druk en bij hoge luchtsnelheden zijn vorm behield, wat iets zegt over de duurzaamheid en reinigbaarheid, bijvoorbeeld met perslucht. Het team ontdekte verder dat de metaalschui­ men een uitstekende filtratie-efficiëntie

bleken te hebben voor deeltjes met een grootte van 0,1-1,6 µm, wat relevant is voor het uitfilteren van SARS-CoV-2.

Hun meest effectieve materiaal was een 2,5 mm dikke versie, met 15 volumepro­ cent koper. Dit schuim hield 97 procent van verstoven aerosolen (0,1-0,4 µm) tegen. Volgens de berekeningen van het team was het ademend vermogen van hun schuimen vergelijkbaar met dat van in de handel verkrijgbare polypropyleen N95-gezichtsmaskers.

Het metaalschuim bleek verder goed te reinigen, is recyclebaar en goedkoop. De onderzoekers schatten dat de materialen momenteel ongeveer $ 2 per masker zouden kosten, en dat desinfectie en hergebruik hun levensduur zouden verlengen, waardoor ze economisch concurrerend zouden zijn met de huidige producten.

Het onderzoek werd in maart van dit jaar gepubliceerd in ACS’ Nano Letters onder de titel ‘Efficient and Robust Metallic Nanowire Foams for Deep Submicrome­ ter Particulate Filtration.’

De samenvatting is online> Meer bij de ACS>

17 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

INNOVATIEVE MATERIALEN

Supermembraan dankzij nieuw plastic UT-onderzoekers Ameya Krishna B, dr.ir. Saskia Lindhoud en prof. dr. ir. Wiebe de Vos (facul­ teit TNW/MESA+) ontwikkelden anionuitwisselingsmembranen uit een nieuw soort plastic (saloplastic). Met de techniek kunnen membranen worden gemaakt die uiterst stabiel zijn in extreme omstandigheden zoals een zeer hoge of lage pH. Dit maakt ze bruikbaar voor brandstofcellen of waterontzilting. Zij publiceerden hun werk begin maart in het weten­ schappelijk tijdschrift Journal of Colloid and Interface Science.

Schoon, drinkbaar water is altijd een van de belangrijkste bronnen voor de mens geweest om te overleven. Het is dan ook niet gek dat een groeiend tekort aan water in de afgelopen eeuw een grote zorg is geworden. Wereldwijd spannen onderzoekers zich in om dit probleem op te lossen, onder meer door nieuwe tech­ nologieën te ontwikkelen om drinkbaar water te maken.

Een van deze technologieën is elektrodi­

18 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

alyse voor de ontzilting van zeewater of brak water. Deze techniek vereist een io­ nenuitwisselingsmembraan dat selectief de ionen uit waterig zout doorlaat, maar tegelijkertijd het water zelf tegenhoudt.

Deze membranen produceren is nog een uitdaging en leidt vaak tot dure mem­ branen die niet stabiel zijn in extreme omgevingen met een zeer hoge of een zeer lage pH.

Nieuwe techniek

De onderzoekers vonden een techniek die de problemen van de commercieel gebruikte ionenuitwisselingsmembranen kan oplossen door een zogenaamde saloplast maken. Bij het mengen van bepaalde positief en negatief geladen polymeren in water konden ze al een poly-elektrolyt complex (PEC) maken dat het best kan worden omschreven als een mozzarella-achtige bol van plastic. Het

INNOVATIEVE MATERIALEN

Het nieuwe proces van hittepersen van het polyelektrolyt complex leidt tot een transparant membraan met een hoge dichtheid

grootste probleem bleef de eenvoudi­ ge verwerking van dit complex tot een bruikbaar membraan.

Hittepers

het materiaal zichzelf in zout water. Vol­ gens de onderzoekers zou het hiermee duurzame membraan van de toekomst kunnen zijn.

Het onderzoek is gedaan in het cluster Membrane Science and Technology (MST; Faculteit TNW / MESA+) en de Molecular Nanofabrication groep (MNF; Faculteit TNW / MESA+). Het artikel ‘Hotpressed polyelectrolyte complexes as novel alkaline stable monovalent-ion selective anion exchange membranes’, van Ameya Krishna B, dr.ir. Saskia Lind­ houd en prof. dr. ir. Wiebe de Vos is eer­ der dit jaar gepubliceerd in de Journal of Colloid and Interface Science.

(DOI: 10.1016/j.jcis.2021.02.077) Het artikel online> Tekst Universiteit Twente>

Na onderzoek van verschillende tech­ nieken vonden de onderzoekers dat hittepersen de hoogste kans van slagen had. Bij dit proces wordt de PEC in een mal geplaatst die in een hittepers wordt geplaatst. In het begin sluit de pers zon­ der extra druk en warmt op tot een tem­ peratuur van 80 °C. Na ongeveer twintig minuten, wanneer het materiaal deze temperatuur heeft bereikt, verhoogt de druk tot tweehonderd bar, vergelijkbaar met de druk ongeveer twee kilometer onder water.

Transparante film

De PEC houdt deze omstandigheden vijf minuten vast. Daarna koelt het materiaal af tot 25 °C. Het hele proces duurt onge­ veer een uur, veel minder dan bij andere gebruikte technieken die tot enkele dagen kunnen duren.

Het eindproduct is een transparante film met hoge dichtheid. Het plastic uit Twen­ te is stevig en flexibel en volledig dicht tot op de nanometerschaal. Bovendien is het proces volledig schaalbaar met uit­ stekende controle over de grootte, dikte en structuur van het membraan.

Toepassingen

Naast ontzilting kan het membraan ook op veel andere manieren worden ge­ bruikt. De stabiliteit bij zeer hoge en lage pH-waarden maakt het geschikt voor brandstofcellen. Ook hangt het relatief eenvoudige productieproces niet af van organische oplosmiddelen, en repareert

Het eindproduct, een transparante film met hoge dichtheid

19 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

INNOVATIEVE MATERIALEN

‘Ceriummolybdaat werkt tegen COVID’ Onderzoekers van het Tokyo Institute of Technology hebben in samenwerking met collega’s van het Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology en de Nara Medical Univer­ sity in Japan een materiaal ontwikkeld - ceriummolybdaat (γ-Ce2Mo3O13, kortweg CMO) - dat een hoge antivirale activiteit blijkt te vertonen tegen het coronavirus. De resultaten van het onderzoek werden eerder dit jaar gepubliceerd in Materials Letters, onder de titel ‘Prepa­ ration of cerium molybdates and their antiviral activity against bacteriophage Φ6 and SARS­ -CoV-2’ De coronaviruspandemie heeft duidelijk gemaakt dat het niet alleen belangrijk is om vaccins te ontwikkelen, maar dat ook nieuwe, innovatieve materialen met antivirale eigenschappen een belangrijke rol kunnen spelen bij het indammen van het virus.

Conventionele anorganische antimicrobiële materialen worden vaak bereid met metalen zoals koper of fotokatalysatoren zoals titaniumdioxide. Materialen op basis van metalen kunnen echter last hebben van corrosie en de effecten van fotokataly­ satoren zijn meestal beperkt tot gebruik in donkere omstandig­ heden.

Het onderzoeksteam onder leiding van Akira Nakajima van de afdeling Material Science and Engineering van het Tokyo Institute of Technology bedacht een nieuw type antiviraal ma­ teriaal dat die nadelen niet heeft. Het team combineerde een relatief goedkoop zeldzaam aarde-element cerium (Ce) met molybdeen (Mo), dat bekend staat om zijn antibacteriële effec­

20 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

Scanning electronen microscoop-opname van CMO poeder

INNOVATIEVE MATERIALEN ten. De onderzoekers maakten twee soorten ceriummolybdaat van (Ce2Mo3O12 en γ-Ce2Mo3O13), dat ze in poedervorm wisten te fabriceren. Beide poeders vertoonden antivirale activiteit.

Vooral γ-Ce2Mo3O13 bleek ook een hoge antivirale activiteit te hebben tegen SARS-CoV-2, het virus dat COVID-19 veroor­ zaakt.

Na vier uur verminderde het CMO-poeder het niveau van coronavirus tot minder dan 1/10.000 van het oorspronkelijke niveau.

De onderzoekers concludeerden dat de combinatie van cerium met het molybdaat-ion plus het specifieke oppervlak sleutel­ factoren waren die voor de waargenomen antivirale activiteit zorgden.

Om de gewenste CMO-poedermonsters te verkrijgen met een bijna monokristallijne structuur, voerde het team een groot aantal proefexperimenten uit. De onderzoekers verwachten dat als CMO in massa wordt geproduceerd, het kan worden gebruikt in een breed scala aan materialen, zoals harsen, papier, dunne films en verven. Dat zou de mogelijkheid ope­ nen om CMO-coatings te gebruiken voor oppervlakken met intensief contact, zoals deurgrepen, riemen in voertuigen, lift­ knoppen en roltrapbanden, op muren, tegels en ramen, maar vooral ook in alledaagse voorwerpen zoals smartphones en

Schematische weergave van het effect van CMO op COVID

kleding. De onderzoekers verwachten dat het ontwikkelen van toepassingen voor oog- en gezichtsartikelen, zoals brillen en maskers, wat langer kan duren, maar zeker in het verschiet ligt.

Tokyo Institute of Technology> Het artikel ‘Preparation of cerium molybdates and their antiviral activity against bacteriophage Φ6 and SARS-CoV-2’ (DOI : 10.1016/j.matlet.2021.129510) is online>

Kunststoffenbeurs 2021: voorbereidingen in volle gang De voorbereidingen voor de 22e editie van de Kunststoffenbeurs, die op 15 en 16 september 2021 in de Brabanthallen te ’s-Hertogenbosch plaatsvindt, zijn in volle gang. Organisator Mikrocentrum is optimistisch over de vooruitzichten en kijkt ernaar uit om de Kunststof- en rubberindustrie weer bij elkaar te brengen.

De ontwikkelingen en technologische innovaties binnen de Kunststof- en rubberindustrie hebben de afgelopen twee jaar niet stil gestaan. De komende editie zet daarom de technisch waardevolle kant van kunststof en rubber centraal en belicht actuele thema’s als: nieuwe materialen, machines en machinebouw, kostprijs-besparing, optimalisatie van productieprocessen, productontwikkeling, duurzaamheid, recycling, biobased technologieën, reshoring en smart industry.

Deze thema’s komen niet alleen terug in het uitgebreide congresprogramma en bij de exposanten maar worden ook getoond op het machineplein en diverse andere themapleinen.

Zo is er onder andere een Education Area, Rethink Expo, Belgisch Kennispaviljoen en een Wall of Fame.

Een van de speciale themapleinen die tijdens de

Kunststoffenbeurs te bezoeken is, is de Rethink Expo door Federatie NRK en PlasticsEurope. Het Rethink initiatief werd tijdens voorgaande edities al uitvoerig belicht en toont ook deze editie haar kennis en visie op maatschappelijke discussies en de betrokkenheid van de Kunststof- en rubberindustrie. Op de Rethink Expo ontdekken bezoekers hoe de branche op een innovatieve manier continu werkt aan de verduurzaming, veiligheid en kwaliteit van haar activiteiten en producten.

Eerste sprekers congresprogramma zijn bekend

Zo’n zes maanden voor de Kunststoffenbeurs plaatsvindt, kan de organisatie al de eerste vier sprekers en de onderwerpen die zij belichten bekendmaken: • Peter Albers, ASML - Kleiner, schoner en nauwkeuriger • Johan Paules, Deceuninck - Gebruik van Post-Consumer-PVC in onze nieuwe systemen • Frederik Desplentere, KU Leuven - Processtabiliteit met recyclaat • Marc van Heck, Niko – Quick Response Manufacturing in een spuitgietproces

Nieuw op de Kunststoffenbeurs is de toevoeging van een partnerland. Voor de komende editie staat België centraal.

Internationale Meet & Match

Evenals voorgaande edities organiseert Enterprise Europe Network in samenwerking met Mikrocentrum en RVO.nl een internationale Meet & Match tijdens de Kunststoffenbeurs.

Het doel van het Meet & Match event is het vinden van relevante contacten en het uitbreiden van het netwerk te faciliteren.

Meer informatie> Kunststoffenbeurs.nl

Kunststoffenbeurs 2021 15 en 16 september ‘s-Hertogenbosch

21 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

INNOVATIEVE MATERIALEN

Schonere, groenere plastics van visafval Polyurethanen zijn bijna overal. Ze worden toegepast in schoenen, kleding, koelkasten en bouwmaterialen. Maar het veelzijdige materiaal heeft ook nadelen. Conventionele polyu­ rethanen worden gemaakt van ruwe olie en zijn niet erg milieuvriendelijk. Wetenschappers proberen daarom een veiliger, biologisch afbreekbaar alternatief te vinden; bijvoorbeeld op basis van afvalstromen zoals visafval: koppen, botten, huid en ingewanden die anders zouden worden weggegooid. Polyurethaan op basis van visolie zou kunnen voorzien in de enorme behoefte aan duurzamere kunststoffen. Een team van Francesca Kerton, Ph.D. van de Memorial University of Newfoundland ontwikkelde een proces om visolie om te zetten in een polyurethaan-achtig polymeer. De onderzoekers presenteerden hun resultaten tijdens de voorjaarsbijeenkomst van de American Chemical Society (ACS) die in april 2021 online werd gehouden.

De conventionele methode voor het produceren van polyu­ rethanen levert een aantal milieu- en veiligheidsproblemen op.

Het gaat uit van ruwe olie, een niet-hernieuwbare hulpbron, en fosgeen, een kleurloos en giftig gas. De synthese gene­ reert in eerste instantie isocyanaten, irriterende stoffen voor de luchtwegen. Daar komt nog bij dat het eindproduct niet makkelijk wordt afgebroken in het milieu. Door de beperkte biologische afbraak die wel optreedt, kunnen bovendien kan­ kerverwekkende stoffen vrijkomen. Niet zo vreemd dus dat er een groeiende vraag naar groenere alternatieven is ontstaan.

22 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

Eerder ontwikkelden overigens andere wetenschappers nieu­ we polyurethanen op basis van plantaardige oliën als alterna­ tief aardolie. Die procesroutes hebben echter ook een nadeel: de gewassen, vaak sojabonen, die de olie produceren, hebben land nodig dat anders zou kunnen worden gebruikt om voedsel te verbouwen.

Onderzoeker Francesca Kerton zag in visafval een veelbelovend alternatief. Zalmkweek is een belangrijke industrie voor de kust van Newfoundland, waar haar universiteit is gevestigd.

Nadat de vis is verwerkt, worden overgebleven delen vaak

INNOVATIEVE MATERIALEN weggegooid, maar soms wordt er olie uit gehaald. Kerton en haar collega's ontwikkelden een proces om deze visolie om te zetten in een polyurethaan-achtig polymeer. Ten eerste voegen ze op een gecontroleerde manier zuurstof toe aan de onver­ zadigde olie om epoxiden te vormen, moleculen vergelijkbaar met epoxyhars. Nadat ze deze epoxiden hebben laten reage­ ren met kooldioxide, verbinden ze de resulterende moleculen aan elkaar met stikstofhoudende aminen waarbij het nieuwe materiaal wordt gevormd. Volgens de wetenschappers is het resulterende materiaal vergelijkbaar met polyurethaan en reukloos.

In andere experimenten heeft het team onderzocht hoe mak­ kelijk het nieuwe materiaal afbreekt als de nuttige levensduur voorbij is. Mede-onderzoeker Mikhailey Wheeler drenkte stukjes ervan in water en om de afbraak van sommige stukjes te versnellen, voegde ze lipase toe, een enzym dat vetten kan afbreken zoals die in visolie. Onder een microscoop was te zien dat er microbiële groei op alle monsters optrad, zelfs op die in gewoon water. Volgens de betrokken wetenschappers is dat een bemoedigend teken dat het nieuwe materiaal gemakkelijk biologisch afbreekbaar zou kunnen zijn.

Kerton en Wheeler zijn van plan om door te gaan met het tes­ ten van de effecten van het gebruik van een aminozuur bij de synthese en om te bestuderen hoe ontvankelijk het materiaal is voor de microbiële groei die de afbraak ervan zou kunnen versnellen. Ze zijn ook van plan om de fysieke eigenschappen ervan te bestuderen om te zien hoe het potentieel kan worden gebruikt in toepassingen in de echte wereld, zoals in verpak­ kingen of vezels voor kleding.

ACS>

Met behulp van visolie hebben onderzoekers een polyurethaanachtig materiaal gemaakt (Foto: Mikhailey Wheeler)

A week of immersion in the world of 3D manufacturing!

December 6 to 10 2021, International multi-event – Benelux region

The International multi-event - 3D Delta Week - will be orga­ nized from 6 - 10 December 2021. The 3D Delta Week will cre­ ate value for users and providers along the 3D Manufacturing Value Chain. It will be the 3D manufacturing meeting point for expert and layman, inside or outside the Benelux region.

The 3D Delta week is already gathering a dozen of renown events and will continue growing as the place-to-be, with ac­ tivities aimed at specific sectors, at R&D and industry, at users and suppliers. The scheduling of events will allow participants to easily move from one activity to another.

The Benelux area (the Delta) is a top region in terms of 3D

production, with a myriad of academic and applied research centres, a particularly high number of 3D-printers and numerous promising start-ups and established enterprises.

On the user side, the region boasts a multitude of application areas - all in all, an extremely versatile and high-quality ecosys­ tem. Now, the appropriate podium has been created to bring this leading 3D production region to the fore.

The 3D Delta Week is an initiative initially set up by Brainport Eindhoven, Flam3D, Jakajima and Mikrocentrum. www.3ddeltaweek.com

23 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

INNOVATIEVE MATERIALEN

Recyclebaar membraan van bioplastic haalt olie uit water Polymeerwetenschappers van de RUG en NHL Stenden hebben een plastic membraan ge­ maakt van appelzuur, een natuurlijke stof. Van het appelzuur is van een zogenaamd super­ amfifiele vitrimeer gemaakt, een polymeer dat is te gebruiken om water en olie van elkaar te scheiden. Het membraan is bovendien in zijn geheel te recyclen: wanneer de poriën ervan verstopt raken kan het plastic worden afgebroken, waarna met de gezuiverde bouw­ stenen een nieuwe membraan is te maken. Het onderzoek werd op 7 maart gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Materials.

Superamfifiele membranen houden van zowel olie als water en zijn veelbe­ lovend, maar nog weinig in de praktijk toegepast. Deze membranen zijn niet stevig genoeg voor gebruik buiten een laboratorium en de poriën in het mem­ braan raken verstopt met zand en algen uit het water. Chongnan Ye en Katja Loos van de RUG hebben, samen met Vincent Voet en Rudy Folkersma van NHL Sten­ den in Emmen, een relatief nieuw type polymeermembraan gemaakt die sterk is en gemakkelijk is te recyclen.

De vitrimeer-membraan wordt gemaakt door polymeren van het natuurlijke monomeer appelzuur onder druk te verhitten. Het is mogelijk het membraan te recyclen door die te vermalen en opnieuw te verhitten onder druk.

samen om zogeheten vitrimeer-plastic te onderzoeken, een polymeer dat de mechanische eigenschappen heeft van een thermohardend plastic en goed bestand is tegen chemische stoffen.

Maar vitrimeren gedragen zich ook als een thermoplast, ze zijn gemakkelijk te depolymeriseren en opnieuw te gebrui­ ken. Daarmee heeft plastic op basis van vitrimeren alle eigenschappen die nodig zijn voor een membraan om olie mee op te ruimen.

De vitrimeren ontstaan door polymeri­ satie via ring-opening in basisch milieu tussen gewoon appelzuur en chemisch gemodificeerd appelzuur. De polymeren worden tot poeder vermalen en daarna via verhitting tot een poreuze membraan ‘gebakken’.

Netwerk

Poriën

Sinds een aantal jaren werken we­ tenschappers van beide instellingen

24 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

Zowel water als olie verspreiden zich op de superamfifiele membraan. In met

De vitrimeer-membraan wordt gemaakt door polymeren van het natuurlijke monomeer appelzuur onder druk te verhitten. Het is mogelijk de membraan te recyclen door die te vermalen en opnieuw te verhitten onder druk (Illustratie: Chongnan Ye, RUG)

INNOVATIEVE MATERIALEN olie vervuild water is er veel meer water dan olie aanwezig, en dit zal dan ook het membraan bedekken. Het water­ laagje voorkomt dat olie door de poriën kan gaan. Op die manier worden olie en water van elkaar gescheiden. Het membraan is sterk genoeg om op deze manier olie uit water te filteren. Wan­ neer zand en algen de poriën verstop­ pen is het mogelijk het membraan te depolymeriseren en de bouwstenen die dan ontstaan te zuiveren, om daarmee vervolgens een nieuwe membraan te maken. Inmiddels is het principe met succes in het laboratorium getest op een schaal van enkele vierkante centimeters.

De wetenschappers hopen dat zich een industriële partner zal melden die dit membraan verder wil ontwikkelen.

Meer bij de RUG> Het artikel is online>

De hybride onderzoeksgroep met (vlnr) Katja Loos, Chongnan Ye, Rik Brouwer, Renato Lemos Cosse, Vincent Voet en Rudy Folkersma (Foto RUG)

Materials+Eurofinish+Surface vindt dit jaar plaats op 15 en 16 september Mikrocentrum, VOM en Vereniging ION slaan de handen ineen tijdens de 2021 editie van het Materials+Eurofinish+Surface kennis- en netwerkevent op 15 en 16 september in de Brabanthallen te ‘s-Hertogenbosch. Hier komen materiaalkunde en oppervlaktetechniek samen; een sterke combinatie die onmisbaar is om tot een goed en duurzaam eindproduct te komen.

Expo met ruim 100 exposanten

Ruim 100 exposanten tonen de laatste innovaties en oplossingen op het gebied van materiaalkunde, analysetechnieken, verbindingstechnieken, productontwikkeling en oppervlaktetechniek. Ook zijn er verschillende VIP-ruimtes, demopleinen, speciale paviljoens met thema’s en diverse eyecatchers. Er vindt ook een Meet & Match plaats waarvan het doel is om relevante contacten te vinden in de gehele sector. Materials+Eurofinish+Surface is de ideale gelegenheid om elkaar weer fysiek te kunnen ontmoeten.

MES Online

Het fysieke kennis- en netwerkevent zou in eerste instantie in mei plaatsvinden, maar is

door de onzekerheden rondom het coronavirus verplaatst naar 15 en 16 september. Om het netwerk rondom Materials+Eurofinish+Surface eerder bij elkaar te brengen, vindt er op 27 mei een online activiteit plaats: MES Online.

Zo wil de organisatie al eerder dit jaar het netwerk verbinden met het fysieke evenement in september. Het programma van MES Online bestaat onder andere uit een toelichting van het fysieke kennis- en netwerkevent, een bekendmaking van de 10 genomineerden voor de ION Borghardt Award en lezingen door de Vrije Universiteit Brussel en TU Delft.

Uitgebreid congresprogramma

De organisatie is reeds begonnen met de invulling van het congresprogramma. Het programma wordt ingedeeld in tijdsblokken en er zijn drie zalen waar de congresactiviteiten in plaats gaan vinden. In totaal worden er 40 presentaties, masterclasses en workshops gehouden.

Hier delen universiteiten, hogescholen, (rijks)instituten, rijksdiensten, brancheverenigingen en bedrijven hun visie op diverse onderwerpen als: (nieuwe) materialen, oppervlaktetechnologieën en -processen, automatisering, robotisering, inspectietechnieken, veiligheid, voorspelbaarheid

en circulaire economie. Er wordt ook aandacht besteed aan nieuwe technologieën, noviteiten, innovaties en nieuwe wet- en regelgeving.

ION Borghardt Award

De ION Borghardt Award is een award voor alle innovaties op het gebied van oppervlaktetechnologie. Net als bij eerdere edities van Surface, reikt ook dit jaar Vereniging ION de ION Borghardt Award uit. Niet alleen Nederlandse bedrijven, maar ook Belgische en Luxemburgse bedrijven mogen hun innovaties insturen.

Meer informatie> https://materials-eurofinish-surface.com

25 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

ONDERZOEK

‘TiO2 kan koolstofopname beton verdubbelen’ Beton is een veelzijdig, relatief goedkoop en makkelijk verkrijgbaar materiaal. We­ reldwijd wordt er 30 miljard ton beton toegepast. Helaas is er ook een nadeel.

Cement, een belangrijke component van beton, is verantwoordelijk voor acht procent van ‘s werelds ecologische CO2-footprint. Om dat percentage te ver­ lagen, hebben onderzoekers van Purdue University (West Lafayette, Indiana) een manier ontdekt om beton duurzamer te maken. Ze ontwikkelden een nieuw be­ tonmengsel dat de potentie heeft om de CO2-uitstoot drastisch te verminderen.

Een team onder leiding van Mirian Velay-Lizancos, een assistent-profes­ sor civiele techniek bij Purdue, voegde kleine hoeveelheden titaniumdioxide op nanoschaal toe aan de cementpasta.

Het team ontdekte dat titaniumdioxide het natuurlijke vermogen van beton om kooldioxide vast te leggen, verbetert.

Sterker nog, de toevoeging van slechts een klein beetje nano-titaandioxide bleek de opname van het broeikasgas bijna te verdubbelen. De resultaten van het onderzoek verschenen eerder dit jaar in het wetenschappelijke tijdschrift

Construction and Building Materials, on­ der de titel ‘Modification of CO2 capture and pore structure of hardened cement paste made with nano-TiO2 addition: Influence of water-to-cement ratio and CO2 exposure age.

In eerste instantie onderzochten

Velay-Lizancos en twee van haar doc­ toraalsstudenten, Carlos Moro en Vito Francioso, hoe titaandioxide in cement beton sterker kan maken en hoe de uit­ hardingstemperatuur die interacties kan beïnvloeden. Ze merkten dat sommige van hun betonmonsters die nano-titani­ umdioxide bevatten, sneller kooldioxide uit de omringende lucht absorbeerden dan andere monsters. Nader onderzoek wees uit dat het toevoegen van nanotitaandioxide aan het betonmeng­ sel de omvang van calciumhydroxide­ -deeltjes verkleinde, waardoor kooldioxi­ de veel efficiënter werd opgenomen dan in andere cementpasta’s het geval was.

Meer bij Purdue>

Marian Velay-Lizancos en haar studenten ontwikkelen beton dat kooldioxide succesvoller en efficiënter kan vastleggen dan traditionele mengsels (Purdue University foto/John Underwood)

26 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

video

ONDERZOEK

Nieuw biologisch afbreekbaar isolatieschuim Onderzoekers van de University of North Texas (UNT) College of Engineering zeggen een nieuw isolatiemateriaal voor gebouwen te hebben ontwikkeld dat sterker, veiliger en duurzamer is dan de conventionele producten op basis van polyurethaan (pur). Deze op pur geba­ seerde materialen veroorzaken emissies van vluchtige verbindingen, wat slecht is voor de huis- of werkomgeving en een negatief effect heeft aan de kli­ maatverandering. Een onderzoeksteam onder leiding van Nandika D'Souza, UNT professor bij de afdeling Werktuigbouw­ kunde, lijkt dit probleem nu te hebben opgelost. Het team ontdekte dat door polymelkzuur (PLA) op basis van maïs te mengen met cellulosevezels en vervol­ gens te verwerken met superkritisch kooldioxide, ze een schuim konden ma­ ken dat niet alleen veiliger was dan het conventionele isolatiemateriaal, maar ook composteerbaar en energiezuinig.

Zowel PLA als cellulose zijn afbreek­ bare vezels. De laatste is vaak als afval beschikbaar in de papierindustrie, dus goedkoop en makkelijk verkrijgbaar.

Conventionele schuimen zijn niet erg milieuvriendelijk en breken niet af als ze in het afvalstadium terecht komen. Ze kunnen 1000 jaar in het milieu blijven.

Aangenomen wordt dat de nieuwe UNT-schuimen binnen 50 dagen voor 90 procent biologisch worden afgebroken.

Desondanks gaat het schuim net zo lang mee als de conventionele isolatie.

De resultaten van het werk van D'Souza zijn gepubliceerd in Scientific Reports> UNT>

27 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

ONDERZOEK

Tantaalnitride breekt warmtegeleidingsrecord Computerchips genereren warmte die zo snel mogelijk moet worden afgevoerd om te voorkomen dat de chip kapot gaat. Daarvoor zijn speciale materialen nodig met extreem goede warmtegelei­ dingseigenschappen. In samenwerking met groepen uit China en de Verenigde Staten is een onderzoeksteam onder leiding van prof. Georg Madsen van het Institute of Materials Chemistry van de TU Wien op zoek naar de optimale warmtegeleider. Ze vonden eindelijk wat ze zochten in een specifieke vorm van tantaalnitride. De resultaten van het onderzoek zijn in maart van dit jaar gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift ‘Physical Review Letters’.

Er zijn op hoofdlijnen twee mechanis­ men waarmee warmte zich voortplant in een materiaal. Ten eerste door de elektronen die door het materiaal migreren en energie meenemen. Dit is het belangrijkste mechanisme bij goede elektrische geleiders.

Ten tweede door de fononen, energie door collectieve roostertrillingen in een materiaal. De atomen bewegen, waardoor andere atomen gaan wiebe­ len. Bij hogere temperaturen is warm­ tegeleiding door voortplanting van deze trillingen meestal het doorslaggevende effect.

Beperkingen

Noch de elektronen, noch de roos­ tertrillingen kunnen zich echter volledig ongehinderd door het materiaal voort­ planten. Er zijn verschillende processen die deze verspreiding van thermische energie vertragen. Elektronen en roos­ tertrillingen kunnen bijvoorbeeld met elkaar interageren, ze kunnen verstrooid worden en/of ze kunnen worden gestopt door onregelmatigheden in het materi­ aal.

In sommige gevallen kan warmtegelei­ ding zelfs dramatisch worden beperkt door aanwezige isotopen van een element in het materiaal. In dat geval

28 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

Tantaalnitride kan warmte sneller geleiden dan bijna alle andere materialen (illustratie TU Wien)

hebben de atomen niet precies dezelf­ de massa, en dat heeft invloed op het collectieve trillingsgedrag van de atomen in het materiaal.

Nauwelijks isotopen

Het metaal met de hoogst bekende thermische geleidbaarheid is zilver, maar het materiaal met de allerhoogste ther­ mische geleidbaarheid is diamant. Maar diamanten zijn duur en erg moeilijk te verwerken. Aan de hand van uitgebreide theoretische analyses en computersimu­ laties slaagde het team er uiteindelijk in een geschikt materiaal te identificeren: de hexagonale θ-fase van tantaalnitride.

Tantaal is bijzonder gunstig omdat er nauwelijks verschillende isotopen zijn.

Bijna 99,99 procent van het natuurlijk voorkomende tantaal is de isotoop tantaal 181. Andere varianten komen nauwelijks voor.

Volgens prof. Madsen maakt de com­ binatie met stikstof plus de speciale

atomaire geometrie de fase metallisch, en worden interacties van de warmte­ dragende trillingen met andere trillingen en met de geleidende elektronen onder­ drukt. En dat zijn precies de interacties die warmtegeleiding in andere materia­ len verhinderen. Kortom, deze vorm van tantaalnitride combineert verschillende belangrijke voordelen, waardoor het een recordbrekend materiaal is met een thermische geleidbaarheid die vele malen hoger is dan die van zilver en zelfs vergelijkbaar met diamant. Dat maakt θ-fase tantaalnitride volgens Madsen een zeer veelbelovend materiaal voor de chipindustrie.

Originele publicatie: A. Kundu et al., ‘Ul­ trahigh Thermal Conductivity of θ-Phase Tantalum Nitride,’ Phys. Rev. Lett. 126, 115901 (2021), DOI: 10.1103/PhysRe­ vLett.126.115901 De samenvatting staat online> TU Wien>

ONDERZOEK

Waterfilter van grafeenkanaaltjes Als vellen tweedimensionale nanoma­ terialen zoals grafeen op elkaar worden gelegd, ontstaan daartussen kleine openingen, waar allerlei toepassingen mee mogelijk zijn. Een onderzoeksteam van Brown University (Providence, USA) heeft nu een manier gevonden om nanokanaaltjes dusdanig te oriënteren dat het materiaal geschikt wordt voor de nanofiltratie van water en andere vloei­ stoffen. De resultaten van het onderzoek werden eerder dit jaar gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.

Op de nanokanaaltjes in 2D-platen van grafeen te kunnen gebruiken als high performance filter, moest wel een problemen worden opgelost. Om te beginnen moeten ze op een of andere manier in een bepaalde richting zijn geo­ riënteerd. In het geval van de gestapelde grafeenlaagjes zijn de kanalen tussen de platen horizontaal georiënteerd. Dat is niet ideaal voor filtratie, simpelweg omdat vloeistof een relatief lange weg moet afleggen om van het ene uitein­ de van een kanaal naar het andere te

komen. Het zou beter zijn als de kanalen loodrecht op de richting van de platen stonden. In dat geval hoeft vloeistof alleen de relatief dunne verticale hoogte van de stapel laagjes te passeren in plaats van de veel langere weg in de lengte of breedte.

Volgens Robert Hurt, professor aan Brown’s School of Engineering, had tot dusver niemand een goede manier bedacht om verticaal georiënteerde grafeennanokanaaltjes te maken. Ten­ minste, totdat Muchun Liu, een voorma­ lig postdoctoraal onderzoeker van het laboratorium van Hurt, een list bedacht.

Liu stapelde vellen van Zr gedoteerde grafeenoxide (Zr-GO) op een elastisch substraat, dat onder spanning wordt uitgerekt. Nadat de vellen zijn geplaatst, wordt de spanning op het substraat opgeheven, waardoor die samentrekt.

Als dat gebeurt, rimpelt het grafeen als een soort harmonica. Door de vellen vervolgens te kantelen ontstaan er bijna verticaal uitgelijnde kanaaltjes. Daarna wordt het geheel omhuld met epoxy

en worden de boven- en onderkant weggesneden. De onderzoekers noem­ den de assemblages VAGME’s (verticaal uitgelijnde grafeenmembranen).

Het resultaat is een membraan met kor­ te en zeer smalle kanaaltjes waar alleen zeer kleine moleculen doorheen kunnen.

Proof-of-concept testen toonden inmid­ dels aan dat waterdamp makkelijk door een VAGME kon gaan, terwijl hexaan - een groter organisch molecuul - werd tegengehouden. De onderzoekers zijn van plan de technologie verder te ont­ wikkelen, in de richting van industriële of huishoudelijke filtertoepassingen.

Brown University> Het artikel ‘Controlling nanochannel orientation and Dimensions in graphene-based nanofluidic membranes’ door Muchun Liu, Paula J. Weston en Robert H. Hurt werd gepubliceerd in Nature Communications, januari 2021. Het is online>

29 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

ONDERZOEK

Speciale peptideverbindingen in de vorm van een filter fungeren als een biologische hengel om gallium uit industrieel afvalwater te vissen (Illustratie: HZDR/Sahneweiß)

‘Hightech materialen biologisch terugwinnen’ Zeldzame metalen worden veel ge­ bruikt in de hightech industrie. Zoals de naam al zegt, zijn veel van deze metalen schaars en/of moeilijk te delven, wat gepaard gaat met hoge kosten. Daarom is recycling uiterst belangrijk. Door de zeldzame metalen terug te winnen uit industrieel afvalwater, slakken of afge­ dankte apparaten, kunnen ze worden hergebruikt. Wetenschappers van het Helmholtz Institute Freiberg for Re­ source Technology (HIF) van het Helm­ holtz-Zentrum Dresden-Rossendorf heb­ ben nu aangetoond dat een op eiwitten gebaseerd proces kan worden gebruikt voor de extractie van gallium uit produc­ tieafvalwater van de halfgeleiderindus­

30 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

trie. HIF-onderzoekers onder leiding van dr. Katrin Pollmann hebben aangetoond dat selectieve biosorptie (het vermogen van bepaalde micro-organismen zoals bacteriën, gisten, schimmels en algen om metalen of metaalionen te extrahe­ ren) een geschikt proces is voor het terugwinnen van gallium uit industrieel afvalwater. Gallium wordt veel gebruikt in de halfgeleiderindustrie voor de pro­ ductie van wafers, vaak in de vorm van galliumarsenide. Bij de productie gaat het meeste industriële gallium verloren.

Toch wordt gallium steeds belangrijker voor de industrie. Een hoog recycling­ percentage van de galliumverwerkende industrie is des te belangrijker omdat ze

een veel rijkere en belangrijkere bron vormen voor de productie van secundair gallium.

Biologische benadering

Bestaande recyclingprocessen voor de productie van gallium zijn veelal geba­ seerd op chemische elektrolyse, een energie-intensieve methode die boven­ dien milieunadelen heeft. Een relatief nieuw alternatief zou wellicht kunnen worden gevonden in een biologische benadering. Deze aanpak omvat pro­ cessen waarbij biologische systemen worden gebruikt om metaal uit ertsen of afvalstoffen te winnen. Eén van deze bio-recyclingprocessen is biosorptie.

ONDERZOEK Daarbij bindt biomassa bepaalde ionen of andere moleculen in een waterige oplossing of concentreert ze. Biosorp­ tie is niet afhankelijk van metabolische activiteit en vereist geen toevoer van voedingsstoffen. Hierdoor kan biosorptie zelfs in zeer giftige omgevingen worden gebruikt. Biosorptie wordt daarom ge­ zien als een milieuvriendelijk alternatief voor het terugwinnen van metalen uit industrieel afvalwater, uitloogoplossin­ gen of mijnwater.

De wetenschappers van Freiberg onder­ zochten typische biosorptiematerialen - peptides - die individuele elementen specifiek kunnen herkennen, selectief kunnen binden en zo uit oplossingen kunnen verwijderen. Een peptide is een molecuul dat bestaat uit een klein aantal aminozuren die met elkaar verbonden zijn door peptidebindingen. Een pep­ tide onderscheidt zich van een eiwit door het geringe aantal aminozuren in het molecuul, maar kan zelf dienen als bouwsteen voor een eiwit.

Het HIF-team gebruikte een techniek die peptiden selecteert die aan een specifiek doelwit binden. Eén van de vijf geteste peptidefiltermaterialen in deze expe­ rimenten bleek bijzonder geschikt te zijn voor het efficiënt terugwinnen van gallium. De methode moet echter verder worden ontwikkeld voor industriële toepassing, aangezien de chemische syn­ these van de peptiden voor economisch

Grafische samenvatting hoe galliumbindende peptiden werken als een hulpmiddel voor de duurzame behandeling van industriële afvalstromen

gebruik in de grondstoftechnologie nog te duur en nog niet voldoende milieu­ vriendelijk is. Verder is het belangrijk om de peptiden te optimaliseren zodat een beter metaalbindend vermogen wordt bereikt en dus een efficiënter gebruik mogelijk is.

De publicatie van N.Schönberger, C.Tay­ lor, M.Schrader, B. Drobot, S. Matys,

F. Lederer, K. Pollmann, ‘Gallium-binding peptides as a tool for the sustainable treatment of industrial waste streams’ verscheen in maart 2021 in Journal of Hazardous Materialen (DOI: 10.1016 / j.jhazmat.2021.125366) Helmholtz-Zentrum Dresden>

De data en locatie van MaterialDistrict 2021 zijn bekend. Het evenement verhuist van maart naar 15, 16 & 17 september en van Rotterdam naar Utrecht (Werkspoorkathedraal).

SEPTEMBER 15, 16 & 17 2021 UTRECHT (WERKSPOORKATHEDRAAL)

MaterialDistrict Utrecht (voorheen Material Xperience) is het enige jaarlijkse evenement in Nederland dat materiaalfabri­ kanten en bestekschrijvers van materialen in alle sectoren van de ruimtelijke vormgeving (interieur, architectuur, tuin & landschap, vrije tijd, meubel- & interieurbouw en expositie, podium & decor).

Klik hier voor meer informatie

31 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

ONDERZOEK

Voedingsmiddelenverpakking van tarwestro en mangoschillen Tarwestro en mangoschillen die nor­ maal op stortplaatsen terecht komen of als mest en diervoer worden ge­ bruikt, kunnen mogelijk worden ingezet voor ontwikkeling van hernieuwbare, biologisch afbreekbare en niet-toxische verpakkingsmaterialen voor voedings­ middelen. Dit is een van de belangrijkste bevindingen van een recente studie aan de Universiteit van Stellenbosch (SU, Zuid-Afrika). Het onderzoek werd uitgevoerd door dr. Lindleen Mug­ wagwa, postdoc onderzoekster bij de afdeling Process Engineering van SU. Ze is onlangs gepromoveerd in Chemical Engineering aan SU. Het was de eerste naar een methode voor het extraheren van natuurlijke polymeren en antioxidanten uit zowel tarwestro als mangoschillen met het oog op verpakkingsmateriaal voor voedings­ middelen. Het was naar verluidt ook

32 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

voor het eerst dat die componenten werden geïntegreerd tot één biocompo­ sietfilm en vervolgens zijn onderzocht in een voedingsmiddelenomgeving.

Als onderdeel van de studie ontwik­ kelde en optimaliseerde Mugwagwa verschillende processen om de bewus­ te biopolymeren en antioxidanten te extraheren. Vervolgens combineerde ze de polymeren en antioxidanten om een voedselverpakkingsmateriaal te produceren. Ze testte de stabiliteit van de biocomposietfilms bij contact met voedsel, en onderzocht of dat na verloop van tijd antioxidanten in verpakt voedsel vrijkomen. Als referentie werd lagedicht­ heidpolyetheenfolie (LDPE), een veelge­ bruikte verpakkingskunststof, gebruikt.

Volgens Mugwagwa heeft het onderzoek aangetoond dat de eigenschappen van polymeren en antioxidanten in tarwestro en mangoschillen tijdens de extractie

exact kunnen worden afgestemd op de toepassing in voedselverpakkingen. De polymeren en antioxidanten kunnen gelijktijdig uit dezelfde grondstof worden geëxtraheerd zonder hun gebruik in voedselverpakkingen te beïnvloeden.

Mugwagwa concludeert dat het type voedselverpakkingsmateriaal dat ze heeft onderzocht, prima petrochemie­ gebaseerde verpakkingsmaterialen kan vervangen.

Het artikel ‘Fractionation of agro-waste to producebiopolymers and bioactive compounds for active food packaging’ staat online> Meer op de website van Stellenbosch University>

ONDERZOEK

Bioplastic van 100 procent hout

Elk jaar wordt meer dan 380 miljoen ton plastic geproduceerd, veel meer dan de meeste andere door de mens gemaak­ te materialen. Grote hoeveelheden afvalplastic belanden op stortplaatsen of verdwijnen als zwerfafval en worden langzaam omgezet in miljoenen micro­ plastic deeltjes die de oceanen en de bodem vervuilen.

Om die reden heeft een onderzoeksteam van de University of Maryland (UMD) onder leiding van prof. Liangbing Hu

heeft onlangs een eenvoudige maar kos­ teneffectieve methode ontwikkeld voor een alternatief materiaal op basis van lignine. Het gaat om een biokunststof dat makkelijk en op grote schaal is te fabriceren, hydrostabiel is, biologisch af­ breekbaar en recyclebaar. De grondstof is lignocellulose, voor 100 procent ge­ produceerd uit overvloedig beschikbaar en goedkoop houtpoeder, dat over het algemeen als afval wordt weggegooid.

De studie ‘A Strong, Biodegradable and

Recyclable Lignocellulosic Bioplastic’ werd op 25 maart gepubliceerd in Nature Sustainability.

In het proces dat de UMD onderzoe­ kers ontwikkelden, wordt de poreuze structuur van natuurlijk hout ingrijpend veranderd. De lignine en cellulose micro/nanofibrillen verstrengelen op nanoschaal waardoor er een soort ho­ mogene cellulose-lignine ‘soep’ ontstaat.

Door die soep eenvoudigweg in een mal te gieten, kunnen bioplastic films van lig­ nocellulose worden gemaakt. In tegen­ stelling tot de meeste petrochemische kunststoffen, kan het bioplastic worden afgebroken door micro-organismen, waarmee de kringloop wordt gesloten (zie figuur). Bovendien is het materiaal sterk en robuust, waarmee het materi­ aal afbreekbaarheid en duurzaamheid combineert.

Volgens Liangbing Hu kan het lignocel­ lulose-gebaseerde bioplastic bovendien worden gemaakt van verschillende biomassa-grondstoffen, zoals gras, tar­ westro en bagasse, waardoor het proces een nog breder scala aan mogelijkheden heeft.

De productie van hoogwaardige lignocellulosische bioplastic en de afbraak ervan, resulterend in een gesloten kringloopcyclus (Bron: Qinqin Xia for the University of Maryland, College Park)

Het onderzoek was een samenwerkings­ project tussen wetenschappers van UMD, University of Wisconsin-Madison, Yale University and the Center for Mate­ rials Innovation.

De resultaten werden op 25 maart 2021 gepubliceerd in Nature Sustainability on­ der de titel ‘A Strong, Biodegradable and Recyclable Lignocellulosic Bioplastic.’

DOI: 10.1038/s41893-021-00702-w Meer bij UMD>

33 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

ONDERZOEK

Het ‘paddenstoel’ bedekte oppervlak van het klevende materiaal. Foto: Preeti Sharma

Nieuw soort klittenband van micro ‘paddenstoeltjes’ Wetenschappers van de universiteiten van Wageningen en Groningen hebben een materiaal ontwikkeld dat beter hecht dan klittenband en geen schade achterlaat. Klittenbandsluitingen, vaak aangeduid met het generieke handels­ merk Velcro (vanwege de bekendheid van klittenbandproducent Velcro), bestaan doorgaans uit twee compo­ nenten: rechte stofstroken die zich kunnen hechten aan tegenoverliggende oppervlakken. Het basisprincipe is een mechanische vorm van hechting, waarbij de twee oppervlakken in elkaar grijpen

en zodoende aan elkaar blijven kleven.

Deze systemen werken meestal alleen met een specifieke tegenoppervlakken en beschadigen vaak andere oppervlak­ ken, zoals weefsels. Onderzoekers uit Wageningen en Groningen zeggen nu een oplossing te hebben gevonden. Ze ontwikkelden een oppervlak met zachte paddenstoelvormige microstructuurtjes die een niet-destructieve mechanische hechting aan stoffen vertonen. Hechting ontstaat doordat de kleine paddenstoe­ len in elkaar grijpen in de structuur van het weefsel. Het materiaal is flexibel,

waardoor beschadiging bij het verwijde­ ren wordt voorkomen.

Hoe dichter de ‘paddenstoeltjes’ bij elkaar staan, hoe sterker het hechtende effect. Aan de andere kant voorkomt het beschadigingen bij het lostrekken; het vermindert de ‘kleefkracht’ van elke indi­ viduele paddenstoel. Dit komt doordat de paddenstoelen op elkaar inwerken; ze beïnvloeden elkaar via het oppervlak.

Bij het lostrekken van een paddenstoel zorgt het flexibele oppervlak ervoor dat er tegelijk aan zijn buurman wordt getrokken.

Volgens het team levert dit werk nieuwe handvatten op voor het afstemmen van de mechanische bevestigingseigenschap­ pen van zachte patroonoppervlakken die kunnen worden gebruikt in verschil­ lende toepassingen, waaronder zachte robotica.

Het onderzoek is onderdeel van het Soft Robotics 4TU-programma Soft Robo­ tics. Eerder dit jaar werd het onderzoek gepubliceerd in Biointerphases, getiteld ‘Hooked on mushrooms: Preparation and mechanics of a bioinspired soft pro­ babilistic fastener.’

Meer bij WUR resource online>

34 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

ONDERZOEK

Materiaal verandert supersnel van kleur

Kleurverandering in elektrochrome materialen (Vera Hiendl, e-conversie/LMU)

Slimme producten zoals automatisch dimmende achteruitkijkspiegels zijn gebaseerd op elektrochrome materialen.

Die bestaan uit moleculen en kristallen waarvan de optische eigenschappen veranderen door een extern elektrisch veld of stroom. Een nieuw materiaal van de Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) heeft nu een snelheids­ record gevestigd als het gaat om zo’n kleurverandering.

Onlangs werd ontdekt dat, naast conven­ tionele anorganische elektrochrome materialen, ook een nieuwe klasse geavanceerde roosterstructuren deze eigenschappen kan worden gegeven: Covalent Organic Frameworks, zoge­ naamde COF’s. Ze bestaan uit synthe­ tisch gemaakte organische bouwstenen die in bepaalde combinaties kristallijne en nanoporeuze netwerken vormen.

Een team onder leiding van Thomas Bein (Physical Chemistry, LMU Mün­ chen) heeft nu COF-structuren ontwik­ keld waarvan de schakelsnelheden en kleuringsefficiëntie vele malen hoger zijn dan die van anorganische verbindin­ gen. COF’s zijn aantrekkelijk omdat hun

materiaaleigenschappen over een breed bereik kunnen worden ingesteld door de moleculaire bouwstenen aan te passen.

Wetenschappers van LMU München en de Universiteit van Cambridge COF’s maakten gebruik van de modulaire constructie-opbouw van de COF’s en hebben de ideale bouwsteen ontworpen met een specifiek thienoisoindigo-mole­ cuul. Ingebouwd in een COF, konden met de nieuwe component de elektrochro­ me eigenschappen van de COF enorm verbeteren.

Tegelijk zijn de nieuwe COF-structuren veel gevoeliger voor elektrochemische oxidatie. Dat bracht met zich mee dat zelfs een lage spanning voldoende is om een kleurverandering van de COF’s teweeg te brengen, een verandering die ook volledig omkeerbaar is. Bovendien gebeurt dit razendsnel: de reactietijd voor een volledige kleurverandering door oxidatie is ongeveer 0,38 secon­ den, terwijl het terugbrengen naar de oorspronkelijke toestand slechts onge­ veer 0,2 seconden duurt. Dat maakt de elektrochrome organische raamwerken van het e-conversieteam volgens de

LMU tot de snelste en meest efficiënte ter wereld.

Een aantal dingen zijn verantwoordelijk voor die hoge snelheid. In de eerste plaats de geleidende raamwerkstructuur van de COF’s, die supersnel elektronen­ transport in het rooster mogelijk maakt.

Daarnaast kan dankzij een geoptimali­ seerde poriegrootte de elektrolytoplos­ sing snel iedere plaats bereiken. Dat is belangrijk omdat de positieve lading die wordt gegenereerd in de geoxideerde COF-structuur ook snel moet worden gecompenseerd door negatieve elek­ trolytionen.

En last but not least heeft het materiaal een zeer hoge stabiliteit. Duurtests toon­ den aan dat het zelfs na 200 oxidatiere­ ductiecycli prima bleef presteren.

Volgens LMU zijn de uitkomsten van het onderzoek een belangrijke stimulans voor de ontwikkeling van een nieuwe klasse hoogwaardige elektrochrome coatings.

LMU> Meer over COF’s>

35 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

ONDERZOEK

Zelf-geassembleerde verticaal uitgelijnde nanocomposieten voor vastestofbatterijen De noodzaak om vastestofbatterijen te gebruiken is een gevolg van veilig­ heidsproblemen en beperkingen van de vloeibare elektrolyten van conventionele batterijen. Echter, door eenvoudigweg elektrolyten in vaste toestand te ge­ bruiken, wordt het specifieke vermogen van de batterij verminderd; dat is de snelheid waarmee de batterij kan laden/ ontladen. Deze beperking kan worden overwonnen door driedimensionale geo­ metrieën te gebruiken. Daniel Monteiro Cunha concentreerde zich in zijn werk op het gebruik van zelf-geassembleerde methoden, door middel van Pulsed Laser Deposition (PLD), om lithium-bevattende verticaal uitgelijnde nanocomposieten

(VAN) te creëren en dergelijke 3D-geo­ metrieën te vormen voor toepassing in vastestofbatterijen.

Lithium-ionbatterijen zijn de primaire energiebron voor veel toepassingen van draagbare elektronica tot elektrische voertuigen - maar geen van de huidige batterijconstructies kan volledig voldoen aan alle vereisten voor de verwachte energieopslagbehoeften. Standaard oplaadbare batterijen zijn gebaseerd op vloeibare elektrolyten, wat hun ontwerp en veiligheid beperkt. Daarom ontstaat de behoefte aan vastestofmicrobatterij­ en, die verbeterde veiligheid, volume­ trische energie /vermogensdichtheid en

Figuur 1: Bovenaanzicht scanning elektronenmicroscopiebeeld van een nanocomposiet dunnefilm samengesteld uit LiMn2O4-pilaren ingebed in een LiLaTiO3-matrix; veelbelovende materialen voor vastestofbatterijen

36 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

chemische stabiliteit vertonen.

Deze microbatterijen, ontwikkeld door dunnefilm-architectuur, maken het mogelijk apparaten op microschaal van stroom te voorzien, zoals standalone sensorsystemen voor het internet of things, implanteerbare medische apparaten, labs-on-chip en creditcards.

Commerciële halfgeleiderbatterijen zijn echter geconstrueerd als een vlakke stapel (tweedimensionaal) van dunne­ filmlagen, die een ongewenste energie/ vermogensbalans vertonen. Dit nadeel kan worden verbeterd door de toepas­ sing van 3D-geometrieën, waardoor het interne oppervlak toeneemt. Verticaal uitgelijnde dunne films van nanocompo­ siet (VAN) vertonen dergelijke driedi­ mensionale structuren. Ze zijn ontwik­ keld als een nieuw materiaalplatform voor het maken van zelf-geassembleerde batterijconstructies en een veelheid aan functionaliteiten. Ze vertonen een breed scala aan eigenschappen die voortko­ men uit het sterke samenspel tussen de eigenschappen van de materialen.

Hoogkristallijne VAN’s worden zelf-geas­ sembleerd door middel van Pulsed Laser Deposition (PLD) zonder controle van de afzettingsvolgorde, zoals vereist is voor andere dunnefilmfabricagemethoden.

Hoewel er in het afgelopen decennium verschillende VAN’s zijn bestudeerd, zijn er nog geen op lithium gebaseerde VAN’s onderzocht voor energieopslag.

Aangezien zelf-geassembleerde VAN’s worden verkregen via PLD, was het hoofddoel van deze studie om dit princi­ pe toe te passen op lithiumbevattende, niet-giftige oxidematerialen en om de impact ervan op het elektrochemische gedrag voor batterijtoepassingen te bestuderen. Tijdens het onderzoek werd de mogelijkheid om dergelijke structuren

ONDERZOEK veiligheid diverse apparaten van stroom voorzien. Met dit onderzoek zijn aan­ zienlijke stappen gezet in deze richting.

Figuur 2: Doorsnede energieselectief terugverstrooid rasterelektronenmicroscopiebeeld dat het compositiecontrast toont. Dit benadrukt de driedimensionale geometrievorming

onder verschillende omstandigheden te verkrijgen aangetoond. De vorm en distributie waren op maat gemaakt, en elektrochemische analyse toonde de

eerste stappen op weg naar een batterij­ toepassing.

Als dit kan worden gerealiseerd, kun­ nen batterijen met betere prestaties en

http://hightechmaterials.4tu.nl

Het promotieonderzoek van Daniel Monteiro Cunha werd uitgevoerd op de afdeling Inorganic Materials Science.

Zijn supervisors waren prof.dr.ir. Mark Huijben en prof.dr.ing. Guus Rijnders van de faculteit Technische Natuurweten­ schappen van de Universiteit Twente. Hij verdedigde zijn proefschrift met suc­ ces op 10 maart 2021. De titel van zijn proefschrift is ‘Self-assembled Vertically Aligned Nanocomposites for Solid-State Batteries’.

Het proefschrift is online te vinden>

Select key words and find relevant materials scientists or research groups within 4TU.

High-Tech Materials form the key to innovative and sustainable technology

www.4tu.nl/htm @4TU_HTM

4TU.HTM Research Programme New Horizons in Designer Materials | Visibility and accessibility of Materials Science & Engineering | Annual symposium Dutch Materials | 4TU.Joint Materials Science Activities | web application http://hightechmaterials.4tu.nl

37 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

ONDERZOEK

Photo’s: Lund University/YouTube

Van textiel naar suiker en weer naar nieuw textiel Het inzamelen van oud textiel is inmid­ dels gebruikelijk, maar minder bekend is dat dat ingezamelde textiel moeilijk te recyclen is. Oud, ingezameld textiel belandt zo toch vaak op de vuilnisbelt.

Onderzoekers van de universiteit van Lund in Zweden hebben een methode ontwikkeld die katoen omzet in suiker, dat op zijn beurt kan worden omgezet in grondstof voor kunstvezels zoals elastaan (spandex), nylon of zelfs in ethanol.

De productie van afvaltextiel is de af­ gelopen decennia gestaag toegenomen door de toename van het verbruik van textiel wereldwijd. Zo bedroeg de vezel­ consumptie per hoofd van de bevolking in 1950 ongeveer 3,7 kg, oplopend tot 10,4 kg in 2008. Daarom zijn er nieuwe recyclingprocessen nodig om circulari­ teit in textielwereld op gang te brengen.

Primaire recyclingtechnologieën, waarbij

38 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

vezels worden omgezet in nieuwe vezels, hebben de voorkeur. Net als bij papierrecycling kunnen cellulosevezels echter niet voor onbepaalde tijd worden omgezet in nieuwe vezels, aangezien het verpulverings- en regeneratieproces gewoonlijk de mechanische eigenschap­ pen van de vezels verslechtert. Boven­ dien zouden niet alle gebruikte kleding­ stukken geschikt zijn voor een dergelijk recyclingproces.

Inmiddels is aangetoond dat met enzymatische hydrolyse van lignocellu­ lose-biomassa kan worden gedepolyme­ riseerd, maar die technologie is eigenlijk te duur om afvaltextiel te verwerken.

Om die reden hebben de onderzoekers van Lund een andere route gekozen, namelijk chemische hydrolyse, wat een stuk goedkoper beloofde te zijn.

Het concept van het hydrolyseren van puur katoen is niet nieuw. Het werd

ontdekt in de 19e eeuw. De moeilijkheid voor het team uit Lund was om het pro­ ces effectief, economisch levensvatbaar en aantrekkelijk te maken. Uiteindelijk zijn de onderzoekers erin geslaagd om de plantaardige vezels in katoen (cellulo­ se) af te breken tot kleinere componen­ ten, door de weefsels in zwavelzuur te laten weken. De belangrijkste uitdaging was om de complexe structuur van het katoencellulose te onder de knie te krijgen. Daarnaast zijn er veel stoffen voor oppervlaktebehandeling, kleur­ stoffen en andere vervuilende stoffen die verwijderd moeten worden. De truc bleek uiteindelijk te zitten in de juiste combinatie van temperatuur en zwavel­ zuurconcentratie.

De zoektocht naar de juiste zuurconcen­ tratie, het juiste aantal behandelings­ stappen en temperatuur resulteerde uiteindelijk in een proces dat effectief

ONDERZOEK Volgens wetenschappers kan suiker een belangrijke rol spelen als grondstof in de biobased economy. Voor de chemische industrie kan suiker zelfs fossiele grond­ stoffen vervangen voor de productie van chemicaliën en materialen zoals bioplas­ tics en textielvezels.

Het artikel (Novel sustainable alternatives for the fashion industry: A method of chemically recycling waste textiles via acid hydrolysis) is online> Lund University>

kan worden gebruikt om textiel om te zetten in nieuwe bouwstenen. Toen het team een jaar geleden glucose uit stof­ fen begon te maken, was het rendement

een schamele drie tot vier procent. Nu is dat maar liefst 90 procent.

Het resultaat van het nieuwe proces is een donkergekleurde suikeroplossing.

Video

Plastic scanner Van grondwatervervuiling tot verspreiding van microplastics, plastic afval is een wereldwijd probleem, dat nu nog wordt verergerd door onze afhankelijkheid van plastic wegwerp­ producten die worden gebruikt bij onze inspanningen om de COVID-19-pandemie te bestrijden. Waar we in het Westen kunnen rekenen op gecentraliseerde en vaak geautomatiseerde afvalrecyclinginstallaties, kunnen de meeste lage- en middenin­ komenslanden dat niet. IO-student Jerry de Vos (TU Delft Indus­ trial Design Engineering) besloot dit probleem aan te pakken in zijn Master Graduation project ‘Plastic Identification Anywhere’.

Hij verdedigde zijn proefschrift op 25 februari aan de TU Delft.

Het onderzoek in dit proefschrift toonde aan dat vooral de sorteerfase van het plastic recyclingproces erg tijdrovend en arbeidsintensief is. Die ontdekking leidde tot de centrale on­ derzoeksvraag: welke middelen kunnen worden ontwikkeld om het proces van plastic sortering voor recyclers te versnellen?

Daarom ontwikkelde Vos een systeem die de detectietechno­ logie toegankelijk maakt voor recyclers, speciaal in lage- en middeninkomenslanden. Dat leidde tot een draagbare plastic scanner die driekwart van de kunststoffen die in het dagelijks leven worden gebruikt, kan categoriseren.

Plastic scanner> Meer over het onderzoek>

39 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

NIEUWS

Enterprise Europe Network (EEN) helpt bedrijven bij internationale ambities Het Enterprise Europe Network (EEN) is een initiatief van de Europese Commis­ sie dat ondernemers ondersteunt bij het zoeken van partners om te innoveren en ondernemen in het buitenland. Het Enterprise Europe Network bestaat uit meer dan 600 organisaties in ruim 60 landen.

Databank

Elk bedrijf kan haar aanbod en/of vraag in de vorm van een profiel laten op­ nemen in een databank. Vervolgens wordt het bedrijf onder de aandacht gebracht in het land waarin zij actief wil worden en tegelijkertijd kan ook zelf naar partners worden gezocht. EEN-advi­ seurs helpen actief bij het opstellen van het profiel, dat in een bepaald format wordt opgesteld. Op de EEN-websites staan ook buitenlandse bedrijven die Nederlandse bedrijven en organisaties zoeken voor commerciële of technolo­ gische samenwerking. De EEN adviseurs ondersteunen bij de zoektocht naar een samenwerkingspartner door de contacten binnen het netwerk actief in te zetten. Daarnaast worden regelmatig Company Missions en Match Making

Events georganiseerd. Al deze diensten zijn kosteloos.

Er zijn vijf soorten profielen: • Business Offer: • het bedrijf biedt een product aan Business

• Request: het bedrijf zoekt een

Video: Hoe werkt Enterprise Europe Network

product

• Technology Offer: het bedrijf biedt • •

een technologie aan Technology Request: het bedrijf zoekt een technologie Research & Development Request: de organisatie zoekt samenwerking voor onderzoek

Het kan ook voorkomen dat een be­ drijf zowel een Business Offer als een Business Request heeft (of een andere combinatie). In dat geval worden er twee (of zelfs meer indien van toepassing) profielen gemaakt.

In het profiel wordt de meest essentiële informatie over de aard van het aanbod of vraag opgenomen, het ‘soort’ partner dat men daarbij beoogt en de verwacht­ te samenwerking.

Zodra duidelijk is welk type profiel(en) men wenst voor haar organisatie kan de EEN adviseur het proces van het opstellen van een profiel starten en het binnen korte tijd gepubliceerd hebben in de database.

Ondernemingen kunnen rechtstreeks bij EEN terecht met vragen over het opnemen van een bedrijfsprofiel in de EEN-database. Voor duurzaam bouwen en de creatieve industrie is ir. drs. Hans Kamphuis de contactpersoon: T: +31(0)88 042 1124 M: 06 25 70 82 76 E: hans.kamphuis@rvo.nl Voor materialen is Nils Haarman de contactpersoon: T: +31(0)88 062 5843 M: 06 21 83 94 57 E: nils.haarman@rvo.nl Voor meer informatie kan men terecht op de websites van het Enterprise Europe Network: www.enterpriseeuropenetwork.nl http://een.ec.europa.eu

40 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

AGENDA De corona-crisis maakt het onzeker of evenementen op de werkelijk op de geplande datum zullen plaatsvinden. Veel evenementen worden uitgesteld. Onderstaande agenda geeft de stand van zaken weer per begin mei 2021.

Voor de actuele stand van zaken: www.innovatievematerialen.nl International Conference on Natural Fibers (ICNF) 17 - 19 mei 2021, Funchal

Plastics Recycling World Exhibiti­ on 2021 29 - 30 september 2021, Essen

1st Renewable Materials Confe­ rence, Hybrid 18 - 20 mei 2021, Keulen

Vitrum 2021 5 - 8 oktober 2021, Milaan

Eurasphalt & Eurobitume 15 - 17 juni 2021, Madrid

Deburring EXPO 12 - 14 oktober 2021, Karlsruhe

Rapid.Tech + FabCon 3.D, 22 - 23 juni 2021, Erfurt

Fakuma 12 - 16 oktober 2021, Friederichshafen

16th Coatings Science Internati­ onal 2021 29 juni - 1 juli 2021 , Noordwijk

Euro PM2021 Congress and Exhibition 17 - 20 oktober 2021, Lissabon

Additive Manufacturing Forum 2021 21 - 22 juli 2021, Berlijn

Glazing Summit 2021 21 oktober 2021, Birmingham

Kunststoffen 2021 15 - 16 september 2021, Den Bosch

Architect@Work 2021 Belgium 21 - 22 oktober 2021, Kortrijk

Materials+Eurofinish+Surface 15 - 16 september 2021, Den Bosch

iENA Nuremberg 29 oktober - 1 november 2020, Neurenberg

Material District Utrecht 15 - 17 september 2021, Utrecht

BOUWXPO 12 - 14 november 2021, Kortrijk

Nederlandse Metaaldagen 15 - 17 september 2021, Den Bosch

Fastener Fair Stuttgart 2021 9 - 11 november 2021, Stuttgart

Experience Additive Manufactu­ ring 2021 21 - 23 september 2021, Augsburg

Solids 2022 16 - 17 februari 2022, Dortmund

41 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2021

Innovative Materials, the international version of the Dutch magazine Inno­ vatieve Materialen, is now available in English. Innovative Materials is an in­ teractive, digital magazine about new and/or innovatively applied materials.

Innovative Materials provides information on material innovations, or innovative use of materials. The idea is that the ever increasing demands lead to a constant search for better and safer products as well as material and energy savings. Enabling these innovations is crucial, not only to be competitive but also to meet the challenges of enhancing and protecting the environment, like durability, C2C and carbon footprint.

By opting for smart, sustainable and innovative materials constructors, engi­ neers and designers obtain more opportunities to distinguish themselves.

As a platform Innovative Materials wants to help to achieve this by connec­ ting supply and demand.

Innovative Materials is distributed among its own subscribers/network, but also through the networks of the partners. In 2021 this includes organisati­ ons like M2i, MaterialDesign, 4TU (a cooperation between the four Technical Universities in the Netherlands), the Bond voor Materialenkennis (material sciences), SIM Flanders, FLAM3D, RVO and Material District.