IM22021NL

Nummer 1 2022

FOAMWORK

3D-PRINTEN MET RIOOLAFVAL

SNELLER STAAL ONTWIKKELEN MET DE 3D-MODELLEN VAN DENS

ROADMAP MARKTKANSEN BIOLOGISCH AFBREEKBARE PHA’S

RESTAURAM: HISTORISCH PORSELEIN REPAREREN MET 3D-PRINTER

KVK INNOVATIE TOP 100

Innovatieve Materialen is een vaktijdschrift 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 e­mail: info@innovatievematerialen.nl www.innovatievematerialen.nl

Hoofdredactie: Gerard van Nifterik

Advertenties

Drs. Petra Schoonebeek e­mail: ps@innovatievematerialen.nl

Een digitaal abonnement in 2022 (6 uitgaven) kost € 42,15 (excl. BTW)

KIVI­leden en studenten: € 25,­ (excl. BTW)

Een papieren abonnement in 2021 kost € 75,­ (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).

16 FoamWork

FoamWork is een project van ETH Zürich waarmee wordt onderzocht hoe 3D­printen met schuim (F3DP) kan worden gebruikt om unieke vormen te maken voor functionele, permanente of tijdelijke en recyclebare bekisting bij het gieten van beton. De productie van geometrisch complexe bekistingen voor betonnen elementen en met gebruik van hulpbronnen, leidt vaak tot veel afval en is arbeidsintensief. Om dit soort bekistingen duurzamer te maken, onderzochten de onderzoekers van ETH Zürich de mogelijkheid om mineraalschuim te 3D­printen.

20 3D-printen met rioolafval

Eind vorig jaar besteedde MaterialDistrict aandacht aan biologisch afbreekbare 3D­geprinte kunstwerken die de Nederlandse circulaire ontwerpstudio Omlab ontwikkelde in samenwerking met Fillip Studios. Omlab is gespecialiseerd in circulair biobased design. De studio maakt zoveel mogelijk gebruik van tertiaire grondstoffen ('afval'), en gebruikt geen mineralen, fossiele grondstoffen of chemische toevoegingen. De toepassing van primaire, biobased materialen wordt bovendien zoveel mogelijk beperkt.

22 Sneller staal ontwikkelen met de 3D-modellen van DENS

Op het tweejaarlijkse event van het onderzoeksprogramma Digitally Enhanced New Steel Product Development (DENS) werd afgelopen januari het meest recente 3D­model voor de ontwikkeling van nieuwe staalsoorten gepresenteerd. Onderzoekers van de TU Delft, de TU Eindhoven, de Universiteit Twente en het Max Planck Institut für Eisenforschung uit Düsseldorf hebben hier de afgelopen drie jaar aan gewerkt. In dit model kunnen nu alle fasen gesimuleerd worden die bij het produceren van staal komen kijken. Uiteindelijk doel is het ontwikkelen van het ideale staal: sterk en makkelijk te vervormen.

24 Roadmap marktkansen biologisch afbreekbare PHA’s

Er liggen veel marktkansen voor PHA’s, een familie van plastics die zowel biobased zijn als biologisch afbreekbaar. Invest­NL en Wageningen University & Research gaan nu samenwerken om de marktintroductie van PHA’s te versnellen. Zij hebben daarvoor een roadmap ontwikkeld die laat zien welke PHA’s geschikt zijn voor welke toepassing, wat de kenmerken van logische eerste producten zijn en welke ontwikkelingen er nog nodig zijn.

26 RestaurAM: Historisch porselein repareren met 3D-printer

Het Fraunhofer Instituut voor Keramische Technologieën en Systemen IKTS in Dresden heeft samen met een aantal bedrijven uit Saksen een methode onderzocht om beschadigingen aan porseleinen kunstvoorwerpen, zoals kleine afgebroken porseleinen onderdelen, te repareren met een 3D­printer.

28 KVK Innovatie Top 100

De KVK presenteert elk jaar de KVK Innovatie Top 100, een etalage vol succesvolle innovaties uit het midden­ en kleinbedrijf. Vijftien jaar KVK Innovatietop 100 is terugkijken op 1500 innovatieve producten en diensten van Nederlandse bedrijven.

De kracht van de KVK Innovatie Top 100, is volgens de organisator van de lijst, te laten zien waartoe het Nederlandse mkb in staat is. Aan de KVK Innovatie Top 100 is bewust geen (geld)prijs verbonden. De afgelopen vijftien jaar is deze prijs uitgegroeid tot de grootste en belangrijkste innovatieprijs voor het mkb.

Op nummer 1 van de lijst staat Grown.bio uit Heerewaarden een duurzaam alternatief voor piepschuim ontwikkelde op basis van mycelium.

Omslag: FoamWork van ETH Zürich (Foto: Patrick Bedarf, Digital Building Technologies, pagina 16)

Recyclebare kunststoffen op basis van suikers

vergelijkbare sterkte en taaiheid, maar vertoonde het ook een hoge elasticiteit, en herstelde het na vervorming. Het materiaal behield bovendien haar mechanische eigenschappen nadat het was vermalen en thermische verwerking, de gebruikelijke methode voor het recyclen van kunststoffen.

Afstemmen

Door copolymeren te maken die zowel isoidide­ als isomannide­eenheden bevatten, ontdekten de onderzoekers dat ze de mechanische eigenschappen en afbraaksnelheden onafhankelijk van elkaar konden regelen. Volgens de onderzoekers opent dat de mogelijkheid om de afbreekbaarheid onafhankelijk af te stemmen op een specifiek gebruik zonder de eigenschappen van het materiaal significant te veranderen. Inmiddels is een gezamenlijke octrooiaanvraag ingediend door beide betrokken universiteiten. De onderzoekers zijn nu op zoek naar industriële partners die geïnteresseerd zijn in het in licentie geven van de technologie.

Onderzoekers van de Universiteit van Birmingham (VK) en Duke University (VS), hebben een nieuwe familie van recyclebare polymeren ontwikkeld op basis van duurzame grondstoffen en met dezelfde eigenschappen als gewone kunststoffen. Om deze nieuwe polymeren te maken, gebruikten de wetenschappers isoidide en isomannide als bouwstenen, in plaats van petrochemische derivaten. Beide verbindingen zijn gemaakt van

suikeralcoholen. De op isoidide gebaseerde polymeren bleken een stijfheid en vervormbaarheid te hebben die vergelijkbaar is met die van gewone kunststoffen, en een sterkte die overeenkomt met hoogwaardige technische kunststoffen zoals Nylon­6. Ondanks dat isoidide en isomannide alleen verschillen door de 3D ruimtelijke oriëntatie van twee bindingen ­ stereochemie ­ had het op isomannide gebaseerde materiaal

Het onderzoek ‘Sugar-Based Polymers with Stereochemistry-Dependent 2 Degradability and Mechanical Properties’ werd in januari gepubliceerd in the Journal of the American Chemical Society. Het is online: https://doi. org/10.1021/jacs.1c10278>

Duke University>

4D-printen van Liquid Crystals

4D­printen is een techniek waarmee, gebruikmakend van een 3D­printer ‘slimme’ objecten kunnen worden gemaakt die zelfstandig kunnen bewegen en van vorm veranderen: inklappen, uitklappen, groeien en krimpen, enzovoorts. Dat gebeurt overigens als reactie op omgevingsstimulans, hitte, water, geluid, elektrische spanning en/of trillingen. 4D­geprinte materialen zijn daarmee op te vatten als een soort programmeerbare materie en dat spreekt tot de verbeelding. Wetenschappers in laboratoria over de hele wereld werken momenteel aan het verder ontwikkelen van deze nieuwe en veelbelovende technologie. Zoals onderzoeker Marc del Pozo Puig, Chemical Engineering and Chemistry (CEC) van de Technische Universiteit Eindhoven, die een slimme inkt ontwikkelde die op allerlei omgevingsprikkels reageert. Op 22 december 2021 promoveerde hij aan de Technische Universiteit Eindhoven.

Reversibele vormverandering moest tot nu toe altijd onder water plaatsvinden. Maar dankzij de ‘slimme inkt’ die CEC­promovendus Marc del Pozo Puig ontwikkelde, moet dat binnenkort ook onder normale omstandigheden kunnen. Zijn inkt is bovendien gevoelig voor licht, waardoor er een heel scala aan nieuwe toepassingen mogelijk zijn.

Volgens de TUE­onderzoeker zit de truc in het gebruik van vloeibare kristallen, Liquid Crystals (LC). Voor 4D­printing worden momenteel verschillende slimme materialen gebruikt. Meestal zijn dat shape memory­polymeren of hydrogels. Nadeel van de eerste is dat de bewegingen niet reversibel zijn. Vormveranderingen kunnen wel in de lucht plaatsvinden, maar zijn eenmalige bewegingen. Bij hydrogels kunnen de bewegingen wel heen en weer, maar dat werkt alleen onder water.

Een flexibeler materiaal, dat in verschillende omgevingen reversibel reageert op verschillende stimuli, was er nog niet. Liquid Crystals daarentegen kunnen op

meerdere manieren worden aangepast door de chemische samenstelling en moleculaire ordening te variëren. Dat maakt het mogelijk om materialen te ontwerpen waarvan de beweging heel precies kunnen worden gecontroleerd. Bovendien waren Del Pozo en zijn collega's in staat om de eerste 3D­LCinkt te produceren die lichtgevoelig is. Door bijvoorbeeld licht en temperatuur te combineren kunnen 4D­objecten worden gemaakt die op verschillende manieren transformeren.

Marco del Pozo promoveerde op 22 december op zijn onderzoek onder de titel ‘4D Printing of Liquid Crystals’ aan de faculteit Chemical Engineering and Chemistry van de Technische Universiteit Eindhoven TUE. Het artikel is online (pdf)>

Meer bij de TUE>

Een door Del Pozo geprinte vlinder. De breedte is ongeveer 70 micrometer (Foto: Marc del Pozo Puig)

Marc del Pozo Puig

Een alternatief voor katoen: lisdodde

De katoenteelt en fabricage van katoen heeft een grote, negatieve impact op het milieu. Dat zit vooral in het land­ en watergebruik, de hoeveelheid pesticiden die worden gebruikt en de CO2 ­uitstoot die vrijkomt bij het transport. Dat kan misschien anders, en wel met lisdodde (rietsigaar) RietGoed is een onderzoeksproject naar het maken van textiel van de vezels van rietsigaren. Het idee is in 2021 uitgeroepen tot winnaar van de landelijke challenge ‘producten van natte vezelgewassen’. Momenteel werkt RietGoed aan de ontwikkeling van het eerste echte product: een droogdoek gemaakt van de rietsigaar. RietGoed is een project van Iris Veentjer, ontwerper en eigenaar van Studio i Focus.

Nederland bestaat voor een groot deel uit een veenweide landschap: gebieden die nu gebruikt worden voor traditionele landbouw. In die gebieden wordt het grondwater weggepompt om het land droog te houden. Deze kunstmatige lage grondwaterstand zorgt voor oxidatie van het veen en dat leidt tot extra uitstoot van CO2 en tot bodemdaling. In het klimaatakkoord is afgesproken dat de CO2­uitstoot flink moet worden teruggebracht. Daarvoor kijkt de overheid onder andere naar alternatieve landbouw. Eén van die alternatieven is de natte teelt: het telen van planten die in het water groeien. De lisdodde is er daar één van. Lisdodde of rietsigaar is een plant die ervoor zorgt dat veengrond niet uitdroogt maar behouden blijft. Veengrond slaat CO2 op, en zolang de veengrond behouden blijft komt die CO2 ook niet in de lucht.

Om de vezels uit de plant te halen, zijn drie verschillende technieken gebruikt: mechanisch extraheren (door te persen en te walsen), met behulp van chemicaliën en op basis van natuurlijke rottingsprocessen. De verschillende vezels zijn vervolgens verwerkt tot garen waarbij diverse technieken zijn uitgepro­

RietGoed

RietGoed valt onder het Startup in Residence programma, waarin de overheid samenwerkt met startups aan snelle en slimme oplossingen voor actuele problemen. Voor het ontwikkelen van het eerste prototype ontving Studio i Focus een bijdrage uit het innovatiebudget van het Ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit.

beerd. Uiteindelijk leverde dat een grof weefsel op dat moet worden gezien als proof of principle.

De volgende stap is om in de loop van het jaar een machine te ontwikkelen, speciaal voor de winning van vezels uit lisdodde. Doel is om eind 2022 dan daarmee garens te kunnen spinnen waarmee industriële weefsels kunnen worden gemaakt.

Meer bij RietGoed>

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

10 - 12 May – Cologne, Germany

The stars of Renewable Materials meet in Cologne 1

The unique concept of presenting all renewable material solutions at one event hits the mark: bio-based, CO 2 -based and recycled are the only alternatives to fossil-based chemicals and materials. Preliminary program available.

First day

• Bio- and CO 2 -based Refineries

• Chemical Industry, New Refinery Concepts

• Chemical Recycling

Second day

• Renewable Chemicals and Building Blocks

• Renewable Polymers and Plastics – Technology and Markets

• Fine Chemicals (parallel session)

• Innovation Award

Third day

• Latest nova Research

• The Policy & Brands View on Renewable Materials

• Biodegradation

• Renewable Plastics and Composites

Nieuwe technologie ziet verschil tussen twaalf verschillende soorten plastic

Een Deens onderzoeksproject heeft geleid tot de ontwikkeling van een nieuwe cameratechnologie om het verschil te zien tussen twaalf verschillende soorten plastic en op basis daarvan plastic te sorteren op chemische samenstelling. De nieuwe techniek kan onderscheid maken tussen PE, PP, PET, PS, PVC, PVDF, POM, PEEK, ABS, PMMA, PC en PA12. Samen vormen deze plastics de overgrote meerderheid van huishoudelijk plastic afval. Het project wordt geleid door de afdeling Bio­ en Chemische Technologie, Universiteit van Aarhus. Andere participanten in het project zijn de Afdeling Elektrische en Computertechnologie, Universiteit van Aarhus, Vestforbrænding, Dansk Afaldsminimering en PLASTIX.

Plastic is een term die een enorme hoeveelheid materialen omvat met verschillende chemische verbindingen, eigenschappen en uiterlijk. Daarom kan

het moeilijk zijn om het verschil tussen de verschillende soorten plastic te zien, wat sorteren en recyclen moeilijk maakt. De hyperspectrale cameratechnologie maakt het mogelijk de chemische samenstelling van het materiaal te detecteren op basis waarvan het plastic in schonere fracties kan worden gesorteerd.

Tegenwoordig worden kunststoffen voornamelijk gesorteerd met nabij­infraroodtechnologie (NIR) of via dichtheidstesten (of de kunststoffen drijven/zinken in water). De twee methoden kunnen bepaalde soorten plastic sorteren, maar volgens de betrokken onderzoekers niet met dezelfde nauwkeurigheid als de nieuwe cameratechnologie. Bestaande methodes resulteren bovendien in meer gemengde kunststoffracties, waardoor het moeilijker wordt om het afvalplastic te recyclen.

Om ervoor te zorgen dat kunststoffen recyclebaar zijn in de conventionele

industrie, moet de zuiverheid ervan ten minste 96 procent per polymeertype zijn. Dat betekent dat het plastic nagenoeg helemaal schoon gesorteerd moet worden op basis van de chemische samenstelling van het plastic. De technologie is getest op pilotschaal en als alles volgens plan verloopt, wordt deze naar verwachting in het voorjaar van 2022 geïmplementeerd bij PLASTIX en Dansk Afaldsminimering.

Het onderzoek werd in januari dit jaar gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Vibrational Spectroscopy onder de titel ‘Plastic classification via in-line hyperspectral camera analysis and unsupervised machine learning’ en is online>

Meer bij de Deense branche-organisatie Plastindistrien>

Supergelei

Onderzoekers van de Cambridge University (VK) hebben een gelei­achtig materiaal ontwikkeld dat weliswaar voor tachtig procent uit water bestaat, maar bestand is tegen de druk van een olifant als die erop zou gaan staan. Sterker nog, het materiaal herstelt zich vervolgens naar zijn oorspronkelijke vorm, ook al bestaat het voor dus voor het overgrote deel uit water. Het zachte maar dus oersterke materiaal, ziet eruit en voelt aan als een gelei, maar gedraagt zich als een ultrahard, onbreekbaar glas wanneer het wordt samengeperst. Het niet­watergedeelte van het materiaal bestaat uit een netwerk van polymeren die bij elkaar worden gehouden door omkeerbare aan/uit­interacties die de mechanische eigenschappen van het materiaal regelen. Volgens Cambridge is dit de eerste keer dat zo'n significante weerstand tegen compressiesysteem is verwerkt in een zacht materiaal.

De manier waarop materialen zich gedragen ­ of ze nu zacht of stevig, bros of sterk zijn ­ hangt af van hun moleculaire structuur. Rekbare, rubberachtige hydrogels hebben veel interessante ei­

genschappen waardoor ze een populair onderzoeksonderwerp zijn ­ zoals taaiheid en zelfherstellende eigenschappen. Maar interessant of niet, het is een hele uitdaging om hydrogels te maken die bestand zijn tegen compressie zonder kapot te gaan.

Om materialen te maken met de gewenste mechanische eigenschappen, gebruikte het team crosslinkers, waarbij twee moleculen via een chemische binding met elkaar worden verbonden. De wetenschappers gebruikten daarvoor holle, tonvormige moleculen, zogenaamde ‘cucurbiturilen’. Zo’n cucurbituril is het verknopende molecuul dat twee gastmoleculen in een holte vasthoudt. Een ‘moleculaire handboei’, noemden de onderzoekers dat. Ze ontwierpen gastmoleculen die er de voorkeur aan geven langer dan normaal in de holte te blijven, waardoor het polymeernetwerk nauw verbonden blijft en bestand bleek te zijn tegen compressie.

Om glasachtige hydrogels te maken, koos het team specifieke gastmoleculen voor de ‘handboei’. Door de moleculaire structuur van gastmoleculen in de

handboei te veranderen, kon de dynamiek van het materiaal dusdanig worden beïnvloed dat de mechanische prestaties van de uiteindelijke hydrogel varieerden van ‘rubberachtig’ tot ‘glasachtig’. De 'supergelei' kan volgens Cambridge worden gebruikt voor een breed scala aan potentiële toepassingen, waaronder zachte robotica, bio­elektronica of zelfs als kraakbeenvervanging voor biomedisch gebruik. De resultaten werden inmiddels gepubliceerd in het tijdschrift Nature Materials.

Zehuan Huang et al. ‘Highly compressible glass­like supramolecular polymer networks.’ Nature Materials (2021). DOI: 10.1038/s41563­021­01124­x.

Meer bij Cambridge University>

3D-printen in het groot: ENLARG3D

Poly Products (Werkendam) introduceert ENLARG3D als nieuwe merknaam om alle activiteiten met betrekking tot 3D printen naar de markt te brengen. 3D printen als vormgevingstechnologie met kunststof materialen geven dermate grote kansen voor huidige maatschappelijke­ en marktvragen dat deze helder en duidelijk gecommuniceerd moeten worden.

De eerste grootformaat printer van Poly Products is in het najaar van 2019 in gebruik genomen. Deze printer levert

producten waarbij tenminste één van de afmetingen van het product groter is dan 0,5 meter. ENLARG3D komt in haar kracht bij producten met product afmetingen van meerdere meters. De verwerkte materialen zijn voornamelijk PETG, recycled PETG of PP gevuld met een ‘short fibre’ voor meer sterkte en minder krimp. Ontwerpers die unieke stuks, kleine series op groot formaat in kunststof willen printen zijn precies aan het goede adres bij ENLARG3D.

Door 3D­prints samen te stellen, zijn volgens het bedrijf nagenoeg alle vormen mogelijk. Maximale afmetingen bestaan eigenlijk niet.

In de komende periode zullen de activiteiten van ENLARG3D verder worden uitgebreid door investeringen in infrastructuur, hard­ en software en het aangaan van strategische samenwerkingen, allen gericht op grootformaat kunststof geprinte producten.

Meer bij www.enlarg3d.nl.

Slim materiaal voor isolerende dakbedekking

De huidige zogenaamde dakkoelsystemen, zoals reflecterende coatings of tegels, hebben lichtgekleurde oppervlakken die huizen koelen door zonlicht te weerkaatsen. Deze systemen zenden ook een deel van de geabsorbeerde zonnewarmte uit als thermisch­infraroodstraling. Het probleem met veel koeldaksystemen is dat ze in de winter warmte blijven uitstralen, wat de stookkosten opdrijft.

Een team van wetenschappers, onder leiding van prof. Junqiao Wu, Materials Sciences Division van Berkeley Lab, heeft nu een nieuw materiaal ontwikkeld dat energiebesparingen mogelijk maakt door de stralingskoeling in de winter automatisch uit te schakelen. Het materiaal ­ temperature­adaptive radiative coating (TARC) ­ houdt volgens Berkeley huizen in de winter warm en koel in de zomer, zonder dat er aardgas of elektriciteit wordt verbruikt.

Metalen zijn doorgaans goede geleiders van elektriciteit en warmte. In 2017 ontdekten Berkeley­onderzoekers dat elektronen in vanadiumdioxide zich als

metaal voor elektriciteit gedragen, maar als isolator voor warmte. Ze geleiden elektriciteit goed zonder veel warmte af te geven.

Vanadiumdioxide onder ongeveer 67 graden Celsius is transparant voor ther­

misch­infrarood licht. Maar zodra vanadiumdioxide 67 graden Celsius bereikt, schakelt het over naar een metaaltoestand en absorbeert het thermischinfrarood licht. Dit vermogen om van de ene fase naar de andere over te schakelen ­ in dit geval van een isolator naar een metaal ­ is typisch voor wat bekend staat als een faseovergangsmateriaal. Om te onderzoeken hoe vanadiumdioxide zou presteren in een daksysteem, maakte het team een TARC­plaatje van van twee bij twee centimeter. Een draadloos meetapparaat registreerde continu en gedurende meerdere dagen reacties op veranderingen in direct zonlicht en buitentemperatuur van zowel het TARC­plaatje, als van een commercieel donker dakmonster en een commercieel wit dakmonster. De onderzoekers gebruikten de gegevens van het experiment vervolgens om met een speciaal ontwikkeld model te simuleren hoe TARC het hele jaar door zou presteren in steden in vijftien verschillende klimaatzones in VS.

De onderzoekers ontdekten dat TARC beter presteert dan bestaande energiebesparende dakcoatings in twaalf van de vijftien klimaatzones, met name in

Kaichen Dong (links) en Jiachen Li passen een apparaat met Pulsed Laser Deposition (PLD) aan dat is gebruikt om de TARC smart-roofcoating te ontwikkelen (Bron: Thor Swift/Berkeley Lab)

Monsters van de temperatuuradaptieve stralingscoating. Het materiaal ziet eruit als plakband en kan op een dak worden aangebracht (Bron: Thor Swift/Berkeley Lab)

regio's met grote temperatuurschommelingen tussen dag en nacht (zoals de San Francisco Bay Area), of tussen winter en zomer (zoals New York).

Volgens de onderzoekers zou daarmee het gemiddelde huishouden met TARC op het dak tot tien procent elektriciteit kunnen besparen.

Het team is nu van plan om grotere TARC­prototypes in de praktijk te testen. De technologie is beschikbaar voor licenties en samenwerking.

Neem bij interesse contact op met het Intellectual Property Office van Berkeley Lab, ipo@lbl.gov.

Bron Berkeley>

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Science onder de titel 'Temperature-adaptive radiative coating for all-season household thermal regulation’.

DOI: 10.1126/science.abf7136

Technieken voor o.a.:

- Ontstoffing van productieruimtes (MAC)

- Reduceren van geuremissies (NER)

- Reduceren van stofemissies (NER)

Componenten die wij o.a. kunnen leveren:

- Natfilters & Droogfilters

- Cyclonen

- Gaswassers

- Topsteen- / Frogreinigers

- Naverbranders

Projecten kunnen turn-key worden uitgevoerd

Wij garanderen de emissie & grenswaarden

Engineering, bouw en onderhoud in eigen beheer

Opstelling voor een rooftop experiment in de East Bay Hills. Gegevens van het experiment werden gebruikt om te simuleren hoe TARC het hele jaar door zou presteren in steden die vijftien verschillende klimaatzones in de continentale VS vertegenwoordigen (Bron: Junqiao Wu)

Hoog vacuüm stofzuiginstallatie

Natfilter met slibtransporteur

Frogreiniger

Circulose: recycling van duizenden tonnen textiel

Afgelopen december heeft het Zweedse recyclebedrijf Renewcell meerjarige inkoopovereenkomsten gesloten met drie verschillende Europese textielsorteerders1. De betrokken bedrijven zullen elk jaar duizenden tonnen textielafval aanleveren voor recycling in de nieuwe recyclingfabriek van Renewcell in Sundsvall.

Upcycling

Renewcell werd opgericht in 2012 door medewerkers van het KTH Royal Institute of Technology in Stockholm. Het bedrijf zegt een stimulans te willen zijn voor een industriële evolutie naar een duurzame wereld door hoogwaardige materialen te produceren uit gerecycled textiel. Door het gepatenteerde proces is Renewcell in staat om celluloseachtig textielafval, zoals katoenen kleding, te upcyclen en om te zetten in een nieuw materiaal onder de naam Circulose.

Circulose

Circulose ­ een acroniem van Circular Cellulose ­ is een merkproduct van

oplospulp dat Renewcell volledig maakt van textielafval, zoals versleten jeans en afval van de textielindustrie. Pulpcellulose is een tussenproduct dat de textielindustrie gebruikt om allerlei soorten

geregenereerde vezels te vervaardigen (zogenaamde 'man­made cellulosevezels'). Het enige verschil met Circulose is dat de laatste is gemaakt is van textielafval in plaats van hout.

Balen met afgedankte jeans (Foto: Alexander Donka/Renewcell)

Demin snippers (Foto: Emil Nordin/Renewcell)

Vellen Circulose (Foto: Alexander Donka/Renewcell)

Renewcell verwerkt gebruikte kledingstukken en textielproductieafval met een hoog cellulosegehalte, zoals katoen of viscose. Het textiel wordt versnipperd, opengeknoopt, opengeritst, ontkleurd en omgezet in een slurry. Verontreinigingen en andere niet­cellulosehoudende componenten worden gescheiden van de slurry die vervolgens wordt gedroogd om een pure, natuurlijke Circulose­oplospulp te produceren, gemaakt van 100

procent gerecycled textiel. De vellen Circulose worden uiteindelijk weer gebruikt voor de textielproductie als vervanging voor nieuwe materialen zoals katoen, olie en hout.

1 SOEX in Duitsland, Texaid in Zwitserland en Sysav in Zweden

Meer bij Renewcell>

Vijf miljoen ton Europees textielafval per jaar

Volgens het Europees Milieuagentschap (EEA) komt er alleen al in Europa jaarlijks meer dan vijf miljoen ton textielafval vrij. Ongeveer een vijfde van dit bedrag wordt ingezameld voor een of andere vorm van hergebruik, recycling voor stoffering, isolatie of vodden of voor export naar andere landen. De rest gaat verloren bij het gewone huisvuil en belandt ofwel op de vuilstort ofwel in de verbrandingsoven. De kwestie van het beheer van textielafval is een prioriteit binnen de EU en vanaf 2025 zullen nieuwe verplichte vereisten voor gescheiden inzameling en voorbereiding voor recycling van textielafval gelden voor alle lidstaten.

23 – 24 March • Hybrid Event

Leading Event on Carbon Capture & Utilisation

• Strategy & Policy

• Green Hydrogen Production

• Carbon Capture Technologies

• Carbon Utilisation (Power-to-X): Fuels for Transport and Aviation, Building Blocks, Bulk and Fine Chemicals, Advanced Technologies, Artificial Photosynthesis

• Innovation Award “Best CO2 Utilisation 2022”

Versnipperd textielafval (Foto: Alexander Donka/Renewcell))

Bijzonder kwartsglas met Sol-Gel technologie

De Sol­Gel methode werkt met het geleren van een vloeistof met SiO2 bij kamertemperatuur die dan in de gewenste vorm wordt gegoten. Na het drogen in de vorm wordt deze verwijderd. Daarna wordt het gevormde product in een geconditioneerde droogoven verder gedroogd. Ten slotte wordt het product bij een temperatuur van circa 1400 °C gesinterd. Tijdens het sinteren verdicht het product tot de gevraagde afmetingen. Dit heeft een krimp van 50 % tot gevolg. Op deze manier kan zowel transparant en ondoorzichtig en zwart kwartsglas worden gemaakt. IQS GmbH in Ilmenau heeft het proces met Sol­Gel verder ontwikkeld en verfijnd. Zij zijn erin geslaagd drie soorten kwartsglazen te ontwikkelen met bijzondere eigenschappen.

Transparant

Het eerste type is het transparante Verusil; een synthetisch kwartsglas met een zeer hoge chemische zuiverheid. Verusil heeft een OH­gehalte van 300 ppm. Verusil wordt vooral gebruikt in optische, analytische en technische

toepassingen. Door een extra stap in het zuiveringsproces toe te passen, kan de chemische verontreiniging van Verusil desgewenst verder worden verbeterd en kan het gehalte aan OH­groepen tot bijna nul worden teruggebracht.

Thermische eigenschappen

• Uitzettingscoëfficiënt: 5,5 x 10ˉ7 (20 ­ 500 °C)

• Verwekingstemperatuur : 1460°C

• Maximale gebruikstemperatuur: 1100 °C ­ kortdurend

• Maximale gebruikstemperatuur langdurig: 925 °C

Witte ondoorzichtige materialen

Het ondoorzichtige Diffusil® is verkrijgbaar in drie verschillende typen, ieder bestemd voor een specifieke toepassing. Diffusil®-UV is een ondoorzichtig materiaal met de hoogste chemische zuiverheid en de beste optische homogeniteit van de Diffusil® familie. Voor de productie worden alleen synthetische grondstoffen van de hoogste zuiverheid gebruikt. Diffusil®­UV heeft een monomodale grootteverdeling van kleine gasbelletjes met een diameter van ongeveer 4 μm in het materiaal. Met hun bijna perfecte bolvorm fungeren deze als ideale optische verstrooiingscentra en bieden ze een bijna Lambertiaanse verstrooiingskarakteristiek. De hoeveelheid en grootte van de gasbellen in het materiaal kan worden aangepast aan de wensen van de klant. Het materiaal is bij uitstek geschikt voor gebruik als optische diffusor in een breed golflengtebereik van UV­ tot IR­golflengte.

IQS biedt vier verschillende opaciteiten met aangepast strooilichtgedrag door het aantal bellen te wijzigen:

Diffusil®­UV300: ca. 300 miljoen bellen/cm³

Diffusil®­UV500: ca. 500 miljoen bellen/cm³

Diffusil®­UV1000: ca. 1.000 miljoen bellen/cm³

Diffusil®­UV2000: ca. 2.000 miljoen bellen/cm³

Diffusil®-S is een ondoorzichtig materiaal dat voldoet aan de hoge zuiverheidseisen voor gebruik in de halfgeleiderindustrie. Het bevat een hoger aantal, maar aanzienlijk kleinere gasbellen van ca.

4 μm vergeleken met andere concurrerende materialen. Dit resulteert in verbeterde thermische en optische eigenschappen van dit materiaal. De hoge reflectiviteit voor infraroodstraling maakt het het ideale materiaal voor gebruik in ovenprocessen bij de vervaardiging van halfgeleiders en zonnecellen.

omdat het verwekingspunt hoger is. Diffusil®­T bevat ook gelijkmatig verdeelde gasbellen met een diameter van ongeveer 4 μm. De hoeveelheid en grootte van de gasbellenzijn echter vast en kunnen niet speciaal worden aangepast. Diffusil®­T wordt voornamelijk gebruikt in toepassingen bij hoge temperaturen. Het wordt bijvoorbeeld toegepast bij smeltkroezen. Maximale werktemperatuur (langdurig) is 1050 °C.

Zwart kwartsglas

De derde groep is de recent ontwikkelde Zerosil; zwart gesmolten silicaglas met uitstekende optische absorptie­eigenschappen. Het wordt vervaardigd met behulp van synthetische grondstoffen via een Sol­Gel­proces. Zerosil combineert de hoge chemische zuiverheid met de uitstekende optische en thermische eigenschappen. Zerosil heeft een uniform zwart uiterlijk. Dit wordt bereikt door de fijn verdeelde, lichtabsorberende koolstofnanodeeltjes van ca. 100 nm diameter in het glas.

De extreem homogeen verdeelde gasbellen in het materiaal creëren het ondoorzichtige uiterlijk van Diffusil®­UV . Ze zijn verantwoordelijk voor een bijna Lambertiaans strooilichtgedrag van het materiaal.

Diffusil®-T wordt vervaardigd uit een mix van synthetisch geproduceerde grondstoffen en grondstoffen van natuurlijke oorsprong met behulp van een speciaal Sol­Gel proces. Door de speciale mix van grondstoffen kan het vooral in hogere temperatuur bereik worden gebruikt,

Zerosil fused silica wordt voornamelijk gebruikt in optische en thermische toepassingen.

IQS GmbH

Ehrenbergstrasse 11

98693 Ilmenau

Tel.: +49-3677-20052-0

info@iqs.glass

http://iqs.glass

Constructieve betrouwbaarheid van biobased bouwmaterialen

Bouwmaterialen voor dragende constructies moeten aan hoge eisen voldoen. Voordat biobased materialen kunnen worden toegepast, dient inzicht verkregen te worden in het behoud van de constructieve betrouwbaarheid over langere tijd. Dit kan worden gedaan door de materialen in de open lucht aan de elementen bloot te stellen en deze na verloop van tijd te onderzoeken. Dat duurt echter jaren. Om veel sneller over zulke verouderingsgegevens te kunnen beschikken, kan een klimaatkamer worden ingezet om verweringsinvloeden te versnellen.

Binnen het kader van het zogenaamde BRIC­project (Biobased Renewable Innovative Constructions) voert Avans Hogeschool versnelde verouderingsproeven uit van de door de project partners ontwikkelde circulaire biobased biocomposiet profielen. Deze balken kunnen na jarenlang gebruik in een gebouw weer worden omgesmolten tot nieuwe balken en hebben daardoor een zeer gunstige milieu footprint.

In de klimaatkast kunnen composiet

profielen versneld aan een hoge belasting UV­straling, vocht en temperatuur worden blootgesteld. Hierdoor kan in enkele weken of maanden de schade worden gereproduceerd, zoals die in de open lucht na maanden of jaren pas optreedt.

Tijdens het onderzoek worden de samples blootgesteld aan een cyclus van achtereenvolgens hoge intensiteit UV­straling, regen en condens. Dit alles ook nog eens bij een temperatuur van 50 °C. Een cyclus duurt twaalf uur en wordt herhaald tot de samples 2500 uur in de machine hebben gezeten. Wat direct opvalt is dat het materiaal er anders uit ziet. Dit hoeft nog niet te betekenen dat het materiaal zijn stevigheid is verloren. Van de geteste samples zullen vervolgens de mechanische eigenschappen worden bepaald. Hierbij wordt onder andere getest hoe snel het materiaal breekt of buigt wanneer er een kracht op wordt uitgeoefend. Deze data wordt vervolgens vergeleken met die van het originele materiaal. Uiteindelijk

wordt vastgesteld of de profielen aan de eisen voldoen. Mocht dit niet zo zijn dan kunnen op basis van de resultaten uit dit onderzoek de materialen worden voorzien van een andere beschermlaag of kan er gekozen worden om een net iets andere samenstelling te gebruiken. Millvision ­ producent van biocomposiet ­ gaat deze resultaten uit de klimaatkast vergelijken met de samples die zij in Raamsdonksveer al jaren buiten hebben liggen. Op basis van die vergelijking kan vervolgens een ijklijn worden bepaald.

bij Coebbe>

Biobased balk (Millvision)

Meer

BRIC>

Video Millvision: productie biobased balken

Nieuw plantaardig composiet: taai als bot en hard als aluminium

Houten celwanden zijn opgebouwd uit vezels van cellulose; de belangrijkste structurele component van alle planten en algen. Binnen elke vezel bevinden zich versterkende nanokristallen van cellulose, (cellulose nanocrystals of CNC's): ketens van organische polymeren die zijn gerangschikt in bijna perfecte kristalpatronen. Op nanoschaal zijn CNC's sterker en stijver dan Kevlar. Als de kristallen in aanzienlijke hoeveelheden in materialen zouden kunnen worden verwerkt, zouden CNC's een route kunnen zijn naar sterkere, duurzamere, biobased kunststoffen. En dat is precies wat een onderzoeksteam van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) voor ogen had.

Klonteren

Afgelopen jaren hebben wetenschappers het gebruik van nanokristallen van cellulose onderzocht, die via zure hydrolyse uit cellulosevezels kunnen worden geëxtraheerd. De uitzonderlijk sterke kristallen kunnen worden gebruikt als natuurlijke versterkingen in op polymeer gebaseerde materialen. Maar tot dusver slaagden wetenschappers er alleen maar in om lage fracties aan CNC's op te nemen; het gevolg van de neiging van de kristallen om te klonteren en zich bovendien slecht binden aan polymeermoleculen.

3D-printer

Het MIT­team wilde een composiet ontwikkelen met een hoog percentage CNC's, dat dat bovendien goed kon worden vervormd. Ze mengden eerst een opgelost synthetisch polymeer met commercieel verkrijgbaar CNC­poeder tot een gel. Ze gebruikten een ultrasone sonde om eventuele klontjes cellulose in de gel stuk te maken, waardoor het waarschijnlijker werd dat de gedisper­

geerde cellulose een goede binding zou aangaan met de polymeermoleculen. Ze voerden een deel van de gel door een 3D­printer en goten de rest in een mal. Vervolgens lieten ze de geprinte monsters drogen. Tijdens het proces kromp het materiaal en bleef een solide composiet achter dat voornamelijk uit cellulose­nanokristallen bestond. De organische kristallen nemen ongeveer 60 tot 90 procent van het materiaal in beslag ­ de hoogste fractie CNC's die tot nu toe in een composiet is bereikt. De onderzoekers ontdekten dat het op cellulose gebaseerde composiet sterker

en taaier is dan sommige soorten bot, en harder dan typische aluminiumlegeringen. Het materiaal heeft een fysieke microstructuur die lijkt op parelmoer.

MIT>

Het onderzoek werd afgelopen februari gepubliceerd in Cellulose onder de titel ‘Printable, castable, nanocrystalline cellulose-epoxy composites exhibiting hierarchical nacre-like toughening’.

Een tand die door het team is geprint op de achtergrond houtcellen (Bron: met dank aan de onderzoekers, bewerkt door MIT News)

FoamWork

Eind januari besteedde MaterialDistrict aandacht aan een ‘FoamWork’, een project van ETH Zürich. Het project onderzoekt hoe 3D­printen met schuim (F3DP) kan worden gebruikt om unieke vormen te maken voor functionele, permanente

of tijdelijke en recyclebare bekisting bij het gieten van beton. De productie van geometrisch complexe bekistingen voor betonnen elementen en met gebruik van hulpbronnen, leidt vaak tot veel afval en is arbeidsintensief.

Om dit soort bekistingen duurzamer te maken, onderzochten de onderzoekers van ETH Zürich de mogelijkheid om mineraalschuim te 3D­printen. De minerale composietelementen van ETH Zürich kunnen tot 70 procent beton

besparen, zijn lichter en hebben prima isolatie­eigenschappen. De printbare mineraalschuimen op basis van gerecycled afval zijn ontwikkeld bij ETH Zürich in samenwerking met FenX AG.

Als proof­of­concept maakten de Zwitserse onderzoekers een geribbelde plaat van 2 x 1,3 m met puntsteunen in elke hoek. De geometrie van de ribben is geoptimaliseerd door de krachtlijnen te volgen (zie video). Die geometrie vereiste 24 bekistingselementen in twaalf unieke vormen.

Alle schuimelementen werden gemaakt met een 3D­schuimprinter. Ze werden handmatig in de juiste positie geplaatst, waarna er tussen de schuimelementen ultrahoogwaardig vezelversterkt beton werd gestort. Na uitharding werd de bekisting van het prototype verwijderd en werd het constructieve bouwelement afgemaakt.

De nieuwe methode kan volgens ETH Zürich een behoorlijke invloed hebben op het verantwoord en duurzaam gebruik van hulpbronnen en energie in de bouw. Het maakt de productie mogelijk van geometrisch complexe schuimelementen die met conventionele methodes onhaalbaar en verspillend waren. De met F3DP geproduceerde schuimvormen kunnen worden gebruikt als blijvende toepassingen of worden verwijderd en gerecycled voor het printen van de volgende bekisting.

Foto’s: Patrick Bedarf (Digital Building Technologies)

dbt.arch.ethz.ch/project/foamwork

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.

Wellboard

Wellboard is een soort golfkarton gemaakt van 100 procent heet geperste cellulose (houtpulp). Doordat het heet is geperst kan het worden gevormd zonder toegevoegde lijm. Wellboard kan worden gesneden met een waterstraal of laser; het kan worden gemalen, gefreesd, geperforeerd en verlijmd door fineerpers. Het heeft rondingen of hoeken en kan worden versierd met verf of kleurvernis.

Twincolour

Twincolour is een MDF­plaatmateriaal van FINSA bestaande uit twee lagen 3 mm zwarte HDF en een kern van grijze MDF. Door de dunne lagen is Twincolour goed freesbaar en daardoor zeer geschikt voor decoratieve toepassingen. Er zijn veel mogelijkheden om het plaatmateriaal af te werken (vernis, was of blanke lak), waardoor er een grote variatie aan esthetische effecten ontstaat.

Twincolour bevat geen giftige pigmenten en bevat een lage concentratie formaldehyde (classificatie E1).

Meer bij MaterialDistrict>

Spalted maple

Spalted esdoornhout moet een gecontroleerd en natuurlijkke verouderingsproces doorlopen voordat het kan worden verwerkt. De prominente zwarte lijnen en kleurscharkeringen in het hout zijn natuurlijk en worden veroorzaakt door een chemische reactie tussen twee verschillende soorten schimmel die hun territorium afschermen. Vermont Wildwoods heeft een biomimicry­systeem ontwikkeld om hout opzettelijk te laten verouderen om hetzelfde resultaat te bereiken als in de natuur. Het proces is 100 procent natuurlijk en creëert unieke patronen op elk stuk hout.

Meer bij MaterialDistrict>

Meer bij MaterialDistrict>

Wae vloertegelcollectie

De bijzondere vloertegels met geometrische motieven zijn gemaakt van afval dat is ontstaan bij grote tapijttegelproducenten in Nederland, Interface, Tarkett en anderen. Studio Wae heeft samenwerkingscontracten met deze bedrijven om de levenscyclus van deze afvalstoffen te verlengen. De ontwerpen zijn geïnspireerd op MC Esher. Studio Wae heeft 7000 m2 vloerbedekking geleverd voor de TU Tilburg, Nederland.

Meer bij MaterialDistrict>

Cork Polymer Compounds

De I.cork­fabriek van Amorim Cork Composites ontwikkelde een reeks biocomposieten van kurk CPC's (Cork Polymer Compounds) die de vormbaarheid van kunststoffen en de lichtheid en duurzaamheid van kurk combineren. Het materiaal is bovendien biobased en hebben daardoor een relatief lage CO₂­voetafdruk. CPC's zijn geschikt voor toepassingen in verschillende marktsegmenten die op zoek zijn naar een hoogwaardig, biogebased alternatief voor kunststoffen.

Meer bij MaterialDistrict>

Keramiek van eierschalen

De Nederlandse ontwerpster Laura van de Wijdeven van Atelier LVDW ontwikkelde een keramiekachtig materiaal van eierschalen dat ook biologisch afbreekbaar is. Eggshell Ceramic, zoals het materiaal wordt genoemd, is een biologisch afbreekbaar maar sterk materiaal, dat eruitziet als keramiek, maar net zo licht is als karton . Het materiaal kan worden gebruikt als duurzamere vervanging voor producten voor eenmalig gebruik.

Bamboe paviljoen

Meer bij MaterialDistrict>

Het Chinese architectenbureau LIN Architecture ontwierp een meanderend paviljoen dat volledig van bamboe is gemaakt als leerproject gezamenlijk ecologisch bouwen. Het bouwwerk, simpelweg Bamboo Pavilion genoemd, bevindt zich in Chongming, een natuurgebied dat populair is bij toeristen in de buurt van Shanghai.

Meer bij MaterialDistrict>

3D-printen met rioolafval

Eind vorig jaar besteedde MaterialDistrict aandacht aan biologisch afbreekbare 3D­geprinte kunstwerken die de Nederlandse circulaire ontwerpstudio Omlab ontwikkelde in samenwerking met Fillip Studios. Omlab is gespecialiseerd in circulair biobased design. De studio maakt zoveel mogelijk gebruik van tertiaire grondstoffen ('afval'), en gebruikt geen mineralen, fossiele grondstoffen of chemische toevoegingen. De toepassing van primaire, biobased materialen wordt bovendien zoveel mogelijk beperkt.

Omlab ontwikkelde oMatterial: zogenaamde ‘materiaalprototypes’ op basis van circulaire en biobased grondstoffen uit (riool)afvalwater. Er zijn twee soorten: BuildMatterial en ItBetterMatter. BuildMatterial is een milieuvriendelijk materiaal, zo sterk als gipsblokken. Het bestaat uit een mengsel van calciet uit wateronthardingsbehandelingen, cellulose uit gerecycled toiletpapier (Recell) en Kaumera, beide materialen afkomstig uit rioolwaterzuivering. Vermengd met

water verandert het in een pasta met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van klei. Na het 3D­printen wordt het materiaal aan de lucht gedroogd en lijkt het op 3D­geprint beton. Daarnaast kan het materiaal worden geëxtrudeerd of geperst.

BuildMatterial kan worden gebruikt om stapelbare constructie­elementen voor binnen­ en buitengebruik in 3D te printen.

Naast het bouwmateriaal ontwikkelde Omlab ook een milieuvriendelijke, 3D­printbare pasta gemaakt van het afvalmateriaal dat overblijft na riool­ en waterzuivering. Het materiaal, ‘ItBetterMatter’, is kalkhoudend, biologisch afbreekbaar en biedt voeding aan de bodem, vooral op plekken waar bodemverzuring door stikstof te maken heeft.

Maacq Oase maakt deel uit van Omlabs onderzoeksproject Maacq, dat het

potentieel van het circulaire 3D­printmateriaal als ecologisch verantwoord alternatief voor constructief 3D­printen onderzoekt. Maacq is een samenwerking met de leveranciers en ontwikkelaars van de circulaire grondstoffen AquaMinerals, Kaumera Nereda Gum en Energy and Resource Factory (EFGF).

Voor het project Maacq Oase liet Fillip Studios zich inspireren door de organische vormen en kleuren die door erosie in de natuur ontstaan, gecombineerd met geometrische vormen die herinneren aan de menselijke invloed op de natuur.

Samen ontwikkelden Omlab en Fillip Studios vervolgens printbare sculpturen die in verzuurde omgevingen kunnen worden geplaatst. De sculpturen lossen langzaam op door de wind en de regen, wanneer ze in de natuur worden geplaatst. Het calcium dat vrijkomt gaat bodemverzuring tegen. Om de lokale biodiversiteit te vergroten, worden zorgvuldig geselecteerde zaden in de bedrukte pasta verwerkt.

www.omlab.nl>

www.fillipstudios.com>

Recell biocomposiet

Recell biocomposiet (een merk van KNN Cellulose uit Groningen) is gemaakt van gerecycled toiletpapier, teruggewonnen uit rioolwaterzuiveringsinstallaties. De zuiveringsinstallaties profiteren hierdoor van lagere bedrijfskosten, verhoogde verwerkingscapaciteit en het hergebruik van cellulosevezels die anders zouden moeten worden verbrand. In Recell wordt deze circulaire grondstof gemengd met verschillende (bio)polymeren, zoals PLA of PHA. De korrels zijn geschikt voor standaard spuitgieten extrusielijnen. Toepassingen zijn te vinden in onder meer plantenpotjes, gevelbekleding, schuttingen, terrasvlonders en kratten.

https://recell.eu

Kaumera

Kaumera (Nereda) Gum is de merknaam van een nieuwe biobased grondstof die wordt gewonnen uit slibkorrels die zich vormen bij het zogenaamde Nereda zuiveringsproces. Door Kaumera uit het gezuiverde slib te halen, hoeft 20 ­ 35 procent minder slib te worden afgevoerd en vernietigd, wat een gunstig effect heeft op het energieverbruik en de CO2­uitstoot.

Als materiaal heeft Kaumera een breed scala aan toepassingen, variërend van bind­ en lijmmiddel, tot coating en als stabiliserend additief in beton.

(Zie Innovatieve Materialen nummer 5 2019.)

https://kaumera.com/kaumera/

Sneller staal ontwikkelen met de 3D-modellen van DENS

Op het tweejaarlijkse event van het onderzoeksprogramma Digitally Enhanced New Steel Product Development (DENS) werd afgelopen januari het meest recente 3D­model voor de ontwikkeling van nieuwe staalsoorten gepresenteerd. Onderzoekers van de TU Delft, de TU Eindhoven, de Universiteit Twente en het Max Planck Institut für Eisenforschung uit Düsseldorf hebben hier de afgelopen drie jaar aan gewerkt. In dit model kunnen nu alle fasen gesimuleerd worden die bij het produceren van staal komen kijken. Uiteindelijk doel is het ontwikkelen van het ideale staal: sterk en makkelijk te vervormen.

Op het DENS­event waren alle betrokken partijen aanwezig en is de laatste versie van het 3D­model door programmaleider Kees Bos (Tata Steel en TU Delft) gepresenteerd. Met dit model is het nu gelukt om alle stappen in het productieproces van staal ­ van het warm en koud walsen tot het gloeien van staal ­ goed te beschrijven en de bijhorende mechanische eigenschappen uit te rekenen. Zo worden bijvoorbeeld de eigenschappen van het staal beïnvloed door het snel of langzaam afkoelen ervan. Door met de procescondities en de samenstelling te spelen, wordt het mogelijk om de eigenschappen van het staal verbeteren en het bijvoorbeeld sterker maken.

Lichte, veilige auto’s Tata Steel, de industriële co­financier van het onderzoeksprogramma, zal deze modellen straks daadwerkelijk gaan gebruiken om dit betere staal te ontwikkelen en te produceren. Voor Tata Steel is dit 3D­model aantrekkelijk omdat niet alleen de kwaliteit van het staal beter wordt, maar ook de ontwikkeling van stabiele productie­ en controleprocessen aanzienlijk wordt verkort en daarmee de weg naar de markt.

Groot afnemer van dit nieuwe staal is de auto­industrie. Die vraagt om staalsoorten die sterk en tegelijk goed vervormbaar zijn om steeds lichtere auto’s te kunnen maken. Het idee is dat als het staal sterker is, een onderdeel dunner

Een typische dual-phase microstructuur. De ferrietfase van het staal is blauw, de martensietfase is oranje. De donkere cellen geven de grenzen tussen de verschillend georiënteerde kristallen aan. De walsrichting is aangeven als RD

De microstructuur na de continu-gloei-stap. De kristallen zijn gekleurd op basis van de kristaloriëntatie, een recente toevoeging aan het model die het mogelijk maakt om de ontwikkeling van de microstructuur beter te beschrijven en om de bijbehorende eigenschappen nauwkeuriger uit te rekenen

kan worden gemaakt en daarmee de auto lichter, zonder dat het de auto minder veilig maakt.

Meerwaarde samenwerken

Naast winst op wetenschappelijk en industrieel gebied, levert DENS ook qua samenwerking meerwaarde op. Iedere universiteit brengt zijn eigen expertise in. De TU Delft werkt vooral aan de modellen die de interne structuurverandering van het staal tijdens het productieproces beschrijven en de Universiteit

Twente, de TU Eindhoven en het Max Planck Institute für Eisenforschung zijn goed in het modelleren van de mechanische eigenschappen op basis van die interne structuur.

Het eigendom van het model ligt bij materiaalinstituut M2i. Het grote voordeel daarvan is dat ook andere industriële partners zoals Philips, Bosch, Bouwen met Staal, DAF, SKF en Allseas er mee aan de slag kunnen. Ondanks dat zij op andere industriële toepassingen zitten, zijn delen van het model ook voor hen bruikbaar.

DENS

De TU Delft, de TU Eindhoven, de Universiteit Twente, het materiaalinstituut M2i en Tata Steel werken samen in het onderzoeksprogramma DENS (Digitally Enhanced New Steel Product Development) aan een 3D­model dat het mogelijk maakt om fysische modellen te ontwikkelen waarmee microstructuren en de daarmee samenhangende mechanische eigenschappen van nieuwe staalsoorten kunnen worden beschreven. Ook het Max Planck Institut für Eisenforschung in Düsseldorf is partner in dit omvangrijke programma.

Een microstructuur tijdens het warmwalsen als het staal zich in de austenitische fase bevindt. Ook hier zijn de kristallen gekleurd op basis van de kristaloriëntatie (die duidelijk een andere verdeling heeft dan na het continue gloeien)

Aan het programma doen vijftien promovendi, twee PDeng­studenten en twee postdocs mee. Het programma wordt ondersteund door Philips, Bosch, Bouwen met Staal, DAF, SKF en Allseas en is mede­gefinancierd door de topsector HTSM. De materiaalonderzoekers aan de bij DENS betrokken TU’s maken onderdeel uit van het netwerk van 4TU.HTM.

Bron: 4TU>

Visuele samenvatting van het DENS-concept. TUD werkt aan WP2 en WP3 en UT, TU/e en het Max Planck Institut für Eisenforschung aan WP1

Roadmap marktkansen biologisch afbreekbare PHA’s

Er liggen veel marktkansen voor PHA’s, een familie van plastics die zowel biobased zijn als biologisch afbreekbaar. Invest­NL en Wageningen University & Research gaan nu samenwerken om de marktintroductie van PHA’s te versnellen. Zij hebben daarvoor een roadmap ontwikkeld die laat zien welke PHA’s geschikt zijn voor welke toepassing, wat de kenmerken van logische eerste producten zijn en welke ontwikkelingen er nog nodig zijn.

Polyhydroxyalkanoaten of PHA's zijn polyesters die in de natuur worden gemaakt door micro­organismen gemaakt uit grondstoffen zoals suikers, plantaardige oliën en diverse afvalstromen zoals voedselresten en rioolslib. Hoewel de productievolumes nog beperkt zijn en de productiekosten hoog, is de vraag vanuit de markt duidelijk aan het groeien. Wanneer de productievolumes toenemen, kunnen ook de kosten dalen, wat weer nieuwe markten bereikbaar kan maken. Wat de marktimplementatie lastig maakt, is het feit dat voor de productie van PHA’s een radicaal ander productieproces nodig is dan de processen waarmee conventionele plastics als PE, PP en PET worden gemaakt. Dat vraagt om forse investeringen en veel onderzoek.

URBIOFIN gemeentelijk afval wordt waardevol product (Foto: WUR)

Afbreekbaar

Wageningen Food & Biobased Research (WFBR) doet al dertig jaar technologisch onderzoek naar de productie en toepassingsmogelijkheden van PHA’s voor verschillende applicaties. Momenteel nemen zij deel aan het Europese Urbiofin­project dat als doel heeft om vanuit stadsafval PHA’s te maken voor gebruik in verpakkingsmaterialen. In samenwerking met Invest­NL is nu onderzocht welke marktkansen er de komende decennia ontstaan voor de verschillende soorten PHA­materialen en welke ontwikkelingen daarvoor nog nodig zijn. Volgens WFBR passen zulke materialen uitstekend bij markten waarvoor biologische afbreekbaarheid in diverse natuurlijke omgevingen essentieel is. Op de roadmap zijn deze toepassingen in fase 1 van de marktontwikkeling opgenomen. Er zijn momenteel verschillende PHA­types. Omdat de materiaaleigenschappen voor elke type verschillen, ontstaan er voor elk type unieke kansen in de plastics markt. Dit betekent dat er nu duidelijkheid voor de markt nodig is welke PHA’s geschikt zijn voor welke toepassingen, zoals voor producten als papiercoatings, landbouwplastics en composteerbare verpakkingen voor bijvoorbeeld koffie en thee.

Koffie en thee

Voor toepassingen die specifiekere mechanische eigenschappen vragen (fase 2), zijn er aanzienlijk minder directe matches te vinden onder de beschikbare PHA’s. Toch lijken er mogelijkheden te zijn voor specifieke PHA­materialen als basis voor plantenpluggen, koffie­ en theeverpakkingen en kunstmatige riffen. Wat verder in de toekomst liggen er volgens de onderzoekers kansen voor biologisch afbreekbaar servies (borden, bekers, bestek). Maar voor de productie van deze materialen gelden er strenge wettelijke voorschriften die gebruik van plastics (en dus ook PHA’s) bemoeilijken. Het is daarom nu nog onduidelijk of het voor marktpartijen interessant is om deze markt met PHA­producten te betreden.

Invest­NL stimuleert innovatie en maakt financiering mogelijk voor bedrijven en projecten die de transitie naar de circulaire economie versnellen. In dat kader ondersteunt Invest­NL de ontwikkeling

en introductie van milieuvriendelijke, biobased en biologisch afbreekbare materialen, zoals PHA’s.

Voor Invest­NL is de verdere ontwikkeling van een markt voor biobased en biodegradeerbare plastics essentieel op weg naar een volledige biobased en circulaire economie.

Het onderzoek dat ten grondslag ligt aan de roadmap is inmiddels gepubliceerd onder de naam ‘Paving the way for

biobased materials: a roadmap for the market introduction of PHAs’.

Het kan hier als pdf worden gedownload>

Meer bij WUR>

Meer over Wageningen Food & Biobased Research>

Meer over invest.nl>

URBIOFIN

Het Europese URBIOFIN BBI­project richt zich op de omzetting van organische fracties uit stedelijk afval op een semi­industriële schaal. Daarbij staan de techno­economische en milieutechnische levensvatbaarheid centraal. Het project zal onder meer chemische bouwstenen, biopolymeren, additieven en bio­fertilizers genereren door gebruik te maken van bioraffinage. Het project levert een haalbaar en meer duurzaam scenario op voor de behandeling van de organische fracties in stedelijk afval. Wageningen Food & Biobased Research richt zich in dit project op twee specifieke onderwerpen: de productie van middellange (mcl­)vetzuren en daarvan afgeleide mcl­PHA via (opschaling van) microbiële fermentatie. Ook wordt gekeken naar efficiënte extractie en nieuwe commerciele toepassingen van deze PHA.

Meer over het URBIOFIN project>

RestaurAM

Historisch porselein repareren met 3D-printer

Het Fraunhofer Instituut voor Keramische Technologieën en Systemen IKTS in Dresden heeft samen met een aantal bedrijven uit Saksen een methode onderzocht om beschadigingen aan porseleinen kunstvoorwerpen, zoals kleine afgebroken porseleinen onderdelen, te repareren met een 3D­printer.

Het reconstructieproject van IKTS begon toen de Staatliche Kunstsammlungen Dresden (SKD) het Fraunhofer instituut benaderde met de vraag of IKTS wetenschappers konden helpen bij het repareren van beschadigde vazen ­ zogenaamde Prunkvasen ­ van de Turmzimmer in het Dresden Residenzschloss. Speciaal voor het project werd een consortium

geformeerd met IKTS en SKD en de Saksische bedrijven KI Keramik­Institut GmbH, COX3D en de Staatliche Porzellan­Manufaktur Meissen GmbH. Het project, RestaurAM, startte in het voorjaar van 2018. In de drie en een half jaar die volgden, ontwikkelden en testten de partners verschillende processen om met een 3D­printer porseleinen onderdelen te

maken om ontbrekende of beschadigde vaasfragmenten te vervangen; en dat zo echt en nauwkeurig mogelijk.

Een van de technieken die werd onderzocht was vat­polymerisatie (stereolithografie). Bij deze techniek wordt gebruik gemaakt van een vat met vloeibaar fotopolymeerhars, waarin het model laag

Olifantenkop uit de collectie van de Staatliche Kunstsammlungen Dresden. De tien centimeter lange, kapotte slurf kon met 3D-printen natuurgetrouw worden gereconstrueerd (Bron: Porzellansammlung, Staatliche Kunstsammlungen Dresden, foto: Adrian Sauer)

3D-geprinte porseleinen slurf met een precies passend breekpunt. De binnen- en buitenondersteuningsstructuren moeten vervorming van het object tijdens het bakproces voorkomen

voor laag wordt opgebouwd. Met behulp van ultraviolet (UV) licht wordt de hars uitgehard exact daar waar het nodig is. Het object bevindt zich op een platform dat na iedere uitgeharde laag een stukje naar beneden beweegt. Vervolgens wordt een nieuwe laag uitgehard.

De onderzoekers gebruikten deze techniek voor de reconstructie van een afgebroken, tien centimeter grootte slurf, versierd met olifantenkoppen. Uit een speciaal ontwikkelde suspensie van lichtuithardbaar hars en porseleinpoeder, werd een nieuwe porseleinen slurf in duizenden minieme laagjes opgebouwd; ieder laagje met een dikte van circa 25 micrometer.

Tegelijk met het slurfje werden extra binnen­ en buitenondersteuningsstructuren meegeprint, die moesten voorkomen dat het object, inclusief het gereconstrueerde breukpunt tijdens het opvolgende verhittingsproces zouden vervormen. Uiteindelijk kon de namaak­slurf met succes aan de vaas worden bevestigd. Volgens IKTS zijn de onlangs gepresenteerde resultaten van het project veelbe­

lovend. Ook de kunstwereld reageerde positief. De nieuwe porseleinen 3D­printprocessen zijn volgens IKTS echter nog te duur en tijdrovend voor de reparatie van alledaagse voorwerpen. Daarmee lijkt de

AM reparatie van porselein (voorlopig) vooral bestemd voor waardevolle historische kunstobjecten.

Bron: IKTS

Gerestaureerde vaas met olifantenkop met een gereconstueerde slurf. 3D-printprocessen hebben volgens IKTS de potentie om een belangrijke aanvulling te worden op de restauratie van waardevolle porseleinen kunstvoorwerpen

Grown.bio wint 16e KVK Innovatie Top 100

Mycelium als alternatief voor piepschuim

Grown.bio uit Heerewaarden ontwikkelde een duurzaam alternatief voor piepschuim en verovert hiermee de eerste plaats in de 16e KVK Innovatie Top 100. Grown.bio laat piepschuim groeien uit de wortels van paddenstoelen, mycelium, op een ondergrond van landbouwafval. KVK publiceert jaarlijks deze ranglijst met 100 concrete innovaties in het Nederlandse midden­ en kleinbedrijf. De winnaar mag zich een jaar lang het meest innovatieve mkb­bedrijf van het land noemen.

Het ‘piepschuim’ van Grown.bio is gebaseerd op mycelium, de wortels van paddenstoelen, die het bedrijf mengt met geprepareerd landbouwafval. Met dat mengsel worden mallen gevuld, waarin het mycelium en de landbouwvezels aan elkaar groeien. Na vijf dagen is het materiaal gereed en kan worden gedroogd en nabehandeld. Het resultaat is een stevige vorm, die schokabsorberend, lichtgewicht, waterwerend en brandveilig is.

De eigenschappen van de myceliumproducten maken het zeer geschikt als

Innovatie top 100

KVK presenteert elk jaar de KVK Innovatie Top 100, een etalage vol succesvolle innovaties uit het midden­ en kleinbedrijf. Vijftien jaar KVK Innovatietop 100 is terugkijken op 1500 innovatieve producten en diensten van Nederlandse bedrijven.

De kracht van de KVK Innovatie Top 100, is volgens de organisator van de lijst, te laten zien waartoe het Nederlandse mkb in staat is. Aan de KVK Innovatie Top 100 is bewust geen (geld)prijs verbonden. De afgelopen vijftien jaar is deze prijs uitgegroeid tot de grootste en belangrijkste innovatieprijs voor het mkb. Website>

verpakkingsmateriaal. Allereerst hebben de producten een hoge schokweerstand en zijn ze in staat producten goed te beschermen.

De myceliumverpakkingen kunnen zodanig ontworpen worden dat ze passend zijn voor verschillende vormen en groottes. Hiernaast hebben de mycelium verpakkingen ook interessante isolatie­eigenschappen.

De myceliumproducten van Grown.bio zijn composteerbaar in de natuur. In plaats van een CO2­uitstotend materiaal zoals piepschuim is hiermee een vervanger ontstaan die CO2 juist vastlegt. In elke kilo composiet van mycelium ligt ongeveer 1,7 kilo CO2 opgeslagen. Voor deze berekening gaat Grown.bio uit van het gebruik van Nederlands landbouwafval en een reis per vrachtwagen naar de klant van zo’n driehonderd kilometer. Het materiaal is eindeloos beschikbaar, bevat geen giftige stoffen en komt niet van ‘aardolie­afhankelijke’ bronnen.

Het proces van Grown.bio en de myceliumproducten zijn gecertificeerd met Cradle2Cradle Gold.

Momenteel gebruikt Grown.bio de vormen om verpakkingsmateriaal te produceren, maar het kan ook toegepast worden in gebouwen, interieurs en in de bouwsector. Het materiaal

PaperWise

In de Innovatie Top 100 van de KvK bezet PaperWise de derde plaats. Het bedrijf uit Weert bedacht een systeem om landbouwafval nuttig te gebruiken als grondstof voor de papierindustrie.

Bij verwerking van gewassen, zoals rijst, graan, maïs en suikerriet, blijft 80 procent van de plant in de vorm van stengels en bladeren onbenut. Wereldwijd komen er zo jaarlijks miljarden tonnen van dit landbouwafval beschikbaar. Nu wordt het overgrote deel verbrand. Ondertussen worden veel bomen gekapt om papier en karton te maken. Die kap gaat ten kosten van de biodiversiteit, CO2­opslag en zuivere lucht.

PaperWise­papier is een nieuw soort papier en karton dat gemaakt wordt van de stengels en bladeren die overblijven na de oogst. De milieu­impact is volgens het bedrijf 47 procent lager dan bij papier van bomen en ook nog 29 procent lager dan van gerecycled papier. Bovendien is het CO2­neutraal. PaperWise wit papier bestaat inmiddels voor meer dan 85 procent uit landbouwafval en naturel bruin al uit 100 procent landbouwafval.

Meer bij PaperWise>

kan drijven, en is volgens het bedrijf zelfs geschikt voor de vervaardiging van bijvoorbeeld surfplanken.

Meer bij Grown.bio>

Flexiramics: flexibel keramiek

Jaarlijks vallen er doden en gewonden doordat elektronica oververhit raakt en ‘spontaan’ in brand vliegt; de smartphone in de broekzak, de accu van de elektrische auto of cellen in zonnepanelen op het dak. De beschermlaag van Flexiramics kan zulke branden voorkomen.

Het nieuwe materiaal is licht en flexibel als een papieren zakdoekje, maar met de eigenschappen van keramiek. Keramisch materiaal is zowel hitte­ als corrosiebestendig, maar inflexibel, waardoor het voor veel producten niet toepasbaar was. Het flexibele Flexiramics maakt nieuwe toepassingen mogelijk, zoals in batterijen, elektronica en filtratie.

De ontwikkeling is al een aantal jaren geleden in gang gezet en op laboratoriumschaal getest. De bedoeling is dat in samenwerking met een engineer in 2022 een productielijn op grotere schaal wordt ontwikkeld: circa 180.000 vierkante meter per jaar voor alle toepassingen. Flexiramics is een spin­off van de Universiteit Twente. Het flexibele keramiek bezet de zevende plaats in de Innovatie Top 100 2021.

Meer bij Flexiramics>

Greenfill polymeerkorrels voor kunstgras

Op de zestiende plaats van de innovatieranglijst staat Senbis Polymer Innovations BV met GreenFill, een materiaal dat specifiek werd ontwikkeld voor het gebruik als infill in kunstgras. Greenfill polymeerkorrels staan op de zestiende plaats in de Innovatie Top 100 2021.

In kunstgrasvelden worden vaak rubbergranulaten gebruikt als infill om de velden duurzamer, weerbestendiger en beter schokabsorberend te maken. Die granulaten zijn meestal gemaakt van afgedankte end­of­life banden (ELT's). In de afgelopen jaren zijn er discussies geweest over het al dan niet veroorzaken van gezondheidsproblemen bij zowel volwassenen als kinderen die op deze velden spelen. Bovendien komen er jaarlijks enkele duizenden tonnen rubbergranulaten in het milieu terecht die de leefomgeving vervuilen met microplastics en giftige com­

ponenten uit het bandenrubber. Senbis Polymer Innovations heeft daar een alternatief voor bedacht: GreenFill ­ een zachte, elastische en biologisch afbreekbare korrel. Voor de ontwikkeling werkte Senbis Polymer Innovations samen binnen een consortium met Antea Sport, Edel Grass en TenCate Grass.

De korrel kan zelfs na jarenlang gebruik in een sportveld nog worden gecomposteerd. Komt de korrel ­ die gevoelig is voor micro­organismen zoals bacteriën en schimmels ­ toch in het milieu terecht, dan breekt deze binnen enkele maanden af.

Meer bij Senbis Polymer Innovations>

Afbreekbare doodskist

Loop Biotech ontwikkelde ’s werelds eerste levende doodskist: de Loop Living Cocoon, gemaakt van de wortels van paddenstoelen (mycelium). Mycelium zet van nature dode organische en verontreinigende stoffen om in verse plantaardige voedingsstoffen. Loop Living Cocoon werd genonoreerd met een zeventiende plaats in de Top 100.

De Living Cocoon draagt bij aan efficiënte ‘compostering’ van het lichaam, ruimt giftige stoffen op en levert zo een verrijkte voedingsbodem voor (nieuwe) bomen en planten.

De kist wordt in zeven dagen gekweekt van lokale ingrediënten zonder warmte en energie, met een proces dat daadwerkelijk CO2 afvangt. Dit proces is beloond met een Cradle2Cradle­certificaat.

(Zie ook Innovatieve Materialen nummer 5 2020)

Loop-of-life>

Biopanel

BioPanel ­ 21 ste in de Innovatie Top 100 ­ is een duurzaam, circulair en biodegradeerbaar kunststof plaatmateriaal. Het materiaal is sterk, licht en geschikt voor toepassingen zowel binnen als buiten. Het is vrij van fossiele materialen en mineralen en bestaat volledig uit snel hernieuwbare plantaardige grondstoffen, die tijdens hun groeicyclus grote hoeveelheden broeikasgassen opnemen uit de lucht. Omdat de productie energiezuinig is, op een relatief lage temperatuur, maakt dit BioPanel tot een vrijwel CO2­neutraal materiaal. Bovendien is het recyclebaar en biodegradeerbaar. Daarmee wordt restafval ook voorkomen. BioPanel werkt in de ontwikkeling, productie en distributie samen met verschillende ketenpartners en het hoger onderwijs. Nederland telt al meer dan 13.000 BioPanel­borden. Producenten uit andere sectoren ­ bouw, meubels, interieur ­ hebben inmiddels ook al belangstelling voor het plaatmateriaal getoond.

Meer bij BioPanel>

Coffee Based: koffie wordt kunststof

In Nederland worden jaarlijks ongeveer 18 miljard kopjes gedronken en vaak belandt het koffiedik in de afvalbak. Het bedrijf Coffee Based uit Rotterdam ontwikkelde op basis van dat afvalkoffiedik drie bio­koffie­kunststoffen, waarmee het biobased producten zoals koffiekopjes, plantenpotten en notitieboeken maakt. Het concept was goed voor de 29ste plaats in de Top 100.

Met de Koffie Recycle Service helpt het bedrijf de grote koffiedrinkers hun koffiedik op verantwoorde wijze in te zamelen en te verwerken. Via deze service krijgen koffiedrinkers een deel van hun opgehaalde koffiedik weer terug in de vorm van nieuwe producten die ze zelf kunnen uitzoeken in de Koffie Recycle Service shop. Daardoor is de cirkel helemaal rond. Nespresso, koffiemachinebouwer De Jong Duke en (koffie) meubelfabrikant Coors, maken al gebruik van deze bio­koffie­kunststofproducten.

www.coffeebased.nl>

BiOBUDDi

Veel speelgoed is gemaakt van kunststoffen op basis van aardolie. Dat kan anders. Het speelgoedmerk BiOBUDDi uit Venlo maakt in Nederland milieuvriendelijk speelgoed van 98 procent biobased materialen. De grondstof die het bedrijf gebruikt, is een natuurlijke, gepatenteerde grondstof. De belangrijkste bron is een reststroom van suikerriet. Dit suikerriet is aangeplant voor de voedselproductie (rietsuiker) en alleen van de reststof maakt BiOBUDDi producten.

BiOBUDDi is terug te vinden op de 30ste plaats in de Innovatie Top 100.

De zoektocht naar het meest geschikte materiaal deed het bedrijf samen met Wageningen University & Research. Dat leidde tot een nieuw, circulair materiaal met precies de juiste flexibiliteit en hardheid. Het speelgoed van BiOBUDDi is daardoor milieuvriendelijk, duurzaam, recyclebaar en gemakkelijk schoon te maken. Zelfs als het verbrand moet worden, is het nog steeds CO2 neutraal.

Eind 2017 is de gehele samenstelling door het Duitse keuringsinstituut TÜV SüD gecertificeerd.

https://biobuddi.com/nl>

Reflow: 3D-printen met afval

Reflow koopt traceerbaar plastic afval (visnetten, ongebruikte lenzen, flesjes) en verwerkt dit tot filament om aan klanten met 3D­printers te verkopen. Op deze manier stelt Reflow producenten in staat duurzame producten te fabriceren. De engineers, materiaalwetenschappers, recyclers en eindgebruikers hebben hetzelfde doel: technologie gebruiken om afval om te zetten in circulaire lokaal geproduceerde producten. Door het ontwikkelde sorteringsproces zegt het bedrijf het materiaal te kunnen aanbieden met dezelfde kwaliteit en tegen gelijke prijs als nieuwe materialen. Reflow bereikte met 3D­printen met afval de 35ste plaats in de Innovatie Top 100 2021.

https://reflowfilament.com>

Dataloggers van papier

De toenemende mate van digitalisering brengt ons veel goeds, maar er is ook een keerzijde: e­waste.

Slechts 15 procent van de e­waste wereldwijd wordt ingezameld, terwijl het grootste deel ervan op stortplaatsen belandt, waar giftige metalen in het milieu terechtkomen.

Een sector waarin op deze manier grote hoeveelheden waardevolle producten, in de vorm van dataloggers, verloren gaan (tijdens transport en opslag) is de complexe wereldwijde productieketen. Dataloggers zijn meetinstrumenten die gegevens kunnen meten over bijvoorbeeld locatie en temperatuur. Traditioneel worden ze gemaakt van plastic, metalen en andere vervuilende materialen. Tapp.online bedacht een innovatieve, kosteneffectieve en duurzame oplossing voor dit grote probleem: het maakt 100 procent recyclebare papieren dataloggers van landbouwafval. Die kunnen temperatuur, schokken en luchtvochtigheid meten.

Het slimme papier van Tapp.online is eenvoudig te recyclen en is duurzaam; er wordt geen boom voor gekapt. Het slimme papier van Tapp.online staat 58ste in de Innovatie Top 100.

https://tapp.online>

Het mysterie van door water gestimuleerde breukgroei op glas

Glazen ramen staan vaak gedurende langere tijd bloot aan zware omgevingsinvloeden zoals wind, regen en vocht. Dat zorgt voor kleine ‘contactfoutjes’ op het oppervlak, die groeien wanneer ze waterdruppels tegenkomen. Om de mechanismen achter dit fenomeen te begrijpen, onderzocht een team van onderzoekers van de Pusan National University, Korea, dit door water gestimuleerde kraakgedrag op twee veelgebruikte glassoorten. Hun bevindingen bieden ingenieurs en ontwerpers belangrijke inzichten in de oorzaken van glasbreuk. Als water in contact komt met zulke oppervlaktedefecten, dringt het door in de microscheurtjes en lost langzaam de silicium­zuurstofbindingen op. Dit chemische proces breekt de glasnetwerken, waardoor geleidelijk de mechanische

sterkte en optische eigenschappen van het glas achteruit gaan: een proces dat bekend staat als spanningscorrosie of subkritische scheurgroei (SCG). Onlangs hebben wetenschappers onderzoek gedaan naar het effect van SCG op twee veelgebruikte soorten natronkalkglas: gegloeid en gehard glas. De meeste onderzoeken waren echter gericht op het vaststellen van scheurgroeisnelheden en er is niet veel bekend over het effect van water op de voortplanting van scheurdefecten. Bovendien is vooral gekeken naar gegloeid glas en niet naar gehard glas.

Scheurgedrag

Om die reden heeft een team van onderzoekers van de Pusan National University (PNU) recentelijk onderzoek gedaan naar

het door water gestimuleerd scheurgedrag van microdefecten in zowel gegloeid als gehard glas. Thermisch gehard glas is commercieel belangrijk. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt in onder andere displays, beschermhoezen en autoruiten.

Defecten

Om microscheurtjes op het oppervlak na te bootsen, maakten de onderzoekers kunstmatige defecten op een glazen oppervlak met behulp van een Vickers­indenter ­ een instrument dat wordt gebruikt om de hardheid van een materiaal te testen. Vervolgens werden de monsters blootgesteld aan luchtvochtigheid en water om de scheurgroei te analyseren. Het team ontdekte dat de maximale lengte van de scheurgroei

in gehard glas veel lager was dan in gegloeid glas. Een daaropvolgende test waarbij de monsters 24 uur in water werden ondergedompeld liet zien dat er in gegloeid glas radiale scheuren ontstonden en laterale scheuren in gehard glas.

Volgens de onderzoekers geeft de vergelijkende studie nieuwe inzichten

in het ontstaan van glasscheuren, wat nuttig kunnen zijn voor glasontwerpers, ingenieurs en architecten. En dat zeker nu klimaatverandering en de verwachte toename van (zware) stormen het meer en meer noodzakelijk maakt om veiligheidsproblemen met glazen ramen en constructies op te lossen.

De resultaten van de studie zijn gepubliceerd in Journal of the European Ceremic Society, getiteld ‘Vickers crack extension and residual fracture strength of annealed and thermally tempered glass in water.’

Meer bij Pusan University>

Efficiëntierecord perovskiet zonneceltechnologie

Een team van onderzoekers van de National University of Singapore (NUS) heeft een nieuw record gevestigd in de energieconversie­efficiëntie van zonnecellen die zijn gemaakt met perovskiet. Volgens NUS maakt deze technologische doorbraak de weg vrij voor flexibele, lichtgewicht, goedkope en ultradunne fotovoltaïsche cellen. In hun laatste werk hebben de NUS­onderzoekers een energieconversie­efficiëntie van 23,6 procent aangetoond; wat tot nu toe een record is voor dit type zonnecellen. Het benadert de stroomconversieratio van 26,7 procent van siliciumzonnecellen, de meest gangbare zonnetechnologie in de huidige fotovoltaïsche markt.

Een aantal jaren geleden werd al aangetoond dat perovskiet­zonnecellen theoretisch even efficiënt zouden kunnen worden als traditionele kristallijn silicium (c­Si) zonnecellen. De verwachtingen ten aanzien van deze dunne film PV­technologie zijn dan ook hooggespannen. Volgens wetenschappers wijst alles erop dat deze perovskiet­zonnecellen een goede ‘tandem’ kunnen vormen met c­Si­zonnepanelen. Deze tandemcombinatie zal naar verwachting kosteneffectieve zonnepanelen opleveren met een rendement van meer dan dertig procent. Met hun onderzoek betreedt het onderzoeksteam volgen NUS nieuwe wegen

op het gebied van perovskiet/organische tandemzonnecellen. Hun ontdekking opent de deur naar dunne­film tandem­zonnecellen die licht en buigbaar zijn, en breed toepasbaar zijn, bijvoorbeeld in zonwering op zonne­energie, voertuigen, boten en andere mobiele apparaten.

Het onderzoek is op 20 januari 2022 gepubliceerd in Nature Energy: (Monolithic perovskite/organic tandem solar cells with 23.6 procent efficiency enabled by reduced voltage losses and optimized interconnecting layer).

Meer bij NUS>

Ass. Prof Hou Yi (rechts), Dr. Chen Wei (links) en hun team hebben perovskiet/organische tandemzonnecellen ontwikkeld die een energieconversie-efficiëntie van 23,6 procent bereikten

Nieuwe publicaties

A life cycle analysis of novel lightweight composite processes : Reducing the environmental footprint of automotive structures

Journal of Cleaner Production, January 2022

In this study, three novel thermoplastic impregnation processes were analysed towards automotive applications. The first process is thermoplastic compression resin transfer molding in which a glass fiber mat is impregnated in through thickness by a thermoplastic polymer. The second process is a melt­thermoplastic Resin Transfer Molding (RTM) process in which the glass fibers are impregnated in plane with the help of a spacer. The third process, stamp forming of hybrid bicomponent fibers, coats the fibers individually during the glass fiber production. The coated fibers are used to produce a fabric, which is then further processed by stamp forming. These three processes were compared in a life cycle analysis (LCA) against conventional resin compression resin transfer molding with either glass or carbon fibers and metal processes with either steel or aluminum that can be new, partly or fully recycled.

Lees het volledige artikel online>

Effect of accelerated curing and layer deformations on structural failure during extrusion-based 3D printing

Cement and Concrete Research, january 2022

Recent experimental research by indicates that the buildability of fresh concrete used in extrusion­based 3D printing processes can be significantly enhanced by chemically accelerating the curing process. In the present contribution the effect of accelerated curing on failure by plastic collapse and elastic buckling during 3D concrete printing is explored by incorporating a power­law curing function in the parametric 3D printing model developed by Suiker (Int. J. Mech Sci, 137:145–170, 2018). A structural yield criterion is derived for the case of accelerated curing, and the main advantages on the resistance against plastic collapse are demonstrated through a comparison of the predicted failure characteristics to those for linear curing and exponentially­decaying curing.

Lees het hele artikel online>

Enhancing the thermal performance of Class F fly ash-based geopolymer by sodalite

Construction and Building Materials, 3 January 2022

Class F Fly ash-based geopolymers are prone to various high­temperature phenomena, such as cracking, spalling, and thermal shrinkage. Here we study the effect of enriching the Class F fly ash with synthetic sodalite phase in order to enhance the thermal properties of the formed geopolymer. The morphological changes, compositional changes, alterations in porosity, high­temperature gel behaviour, and the effect of sodalite on the deformation of the material after thermal exposure up to 1000 °C are investigated by a multiple­analytical approach. Results indicate that adding 5 wt% of the sodalite phase enhances considerably high­temperature performance by inducing phase formation, including anorthoclase, wollastonite, and leucite.

Lees het hele artikel online>

Influence of steel fiber content on the rate-dependent flexural performance of ultra-high performance concrete with coarse aggregates

Construction and Building Materials, February 2022

Steel fiber is widely used to improve the flexural performance of ultra­high performance concrete (UHPC), yet the synergistic effect of steel fiber and coarse aggregates in UHPC containing coarse aggregates (UHPC­CA) has not been elucidated. Here, the influence of fiber content on the rate­dependent flexural performance of UHPC­CA is investigated from the view of the synergistic effect of steel fiber and coarse aggregates.

Lees het hele artikel online>

No clue about bioplastics

Ecological

Economics, January 2022

In this work recycling decisions for bioplastics using a natural field experiment were analysed. Bioplastics have environmental benefits ­ such as reduced energy use in production and

Sample G-S2 at various temperatures. The red rectangle was marked with sodalite crystals (identification confirmed by EDS analysis)

enhanced biodegredation ­ compared to conventional plastics. Recycling decisions that are not consistent with government guidelines, however, may cause a rebound effect. The field experiment that was set up to test this recycling behavior exploits the setting of a lemonade tasting. In the experimental treatments, subjects are exposed to different types of bioplastics logos on their lemonade cups as well as varying amounts of recycling information. Two types of bioplastics were used and compared to conventional plastics in terms of whether subjects recycle the cups according to guidelines. The results show that over 90% of subjects dispose of their cup with plastic waste, which is not the intended waste stream for some bioplastics. None of our treatments can snap subjects out of this default behavior.

Lees het hele artikel online>

Kraft lignin as a bio-based ingredient for Dutch asphalts : An attributional LCA Science of the

Total Environment, januari 2022

In the last decade, lignin has received much attention as a feedstock to produce bio­based products. This study investigates the potential benefits of using lignin to mitigate the environmental impact of the road construction sector. An environmental life cycle assessment (LCA) of various top­layer bio­based asphalts using kraft lignin was conducted. From a cradle­to­grave perspective, lignin­based asphalts were compared with conventional asphalts. The results of the LCA revealed that the climate change impact of lignin­based asphalts could be 30 ­ 75% lower than conventional asphalts. For the other ten impact categories, trade­offs were observed.

Lees het hele artikel online>

Continuous Ultrasonic Welding of Thermoplastic Composites: An experimental study towards understanding factors influencing weld quality

One of the most promising welding techniques for thermoplastic composites is ultrasonic welding. However, very little knowledge on the process was available. The weld quality in the state­of­the­art research was significantly lower than the weld quality of the statically welded counterpart in terms weld uniformity as unwelded and overwelded areas were present simultaneously, the single­lap strength, and the presence of voids. Hence, before continuous ultrasonic welding can be industrially applied the weld quality needs to be improved. Consequently, the main objective of this dissertation was to acquire a deeper understanding of the continuous ultrasonic welding process of thermoplastic composites to promote its development for future industrial applications.

Download het hele artikel (pdf)>

Silk materials at the convergence of science, sustainability, healthcare, and technology featured Applied Physics Reviews, Published Online: 04 January 2022

Over the past few decades, Bombyx mori silk fibroin has become a ubiquitous material for applications ranging from biomedical devices to optics, electronics, and sensing, while also showing potential in the food supply chain and being re­engineered as a functional material for architecture and design­related applications. Its widespread use derives from its unique properties, including biocompatibility, edibility, optical transparency, stabilization of labile compounds, and the ability to controllably change conformation and degrade in a programmed way. This review discusses recent and pivotal silk­based devices in which the presence of silk brings added value in terms of functionality, as demonstrated in a broad variety of fields.

Lees het hele artikel online>

Alloy design via additive manufacturing: Advantages, challenges, applications and perspectives

MaterialsToday, january 2022

Researchers of Washington State University provide a roadmap for industry and academics to use additive manufacturing (AM), to design new alloys. With the onset of directed energy deposition (DED) and powder bed fusion (PBF)­based AM, new alloys can be innovated and evaluated rapidly at a lower cost and considerably shorter lead time than has ever been achieved. This article describes the advantages, challenges, applications, and perspectives of alloy design using primarily laser­based AM.

Lees het hele artikel online>

Enterprise Europe Network (EEN) helpt bedrijven bij

internationale ambities

Het Enterprise Europe Network (EEN) is een initiatief van de Europese Commissie 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 opnemen 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. EEN­adviseurs helpen actief bij het opstellen van het profiel, dat in een bepaald format wordt opgesteld. Op de EEN­websites staan ook buitenlandse bedrijven die Nederlandse bedrijven en organisaties zoeken voor commerciële of technologische 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 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 bedrijf 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 verwachtte 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 EEN­database. 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

Video: Hoe werkt Enterprise Europe Network

The Enterprise Europe Network Materials Database: Request for partnership: March 2022.

Interested? contact hans.kamphuis@rvo.nl>

Italien company involved in upcycling and circular economy is looking for fabrics, materials and accessories suppliers under supplier agreements

An Italian artisan company that produces accessories, objects and furnishing elements by recovering technical materials, offcuts and production waste is looking for two types of suppliers: 1. ­ a first type suppliers for raw materials required in the manufacturing process (zips, belt, etc); 2. ­ a second type for outdoor fabrics, pvc, used sails or sailmaker's offcuts. Cooperation with the partners identified will be based on supplier agreements.

A Czech company is looking for suppliers of PET flakes, PET shredded preforms or PET fines from European single market countries

A Czech company focusing on separating plastic regranulates and shredded plastics is looking for suppliers of PET flakes, shredded PET preforms or PET fines. They provide reliable and speedy service for sorting of hard­to­sort materials based on advanced technologies. Cooperation would be based on services agreement.

A French eco-responsible leather goods SME is looking for suppliers of vegetable leather, cork or cellulose in rolls

A French entrepreneur had a solid experience in a large luxury house as a leather goods maker. In 2019, she started her own activity on the basis of eco­responsibility, as designer and producer of leather goods and jewelry for men and women. In order to diversify her creations, she is currently looking for new suppliers of vegetable leather, cork or cellulose in rolls in several colours. Supplier agreements are sought with long­term partners offering products of quality and eco­friendly.

A German family-owned confectionery is looking for suppliers of raw materials under a supplier agreement

A German family­owned confectionery company, specialised in producing organic and vegan chocolates and sweets, is looking for suppliers of different raw materials under a supplier agreement. Already existing in the hands of the fifth generation, the confectionery company is proud of its long and successful history, beginning from bakery to today’s modern and future­oriented business.

A Spanish company is looking for European raw brass suppliers for the manufacturing of metallic components, accessories, bijouterie and jewellery

A Spanish manufacturer of metallic components, accessories, bijouterie and jewellery for the luxury fashion industry is looking for European suppliers of raw brass (round, flat and rectangular bars), material that the company uses in most of its productions. The company is willing to cooperate under a manufacturing agreement.

Meeting Materials

Postponed to 5 April 2022, Noordwijkerhout

This year’s session topics will be:

• Engineering materials (including additive manufacturing and steel manufacturing)

• Sustainability

• Artificial Intelligence in materials modelling and manufacturing

• Advanced Materials Characterisation

• Metamaterials (4TU.HTM session)

Elevator Pitches

SMEs (MKB) or start­ups involved in materials development are invited to participate in the yearly Elevator Pitch session. An unique opportunity to catch the attention of a very diverse audience with a 90 seconds presentation.

What began in 1997 as an annual meeting for the Dutch materials science community, existing of a dozen researchers, students and industrial partners has blossomed into an invigorating event about innovations in materials. This year we again expect over 300 participants, representatives from SME’s to renowned industrial manufacturing companies, and from international universities and research institutes. This year the Program consists of interesting workshops and presentations and of course a lot of opportunities to expand your network.

M2i Meeting Materials 2021 is free of charge and open for everyone who is interested in materials development. The conference is an opportunity to learn about the latest insights and developments in the field of innovative and smart materials, along with ways in which these materials can stimulate economic progress and a sustainable society. This day is co­organized with 4TU.HTM and supported by the Bond voor Materialenkennis (BvM)

Exhibition of expertise

All participants in the Elevator Pitch session will get the chance to display their products and services in the central conference hall throughout the conference. Great opportunity to network with the audience.

Interested in joining the Elevator Pitch session? Please email your input to conference@m2i.nl>

More at M2i>

Meeting Materials 2019 (Foto: M2i)

CO2­based Fuels & Chemicals 2022

23 ­ 24 maart 2022, Keulen

Future builders day

31 maart 2022, Harderwijk

Meeting Materials

4 ­ 5 april 2022, Noordwijkerhout

ACHMEA

4 ­ 8 april 2022, Frankfurt

3D PRINT Lyon

5 ­ 7 april 2022, Lyon

Material District

5 ­ 7 april 2022, Utrecht

Indian Ceramics Asia

6 ­ 8 april 2022, Gandhinagar

Maintenance Gorinchem

12 ­ 14 april 2022, Gorinchem

Nordbygg 2022

26 ­ 29 april 2022, Stockholm

JEC World

3 ­ 5 mei 2022 Paris­Nord, Villepinte

FIT Show 2022

10 ­ 12 mei 2022, Birmingham

Renovatie vakbeurs

17 ­ 19 mei 2022, ‘s Hertogenbosch

Gevel 2022

31 mei ­ 2 juni 2022

LightCon

1 ­ 2 juni 2022, Hannover

Magforum 2022

7 ­ 9 juni 2022, Noordwijk/ Amsterdam

EUROGUSS 2022

8 ­ 10 juni 2022, Nurnberg

Glasdag 2022

9 juni 2022, Leusden

AMPM 2022

12 ­ 15 juni 2022, Portland

International Colloids Conference

12 ­ 15 juni 2022, Lissabon

Cevisma 2022

13 ­ 17 juni 2022, Valencia

Chemical Recycling

14 ­ 15 juni 2022, Keulen

Renewable Materials Conference

2022

10 ­ 12 mei 2022, Keulen

Ceramic Congress/Cimtec 2022

20 ­ 29 juni 2022, Montecatini Terme

Beton Tage

21 ­ 23 juni 2022, Ulm

Innovative Materials, the international version of the Dutch magazine Innovatieve Materialen, is now available in English. Innovative Materials is an interactive, 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, engineers and designers obtain more opportunities to distinguish themselves. As a platform Innovative Materials wants to help to achieve this by connecting supply and demand.

Innovative Materials is distributed among its own subscribers/network, but also through the networks of the partners. In 2021 this includes organisations 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.