IM20222NL

Page 1

Nummer 2 2022

LOTUS-EFFECT: ZELFREINIGENDE BIOPLASTICS CELLULOSE FIBRE INNOVATION AWARD(S) 2022 DE KERAMISCHE PLEISTER DIVERSITEIT AAN 3D-PRINTMATERIALEN BIEDT KANSEN IN ELKE SECTOR MATERIALDISTRICT UTRECHT 2022 SMART CIRCULAR BRIDGE: HIGH-TECH BRUG VAN VLAS


Energy saving refractory products Energy saving refractory products to reduce your carbon footprint.

toEnergy reduce your carbon footprint. saving is a very urgent issue, due to rising energy prices and the global fight against environmental pollution. Besides energy consumption, other such as durability, strength a good thermal shock resistance Theaspects refractory supplier can influence theand energy consumption of tunnel kilns must also be considered by the kiln car designer. The main idea, then, is to optimize by up to 20-30%. As the highest energy loss is measured in the kiln car area, the firing result while maximizing economy. Refratechnik Ceramics Refratechnik Ceramics produces lightweight refractories in order to save offers refractories that meet these requirements. energy via weight reduction. Put simply: The less mass is to be heated up, the more energy is saved.

Ceramitec 21.-24.06.22 Visit REFRA Virtual Booth

Meet us at Clemson Brick Forum Oct 3-5, 2016

Refratechnik Ceramics GmbH Barkhausener Str. 55 49328 Melle Germany www.refra.com USA Representation: Refratechnik Ceramics GmbH MECO www.refra.com Phone +1 513 424 3573 www.refra-innovations.com Info@MecoServices.com https://refra.boothhoster.com www.mecoservices.com


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

Uitgeverij SJP Uitgevers

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

Hoofdredactie: Gerard van Nifterik

Advertenties

Drs. Petra Schoonebeek e-mail: ps@innovatievematerialen.nl Een digitaal abonnement in 2022 (6 uitgaven) kost € 42,15 (excl. BTW) KIVI-leden en studenten: € 25,- (excl. BTW) Een papieren abonnement in 2022 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).

6 Lotus-effect: zelfreinigende bioplastics

Geïnspireerd door het altijd smetteloze lotusblad, hebben wetenschappers van de RMIT University een innovatief zelfreinigend bioplastic ontwikkeld dat stevig, duurzaam en composteerbaar is en bovendien vloeistoffen en vuil afstoot. De studie werd gepubliceerd in Science of the Total Environment. Volgens RMIT-promovendus Mehran Ghasemlou, hoofdauteur van het onderzoek, zou het nieuwe bioplastic ideaal kunnen voor vers voedsel en meeneemverpakkingen.

12 Cellulose Fibre Innovation Award(s) 2022

Tijdens de International Conference on Cellulose Fibres die werd gehouden op 2 - 3 februari 2022 in Keulen, werden de 'Cellulose Fiber Innovation of the Year 2022' prijzen toegekend aan innovaties in de cellulosevezelindustrie. De drie winnaars zijn: 'Carbon Fibers from Wood' van het Deutsche Institute für Textil und Faserforshung, DITF, 'Truly Carbon-Negative Virgin Fibers from Straw - Fibers365 (Duitsland) en duurzame menstruatie­slipjes: toepassingsgestuurde vezelfunctionalisatie - Kelheim Fibers (Duitsland).

14 De keramische pleister

MyLife Technologies BV (Leiden) werkt aan een innovatieve toedieningstechnologie voor vaccins via keramische vaccinpleisters. De keramische vaccinpleisters zijn uitge­ rust met piepkleine keramische micronaaldjes die ervoor zorgen dat vaccins pijnloos en uiterst efficiënt kunnen worden toegediend.

20 Diversiteit aan 3D-printmaterialen biedt kansen in elke sector

3D-printen, of additive manufacturing, maakt het mogelijk om on-demand onder­ delen te produceren. Bijzonder geschikt om eenvoudig prototypes te ontwikkelen, kleine series op te leveren, maar ook om grote aantallen met bijvoorbeeld specifieke aanpassingen op modelniveau te vervaardigen. 3D-printen biedt vormvrijheid, circu­ lariteit, maakt produceren op afroep mogelijk, het beperkt de voorraad en is geschikt voor veel verschillende sectoren.

24 MaterialDistrict Utrecht 2022

Van dinsdag 5 tot en met donderdag 7 april vond het materiaalinnovatie-evenement voor R&D- en designprofessionals plaats: MaterialDistrict Utrecht 2022. In de materialententoonstelling presenteerde MaterialDistrict de belangrijkste trends in materiaalontwikkeling: circulariteit, energietransitie en welzijn. Maar liefst 250 materialen werden tentoongesteld, die allemaal pasten in een of meer van de drie thema’s. Ook werd jong talent uitgenodigd om hun nieuwe materialen te presen­ teren, vaak met een nieuwe visie op oude materialen en afval, hergebruikt op een nieuwe manier. Een greep uit het aanbod.

30 Smart Circular Bridge: High-tech brug van vlas

Een oud materiaal wordt herontdekt: vlas wordt al duizenden jaren gebruikt in de vorm van kleding, zakken en robuuste scheepstouwen. Nu beleven deze planten­ vezels een renaissance en kunnen ze het bouwmateriaal van de toekomst worden. In combinatie met een speciale biohars kan er een licht en stabiel materiaal van worden gemaakt met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van aluminium of licht staal. Het EU-project ‘Smart Circular Bridge’ laat zien wat er nu al mogelijk is: drie bruggen zullen worden gemaakt met deze biocomposiet. De eerste is inmiddels gebouwd op het Floriade terrein in Almere en werd op 22 april geopend. Later zullen er nog twee volgen.

Omslag: Dirty Sand; te zien tijdens MaterialDistrict Utrecht (pagina 25)

INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


NIEUWS

Toiletpapier van stro Sinds kort wordt in Duitsland stro ver­ werkt tot hoogwaardige vezelpulp. De fabriek in Mannheim van het Zweedse hygiëne- en gezondheidsbedrijf Essity, is daarmee het eerste en enige bedrijf in Europa dat hygiëneproducten, zoals toi­ letpapier en keukenrollen van tarwestro produceert. De nieuwe pulpsoort is in kwaliteit vergelijkbaar met vezelpulp van hout. Volgens Essity is het net zo zacht, wit en sterk als de pure houtpulp die het bedrijf gebruikt voor hun hygiëne­ producten. Bovendien wordt er minder water en energie gebruikt in het produc­ tieproces. Momenteel wordt in Mannheim 283.000 ton pulp geproduceerd uit houtvezels. Daar komt nu dus nog de stro pulp bij. Van die pulp wordt een hele reeks producten gemaakt, zoals tissues, huis­ houdelijke en papieren handdoeken, toiletpapier en servetten. Het bedrijf investeerde 40 miljoen euro in de nieuwe installatie, die jaarlijks

2 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

Essity Strohzellstoff-Fabrik in Mannheim: Opbergruimte voor stro (Foto: Essity)


NIEUWS 35.000 ton van tarwestro zal produce­ ren. Stro is een bijproduct van de land­ bouw; het is wat er overblijft na de tarwe-oogst. Tarwe is een snelgroeiend, lokaal geteeld gewas en kan in Duitsland worden ingekocht, wat de transportrou­ tes en CO2-uitstoot vermindert. Volgens Essity heeft hun stropulp een minstens twintig procent kleinere ecologische footprint dan pulp gemaakt van hout of gerecyclede vezels. De nieuwe stropulpfabriek heeft een totale oppervlakte van 8.000 vierkante meter, verdeeld over meerdere gebou­ wen. Vanuit de direct ernaast gelegen opslag wordt het stro overgebracht naar reactoren waar het wordt omgezet in pulp. Ten slotte wordt het als slurry naar de papiermachines gepompt. De vloeistof die bij de papierproductie vrijkomt wordt geconcentreerd in een verdampingsinstallatie waarmee uitein­ delijk bijproducten zoals lignine kunnen

worden teruggewonnen. Lignine kan als grondstof aan andere industrietakken worden verkocht. De eerste nieuwe producten op basis

van tarwestropulp zullen in de loop van 2022 op de markt komen. Meer bij Essity (Duits)>

The international exhibition of technologies and supplies for surfaces

ORGANIZED BY

IN COLLABORATION WITH

WITH THE SUPPORT OF

3 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


NIEUWS

Direct van CO2 naar koolstof Onderzoekers van de RMIT University (Melbourne) hebben een slimme en superefficiënte manier ontwikkeld om koolstofdioxide om te zetten in vaste koolstof. Technieken voor het afvangen en opslaan van koolstof (carbon capture and storage, kortweg CCS) waren tot dusver vooral gericht op het comprime­ ren van het gas in een vloeistof om het vervolgens ondergronds te injecteren, een methode die technisch ingewikkeld is en op milieuproblemen stuit. Ander nadeel van veel CCS-technieken is dat het duur en energie-intensief is. Directe omzetting van CO2 in koolstof zou inte­ ressant kunnen zijn, ware het niet dat conventionele thermische en katalyti­ sche routes tot dusver werden gehin­ derd door een hoge energiebehoefte en cokesvorming. Wetenschappers van RMIT University hebben nu een robuuste en buiten­ gewoon selectieve methode bedacht voor de directe omzetting van CO2. Ze gebruikten daarvoor een legering van EGaIn vloeibaar metaal. De legering wordt in een kolom verhit tot 200 °C waarna kooldioxide in het vloeibare me­ taal wordt geïnjecteerd. Terwijl de bellen door het vloeibare metaal omhoog be­ wegen, splitsten de gasmoleculen zich, waarbij vast koolstof wordt gevormd. Met dit proces kon 319 μmol/h koolstof wordt geproduceerd, zonder de aanwe­ zigheid van een reductiemiddel zoals waterstof. Volgens de betrokken weten­ schappers kan deze route om CO2 om te zetten in permanent opgeslagen vaste koolstof interessant zijn voor koolstofin­

4 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

tensieve industrieën. De volgende fase in het onderzoek is het opschalen van de proof-of-concept naar een modulair prototype. Volgens de RMIT-onderzoekers zou de koolstof ook kunnen worden omgezet in produc­ ten met toegevoegde waarde, en zou de CCS-technologie zichzelf op termijn terugbetalen wat dan weer bijdraagt aan de circulaire economie. Het team onderzoekt mogelijke toepassingen voor de geconverteerde koolstof, ook in bouwmaterialen. Het onderzoek werd afgelopen januari gepubliceerd in het tijdschrift Energy & Environmental Science onder de titel

‘Direct Conversion of CO2 to Solid Carbon by Liquid Metals’, met medewerking van de University of Melbourne en de Deakin University (DOI: 10.1039/d1ee03283f). Meer bij RMIT>

Video

PhD researcher Karma Zuraiqi met de bellenkolom met vloeibaar metaal (Bron: RMIT University)


Wij leveren complete installaties voor ontstoffing, luchtreiniging en pneumatisch transport 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

Natfilter met slibtransporteur

Projecten kunnen turn-key worden uitgevoerd Wij garanderen de emissie & grenswaarden Engineering, bouw en onderhoud in eigen beheer

Hoog vacuüm stofzuiginstallatie

Frogreiniger

Mesys Industrial Air Systems BV Molenstraat 27, 6914AC Herwen

www.mesys.nl

+31 (0) 316 248744

Info@mesys.nl

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


ONDERZOEK

Lotus-effect: zelfreinigende bioplastics stoten vloeistof en vuil af Geïnspireerd door het altijd smetteloze lotusblad, hebben wetenschappers van de RMIT University een innovatief zelf­ reinigend bioplastic ontwikkeld dat ste­ vig, duurzaam en composteerbaar is en bovendien vloeistoffen en vuil afstoot. De studie werd gepubliceerd in Science of the Total Environment. Vol­ gens RMIT-promovendus Mehran Ghasemlou, hoofdauteur van het onder­ zoek, zou het nieuwe bioplastic ideaal kunnen voor vers voedsel en meeneem­ verpakkingen. Het bioplastic is gemaakt van goedko­ pe en algemeen beschikbare grond­ stoffen - zetmeel en cellulose - om de productiekosten laag te houden en een snelle biologische afbreekbaarheid te vergemakkelijken. Het fabricageproces vereist geen verwarming of ingewikkelde apparatuur en zou eenvoudig kunnen worden opgeschaald naar een industrië­ le productielijn. Het nieuwe bioplastic breekt snel en op natuurlijke wijze in de bodem af.

6 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

Verder is het ontwerp van het zelfrei­ nigende bioplastic geïnspireerd op het lotusblad, dat water en vuil moeite­ loos afstoot. Het geheim zit hem in de oppervlaktestructuur van het blad, die bestaat uit kleine staafjes met daarop

een waslaagje. Al het water dat op het blad terechtkomt, verspreidt zich niet en blijft een druppel, die er door de zwaar­ tekracht of de wind gewoon van af rolt. De druppeltjes vegen het vuil op, terwijl ze naar beneden glijden, waardoor het


ONDERZOEK blad schoon blijft. Om hun op lotus geïnspireerde materi­ aal te maken, heeft het RMIT-team van wetenschappelijke en technische on­ derzoekers eerst synthetisch een plastic gemaakt van zetmeel en cellulose-nano­ deeltjes. Het oppervlak van dit bioplas­ tic werd bedrukt met een patroon dat de structuur van lotusbladeren nabootst en vervolgens bedekt met een bescher­ mende laag PDMS, een op silicium gebaseerd organisch polymeer. Tests tonen aan dat het bioplastic niet

alleen effectief vloeistoffen en vuil afstoot, maar ook zijn zelfreinigende eigenschappen behoudt na krassen met schuurmiddelen en blootstelling aan hitte, zuur en ethanol. Het onderzoeksteam van RMIT zoekt momenteel samenwerking met ande­ re potentiële partners voor verdere commerciële toepassingen van het bioplastic.

and cellulose nanocrystals in soil en­ vironment’, is gepubliceerd in Science of the Total Environment (DOI: 10.1016/j. scitotenv.2021.152684). RMIT>

‘Biodegradation of novel bioplastics made ofzetmeel, polyhydroxyurethanes

Piëzo-elektrisch schakelen met transparantie Wetenschappers van Rowan University, New Jersey, hebben unieke eigenschap­ pen van een specifieke klasse materialen ontdekt en beschreven. Het materiaal - lood-indium-manganaat-loodmagne­ siumniobaat-loodtitanaat (PIMPMNPT) - hoort tot de familie van piëzo-elek­ trische materialen. Als een elektrische spanning op een piëzo-elektrisch mate­ riaal wordt aangebracht, verandert het in omvang; het wordt groter of kleiner. Als de spanning dan wordt omgekeerd, gebeurt het tegenovergestelde: het wordt kleiner of groter. Dit proces kan zich miljoenen keren herhalen. Het piëzo-elektrische materiaal dat het Rowan-team van internationale weten­ schappers heeft onderzocht, bestaat uit kleine kristallen, elk afzonderlijk transpa­ rant, maar als fijngemalen poeder vor­ men ze een ondoorzichtig materiaal. Als er elektrische spanning of druk op het materiaal wordt uitgeoefend, vormen alle kleine kristallen één groot kristal en kan het licht doorlaten. Het is als het ware glas dat omkeerbaar kan schakelen tussen een poeder en een vaste stof. Volgens professor dr. Samuel Lofland, Ph.D, senior auteur van het onderzoek, maken deze ongebruikelijke eigenschap­ pen het materiaal zeer geschikt voor

Prof.dr. Samuel Lofland is van het College of Science and Mathematics (Rowan University), senior auteur van de studie (Foto: Rowan University)

toepassing in sonarapparatuur en ande­ re soorten detectoren en sensoren. De studie is onlangs gepubliceerd in Advanced Materials, onder de titel: ‘Simultaneous Large Optical and Pie­ zoelectric Effects Induced by Domain

Reconfiguration Related to Ferroelectric Phase Transitions’. Het staat online> Meer bij Rowan University>

7 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


NIEUWS

‘Het beste gebouw van 2022’ ArchDaily Building of the Year Awards 2022 Met meer dan 100.000 uitgebrachte stemmen in het begin van dit jaar, presenteerde ArchDaily op 17 februari de winnaars van de ArchDaily Building of the Year Awards 2022. De winnaars van deze ‘crowdsourced’ architectuurprijs werden gekozen door ArchDaily-lezers die uit duizenden projecten de vijftien beste kozen, overigens in vijftien verschillende cate­ gorieën. Onder de winnaars zeer uiteenlopende projecten, zoals het huisvestingsproject van MVRDV in Bordeaux en de installatie van Kengo Kuma's Casa Batllo, maar ook het project Ca'n Terra House van ENSAMBLE STUDIO en Plaza van Kanagawa Institute of Technology van Junya Ishigami + Associates. Ondanks die verscheidenheid, hebben de winnaars volgens ArchDaily een cruciaal element gemeen: ze zijn een stimulans voor architecten om inspiratie en kennis op te doen. Winnaar in de categorie ‘Best Applied Products’ werd het nieuwe interieur van Casa Batlló Stairs & Atrium door Kengo Kuma & Associates architects. Manufac­ turers: Kriskadecor, Chesneys Architec­ tural. Door gebruik te maken van ‘metaal weefsel’ (van Kriskadecor) kreeg het gebouw in Barcelona een totaal nieuwe sfeer. Volgens de betrokken architecten is Casa Batlló een eerbetoon aan de atmosfeer van de Middellandse Zee: het licht, de schaduw en de kleuren van de lucht en de zee. De centrale binnen­ plaats vangt al dat mediterrane licht op en verspreidt het verticaal naar alle hoeken van het huis, hoe afgelegen ze ook zijn. Meer bij ArchDaily>

Casa Batlló Stairs & Atrium (Foto: Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero))

8 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

Video Casa Batlló

50%Cloud (Foto:CCD)


NIEUWS 50%Cloud

In de categorie Hospitality Architecture ging de hoofdprijs naar Luo Xu en CCD uit Hongkong voor het ontwerp en interieur van een restaurant in de Chinese stad Mile. Het restaurant is geves­ tigd in een gebouw met de naam ‘50%Cloud’, ontworpen door door Luo Xu, in een Art Deco-stijl, maar met een geheel eigen identiteit. Het gebouw is gemaakt zonder een enkele stalen staaf of spijker en is volledig uit lokale rode bakstenen. Meer nij ArchDaily>

Chapel of Sound

De prijs voor 'Cultural Architecture' ging naar de Chapel of Sound, van de architecten van OPEN Architecture uit Beijing. De Chapel of Sound is een monolithische openluchtconcertzaal niet ver van de Chinese hoofdstad. De oprichters van OPEN, Li Hu en Huang Wenjing, bedachten een rotsachtige structuur gemaakt van beton, bestaande uit een binnen- en buitenschil met de ruimte ertussen die werkt als een soort gebint. De con­ structie kwam tot stand in nauwe samenwerking met het inter­ nationale ingenieursbureau Arup. In de binnenruimtes worden accenten van brons gebruikt voor details zoals leuningen en deuren om een warm contrast te creëren met het beton.

Chapel of Sound (Foto: Runzi Zhu, Nan Ni, Right Angle)

Meer over de Chapel of Sound bij ArchDaily> Meer winnaars bij ArchDaily>

Video Chapel of Sound

Dompuin wordt circulaire baksteen Tussen 2020 en 2024 wordt de Domtoren in Utrecht ge­ renoveerd. Het puin en gruis dat overblijft wordt zoveel moge­ lijk hergebruikt. Er was sprake van dat de 600 m3 vrijgekomen stenen van de monumentale toren zouden worden vermalen en hergebruikt als fundering bij de aanleg van nieuwe rijkswe­ gen. Dankzij het Domnsteen-project verdwijnt het materiaal nu niet onder de snelweg, maar wordt meer respectvol en hoogwaardig hergebruikt. Samen met baksteenfabrikant Wienerberger hebben Brok­ kenmákers (gespecialiseerd in circulaire projecten) en New Horizon (actief op het gebied van urban mining en circulari­ teit) een bijzondere baksteen van dit restmateriaal ontwikkeld: de Domsteen. Het vermalen puin wordt geschikt gemaakt om samen Nederlandse rivierklei , ontstaat volgens de betrokken partijen een steen die zowel functioneel als esthetisch is. De stenen zijn verkrijgbaar in verschillende kleuren en kunnen aan het einde van de levenscyclus van de steen worden gere­ cycled. Meer bij New Horizon>

Van links naar rechts: Hylke Faber, Mirjam Schmull (Brokkenmákers) en Rob van Lith (New Horizon)

9 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


NIEUWS

Van afval naar spoorballast en tuintegels Team CORE van de Technische Univer­ siteit Eindhoven heeft een nieuwe in­ stallatie ontwikkeld die afvalstromen als vliegas, slib en shredder-resten smelt bij 1450 °C en omzet naar een kunstmatige vervanger van basalt. Basalt is vulkanisch gesteente dat met name uit China en Noorwegen wordt geïmporteerd en onder meer dienst doet als ballast om de spoorbielzen van treinrails op hun plaats te houden. De installatie van CORE verhelpt twee problemen: het geeft een nieuwe functie aan vliegas (dat vrijkomt bij verbran­ dingsinstallaties zoals biomassa- en huis­ vuilcentrales), slib en shredder-resten. Deze afvalstoffen worden op dit moment gedumpt, en dit kan een probleem opleveren op de langere termijn op het gebied van gezondheid en opslag. Daarnaast levert het proces een veilige, kunstmatige vervanger van basalt op, die kan worden gebruikt als alternatief voor de natuurlijke variant die in het buitenland wordt gewonnen en over grote afstanden wordt getransporteerd naar Nederland. Het transport per schip zorgt momenteel voor veel CO2-uitstoot, en ook de delving van basalt is een milieuvervuilend proces. Basalt wordt in Nederland onder meer gebruikt als spoorballast of bij de productie van tuintegels. Het produceren van een vervanger voor basalt is niet eenvoudig. Stromen zoals vliegas en slib zijn rijk aan mineralen zo­ als siliciumdioxide en calciumoxide. Deze kunnen in pure vorm gemixt worden tot

De installatie tijdens het gietproces (Foto: Dirk van Meer)

een vervanger van basalt. De grote uit­ daging voor CORE is dat de afvalstromen niet bestaan uit pure materialen, maar een uitgebreide mix van verschillende mineralen, metalen en plastics. Elke afvalstroom is daarnaast anders. Daarom hebben de studenten mo­ dellen ontwikkeld die het product de juiste eigenschappen meegeven om als vervanger van basalt te kunnen funge­ ren. Dat heeft deels te maken met de drukgevoeligheid, maar bijvoorbeeld ook met de hardheid en kristalstructuur. Die eigenschappen moeten goed zijn om de kunstmatige basalt te kunnen gebrui­

ken. In het afval zitten bovendien zware metalen en gifstoffen die niet vrij mogen komen bij gebruik van het eindproduct, om schade aan mens en milieu te voor­ komen. De financiering van de installatie is voor een groot deel afkomstig van ProRail en de TU/e. De rest van de financiering is beschikbaar gesteld door twee alumni van de TU/e: Jan van Gemert (voormalig CEO Gemco Casting) en Hans Fischer (voormalig CEO TATA Steel). Bron TU Eindhoven>

De website van Innovatieve Materialen is vernieuwd en tweetalig Kijk op www.innovatievematerialen.nl

10 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


ADVERTORIAL

Energy optimized kiln car designs Energy saving is a very urgent issue, due to rising energy prices and the global fight against environ­ mental pollution. But besides energy consump­ tion, other aspects such as durability, strength and a good thermal shock resistance must also be considered by the kiln car designer. The aim is therefore to optimize the firing result while maximizing economic efficiency and protecting the environment. The choice of materials influences the service life, mechanical strength, weight and thermal shock resistance. With the aim of optimizing these properties, Refratechnik Ceramics offers materials that meet these requirements. High dimensional stability, low weight, low kiln car and assembly costs can also be achieved through continuous improvements in kiln car design. Opti­ mal kiln car designs with lightweight, thin-walled units help minimize energy consumption. The lo­ wer the share of border blocks and the higher the share of insulating core, the more energy can be saved. By using BURCOLIGHT® quality, this effect can be further enhanced, as energy consumption is reduced due to the lower weight. Kiln cars with solid insulating cores made of con­ crete, fireclay or bricks are completely outdated. State-of-the-art are supports surrounded by highly microporous fillings such as the CO2-neutral insula­

Fig 1: REFRATHERM Eco® in the tunnel kiln car core

ting material REFRATHERM® Eco (Fig. 1). The ash of the burned rice husks contains SiO2 (biogenic silica). The microporous structure of the SiO2 is retained during the combustion process. This structure ensures a low bulk density and thus low thermal conductivity. (Fig. 2) An optimized kiln car design, the use of lightweight qualities and the selection of highly efficient insu­ lating materials are the decisive factors in reducing energy consumption. If a brick manufacturer opts for non-optimized solu­ tions in order to reduce plant costs, he must expect higher energy costs for a longer period of time.

Refratechnik Ceramics GmbH Barkhausener Strasse 55 D-49328, Melle T 0049 5427 81 0 F 0049 5427 81 102 E ceramics@refra.com www.refra.com

Fig 2: REFRATHERM Eco® with extreme low thermal conductivity


NIEUWS

Cellulose Fibre Innovation Award(s) 2022 Tijdens de International Conference on Cellulose Fibres die werd gehouden op 2 - 3 februari 2022 in Keulen, werden de 'Cellulose Fiber Innovation of the Year 2022' prijzen toegekend aan innovaties in de cellulosevezelindustrie. De drie winnaars zijn: 'Carbon Fibers from Wood' van het Deutsche Institute für Textil und Faserforshung, DITF, 'Truly Carbon-Nega­ tive Virgin Fibers from Straw - Fibers365 (Duitsland) en duurzame menstruatie­ slipjes: toepassingsgestuurde vezelfunc­ tionalisatie - Kelheim Fibers (Duitsland).

Carbon Fibers from Wood

Het ‘Carbon Fibers from Wood’-project gaat eigenlijk over de zogenaamde High­ PerCellCarbon-technologie: volgens DITF een duurzaam en alternatief proces voor de productie van koolstofvezels uit hout. Het proces begint met het nat spinnen van cellulosevezels met een ionische vloeistof (IL) als oplosmiddel, met een milieuvriendelijk, gesloten spinproces met gesloten lus (de HighPerCell-tech­ nologie). De filamenten worden direct omgezet in koolstofvezels door een stabilisatieproces bij lage druk, gevolgd door een carbonisatieproces. Tijdens het hele proces komen geen gassen of giftige bijproducten vrij. Bovendien is volledige recycling van oplosmiddel- en precur­ sorvezels mogelijk, waardoor het proces milieuvriendelijk is. Koolstofvezels worden in veel lichtge­ wicht toepassingen gebruikt en zijn een duurzaam alternatief voor fossiele vezels.

Vezelspinmachine (DITF)

uit de stengels van eenjarige voedings­ gewassen zoals stro. Het gaat om een chemicaliënvrij pulp-proces waarmee de vezels gemakkelijk kunnen worden gescheiden van andere componenten, zoals suikers, lignine, organische zuren

Meer bij DITF>

Fibers365

Het Fibers365-concept is gebaseerd op een nieuw, state of the art proces om functionele, koolstofnegatieve, niet-hou­ ten biomassaproducten te maken, die onder meer kunnen worden toegepast in de papier-, verpakkings- en textielpro­ ductie. De producten worden gewonnen

12 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

Productieinstallatie Fibres365

en mineralen. In het geval van eenjarige planten wordt de CO2-uitstoot binnen twaalf maanden na de productiedatum teruggewonnen, wat een 'onmiddellijke', jaarlijkse compensatie van de koolstof emissies oplevert.


NIEUWS Volgens de producent zijn Fibers365 daarmee de eerste ‘virgin’ koolstofnega­ tieve, op stro gebaseerde vezels op de markt. Meer bij Fibres365>

Video: Fibres 365

Kelheim fibres

De plantaardige, biologisch afbreekbare en duurzaam geproduceerde cellulose vezels van Kelheim combineren volgens de producent draagcomfort, hergebruik en duurzaamheid. Het concept bestaat uit Celliant Viscose en Danufil Fibers in de bovenlaag, Galaxy, een drielobbige vezel voor de ADL, Bramante, een holle viscosevezel, in de absorberende kern en een waterafstotende geweven stof, een biologisch afbreekbare PLA folie of een duurzame coating als drager. Meer bij Kelheim vezels>

Video: Kelheim

Vezels (Kelheim)

Bron: Cellulose Fibres>

13 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


NIEUWS

De keramische pleister: nooit meer prikangst MyLife Technologies BV (Leiden) werkt aan een innovatieve toedieningstechno­ logie voor vaccins via keramische vaccin­ pleisters. De keramische vaccinpleisters zijn uitgerust met piepkleine keramische micronaaldjes die ervoor zorgen dat vac­ cins pijnloos en uiterst efficiënt kunnen worden toegediend. De basis voor de keramische pleister werd ruim tien jaar geleden gelegd door onderzoekers van de Universiteit Twente onder leiding van dr. Regina Luttge, en wel aan het UT- MESA+ on­ derzoeksinstituut. Ze ontwikkelden een methode waarbij met behulp van een micromoldingproces stabiele, nano­ poreuzemicronaald-arrays van Al2O3 konden worden gemaakt. . Na sinteren bij temperaturen tussen 1300 en 1500 °C werden keramische pleisters verkregen met een porositeit van 30 procent en een poriegrootte van 80 nm. Daarna werd eerst met behulp van au­ bergines aangetoond dat deze nanopo­ reuze naalden effectief konden worden

14 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

gebruikt voor zowel het inbrengen van stoffen als de extractie daarvan. Vervol­ gens werd de afgifte van verbindingen geëvalueerd in een ex-vivo menselijk huidmodel.

Met dat idee startte MyLife Technologies in 2012 als een spin-off van de Univer­ siteit Twente. De onderneming heeft tot doel het commercialiseren van de innovatieve keramische pleister


NIEUWS (Micro-Needle Array Patch) voor in­ tradermale toediening van vaccins en geneesmiddelen. Gemaakt van inert keramisch materiaal, bevat een pleister ongeveer honderd microscopisch kleine naaldjes. Ze drin­ gen door de buitenste huidlaag, maar bereiken nooit de gevoelige zenuwen of bloedvaatjes. Daardoor is het aanbren­ gen en het toedienen van vaccins of me­ dicijnen geheel pijnloos, te vergelijken met het aanbrengen van een normale pleister. De voordelen van de micronaald-pleis­ ters zijn volgens MyLife Technologies

legio: minder vaccinstoffen per behande­ ling, minder bijwerkingen, geen naal­ dangst en (veel) lagere kosten. De oplossing waaraan MyLife Technolo­ gies momenteel werkt, zou volgens het bedrijf goed ingezet kunnen worden bij het vroegtijdig beteugelen van potentië­ le epidemieën/pandemieën (‘Pandemic Preparedness’) en het biedt betaalbare oplossingen voor vaccinaties in middenen lage inkomenslanden. Huidige projecten omvatten intraderma­ le vaccinafgifte van het SARS-CoV-2 Spike Protein, mRNA-nanodeeltjesafgifte en HPV-antigeen.

Dit artikel is gebaseerd op een publicatie in KGK, maart 2022. Meer bij Mylife Technologies>

Video

Recycling van windturbinebladen Een groep onderzoekers van de Kaunas University of Technology (KTU) en het Litouwse Energie Instituut onderzocht een nieuwe methode voor het recyclen van windturbinebladen. Met behulp van pyrolyse braken ze de composietmateri­ alen af tot hoofdzakelijk fenol en vezels. Windturbinebladen gemaakt van moeilijk afbreekbaar glasvezelversterkt polymeer laminaatcomposieten kunnen tot 25 jaar meegaan. Daarna belanden ze op stortplaatsen. Het idee is dat als de windenergiesector echt duurzaam wil zijn, er een oplossing voor dit probleem nodig is. Geschat wordt dat windturbinebladen verantwoordelijk zijn voor tien procent van het afval van Europa's vezelversterk­ te composietmateriaal. Onderzoekers beweren dat in 2050 het afval van windturbines wereldwijd zal toenemen tot ongeveer twee miljoen ton. De onderzoekers onderwierpen verschil­ lende batches thermohardende glasve­ zel en thermoplastische glasvezelcompo­ sieten aan een pyrolyse-proces (zowel in

aanwezigheid van zeolietkatalysatoren en zonder) en bepaalden achteraf de hoeveelheid vrijgekomen phenol. Op grond van de resultaten concluderen de betrokken wetenschappers dat de gewonnen materialen - fenol en vezels - kunnen worden hergebruikt en is het proces bovendien vrijwel afvalvrij. Op dit moment werkt de onderzoeks­ groep aan een model waarmee de bredere economische en ecologische impact van de resultaten kan worden geschaald en berekend. 'Catalytic pyrolysis kinetic behaviour of glass fibre-reinforced epoxy resin composites over ZSM-5 zeolite catalyst, Fuel,' 2022, https://doi.org/10.1016/j. fuel.2022.123235. Meer bij KTU>

15 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


MAKE IT MATTER

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

Oer-project In Noord-Brabant wordt water uit een diepte van honderden meters opgepompt om er drinkwater van te maken. Het water bevat geen zuurstof meer en metalen zoals mangaan en ijzer zijn erin opgelost. Om het water drinkbaar te maken, worden eruit gefilterd en zodra het ijzer in contact komt met lucht, oxideert het en verandert het in ijzerslib. Met dit materiaal creëert het Oer-project tegels en andere keramische produc­ ten in verschillende tinten. Meer bij MaterialDistrict>

FOAMALITE FOAMALITE geëxpandeerde harde PVC-platen zijn bij uitstek geschikt voor toepassingen op het gebied van visuele commu­ nicatie zoals displaybord voor beursstands, POS/POP-displays of bewegwijzering. Het kan worden gebruikt als printsubstraat of als esthetische, gekleurde of gecoëxtrudeerde plaat.

Meer bij MaterialDistrict>

BioM VanHier zet verschillende soorten natuurlijke afvalstromen en snelgroeiende gewassen om in een dun, thermovormbaar en buigzaam plaatmateriaal: BioM. Elke plaat bestaat uit 100 pro­ cent natuurlijke vezels en natuurlijke bindmiddelen. Het is een hoogwaardig decoratief biolaminaat met een mooie natuurlij­ ke uitstraling. VanHier verwerkt land-, tuinbouw- en natuurlijk afval: variërend van gemaaid riet en gras tot kerstbomen.

Meer bij MaterialDistrict>

16 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


MAKE IT MATTER Smile Plastics Smile Plastics wordt gemaakt van 100 procent plastic afval zoals plastic PET-flessen, snijplanken en verpakkingsmateriaal. Elk blad is uniek en heeft zijn eigen ontwerp. Het materiaal is volledig gemaakt van plastic afval, is vochtbestendig, volledig recyclebaar en makkelijk te fabriceren. Smile Plastics heeft acht standaardsoorten, die bestaan uit drie soorten materia­ len, namelijk polystyreen (HIPS), PET en polyethyleen (HDPE). Elk type wordt geleverd met een mat oppervlak. Meer bij MaterialDistrict>

Matude Laudescher Linea Laudescher Linea wand- en plafondpanelen zijn eenvoudig en snel te plaatsen met behulp van een modulair demonteer­ baar systeem. De panelen zijn verkrijgbaar in verschillende houtsoorten, zoals grenen, eiken, douglas of red cedar. Ze worden met schroeven op een achterconstructie gemonteerd. Doordat de panelen strak op elkaar zijn gemonteerd, vormen ze één doorlopend plafond, terwijl de afzonderlijke panelen toch demonteerbaar blijven. Meer bij MaterialDistrict>

FLOW acoustic panel FLOW acoustic panel is het resultaat van het project ‘n4nite I’, dat werd gepresenteerd op Dutch Design Week 2017. Tien ontwerpstudio's kregen destijds de kans om te wer­ ken met technisch textiel Colback dat wordt gefabriceerd door materiaalexpert Low&Bonar. Studio Mieke Lucia morste per ongeluk wat pigment op het Colback-materiaal, wat leidde tot een techniek om bijzondere, vloeiende prints te maken. Deze prints worden nu gebruikt als toplaag voor het geluidsabsorbe­ rende paneel FLOW. Meer bij MaterialDistrict>

CRYLON CRYLON omvat een uitgebreid assortiment grootformaat, geëxtrudeerde acrylglasplaten met uitstekende helderheid en optische eigenschappen, heldere kleuren en met verschillende mate van transparantie. Het materiaal is verkrijgbaar in hel­ dere, doorzichtige en dekkende kleuren en met verschillende oppervlaktestructuren.

Meer bij MaterialDistrict>

17 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


ONDERZOEK

Een van de eindproducten die de UD-onderzoekers en collega's onderzoeken, is het maken van bioharsen voor 3D-printen

Nieuw proces maakt lignine-afval waardevolle grondstof Een team van onderzoekers van de Universiteit van Delaware (UD), onder leiding van professor Thomas H. Epps, heeft een efficiënte, lagedrukmethode ontwikkeld om industrieel verwerkte lignine om te zetten in hoogwaardige kunststoffen, zoals bio 3D-printharsen, en waardevolle chemicaliën. Boven­ dien blijkt uit een economische en levenscyclusanalyse dat de aanpak ook concurrerend kan zijn met vergelijkba­ re op aardolie gebaseerde producten. Lignine (of ‘houtstof’) is een natuurlijke organisch biopolymeer, dat voorkomt in de celwand van verschillende soorten plantaardige cellen, met name hout. Jaarlijks komt volgens de UD-onderzoe­ kers in pulp- en papierfabrieken wereld­ wijd ongeveer 100 miljoen ton technisch lignine-afval vrij. Ze denken dat met hun methode dat afval een waardevolle bestemming kan krijgen. Een paper waarin de nieuwe methode wordt beschreven, werd op woensdag

18 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

19 januari gepubliceerd in Science Ad­ vances. Een van de belangrijkste problemen bij het opwaarderen van lignine is dat de meeste gangbare processen onder zeer hoge druk verlopen en duur en moeilijk schaalbaar zijn. Om die reden koos het team voor een ander proces. Ze vervin­

gen methanol, een traditioneel oplos­ middel dat wordt gebruikt bij de decon­ structie van lignine, door glycerine, waardoor het proces bij normale atmo­ sferische druk bleek te kunnen worden uitgevoerd. Glycerine helpt de lignine af te breken tot chemische bouwstenen die kunnen worden gebruikt om een breed

Deze in elkaar grijpende letters UD zijn gemaakt van 3D-printhars gemaakt van ligninebiomassa


ONDERZOEK scala aan biobased producten te maken, van 3D-printharsen tot verschillende soorten plastic en meer. Glycerine bood dezelfde chemische functionaliteit als methanol, maar werkt bij een veel lagere druk, waardoor een gesloten systeem overbodig is. Dat is veiliger en bovendien werd de procesroute daardoor een stuk eenvoudiger, beter te schalen, minder arbeidsintensief, goedkoper en sneller. Door technisch lignine-afval van verschil­ lende soorten pulpprocessen in kaart te brengen, konden de onderzoekers nagaan hoe factoren zoals de grond­ stofprijs of opbrengst, de economie downstream in het proces zouden beïn­ vloeden. Hoewel die analyse aantoonde dat opbrengst een belangrijke rol speelt in de economie van de fabriek, waren de kosten om het nieuwe, lagedrukproces te laten werken in alle gevallen aanzien­ lijk lager dan die van het conventionele proces. Dat vanwege lagere kapitaalkos­ ten en omdat het waardevolle bijproduc­ ten opleverde. De betrokken onderzoekers hebben inmiddels patent op het proces aange­ vraagd. University of Delaware>

Robert O'Dea is doctoraalstudent chemische technologie aan het werk in het laboratorium van professor Thomas Epps

Het artikel ‘Ambient-pressure lignin valorization to high-performance polymers by intensified reductive catalytic deconstruction’ door Robert M. O’Dea, Paula A. Pranda, Yuqing Luo, Alice Amitrano, Elvis O. Ebikade, Eric R. Gottlieb,

Olumoye Ajao, Marzouk Benali, Dionisios G. Vlachos, Marianthi Ierapetritou en Thomas H. Epps verscheen januari 2022 in Science Advances, 2022; DOI: 10.1126/sciadv.abj7523. Het is online>

Nonwovens van banaan-polypropeenvezels Natuurlijke vezels hebben veel voorde­ len ten opzichte van synthetische vezels, met name in termen van biologische af­ breekbaarheid. Onlangs besteedde textil­ technology.net aandacht aan een Indiaas project dat de haalbaarheid onderzocht van nonwovens gemaakt van bananen/ polypropeen (PP) vezels. In dit project van het Textile and Engineering Institute van de DKTE Society, Ichalkaranji/India, werden bananenbladvezels omgezet in nonwovens. Daarvan werden geotextie­ len gemaakt die gebruikt konden worden om aardverschuivingen langs rivieren te voorkomen. Niet minder dan 37 procent van de

fruitproductie komt voor rekening van de bananenteelt. Diezelfde bananen­ teelt neemt 20 procent van het totale fruitteelt areaal in. Na de oogst worden de stengels van bananenplanten als afval weggegooid. Deze stengels hebben vezelbundels die na een goede extrac­ tie en verwerking in textielproducten kunnen worden verwerkt, wat een extra inkomstenbron zou kunnen zijn voor de bananenboeren. Bananenvezels zijn sterk en hebben een lage rek in vergelijking met polyester en polypropeen. Het mengen van bananen­ vezel met polypropeen in nonwovens zou effect hebben op verschillende weef­

seleigenschappen. En dat is precies wat met het project van DKTE is onderzocht. Door het bananenvezelpercentage van genaaldvilt, thermisch gebonden non­wovens van banaan- en PP-vezel te verlagen, nemen het gewicht en de dikte toe, neemt de genormaliseerde trek­ sterkte af en neemt de luchtdoorlaat­ baarheid af. Die eigenschappen bleken uitstekend geschikt voor de productie van geotextiel waarmee aardverschuivin­ gen kunnen worden te voorkomen. Meer bij textiletechnology.net>

19 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


INNOVATIEVE MATERIALEN

Wanneer een speciale eigenschap van een materiaal gewenst is, biedt 3D-printen oplossingen. Speciaal brandvertragend materiaal ontlaadt elektrostatische ladingen. Goed toepasbaar in bijvoorbeeld de luchtvaartindustrie of automotive (foto: Donkervoort)

Diversiteit aan 3D-printmaterialen biedt kansen in elke sector 3D-printen, of additive manufacturing, maakt het mogelijk om on-demand onderdelen te produceren. Bijzonder geschikt om eenvoudig prototypes te ontwikkelen, kleine series op te leveren, maar ook om grote aantallen met bijvoorbeeld specifieke aanpassingen op model­ niveau te vervaardigen. 3D-printen biedt vormvrijheid, circulariteit, maakt produceren op afroep mogelijk, het beperkt de voorraad en is geschikt voor veel verschillende sectoren. 3D-printen wordt gebruikt in allerlei industrieën en markten en voor talloze toepassingen. Denk aan machineonder­ delen, reserve-onderdelen, medische apparatuur of huishoudelijke apparatuur. 3D-printen wordt ook veel toegepast in de bouw, architectuur en design, zoals het printen van huizen en bruggen (beton), maar ook op kleinere schaal is de 3D-printtechniek in die sector goed te gebruiken. Denk aan het printen van

20 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

maquettes en prototypen waarmee een eindresultaat direct visueel wordt.

Productie op aanvraag

Het belangrijkste voordeel van 3D-prin­ ten is het op aanvraag kunnen produce­ ren en tegelijk het beheersen van opslag en supply chain management. Door het 3D-printen van bijvoorbeeld reserve-on­ derdelen, is het mogelijk om een nieuw magazijnsysteem te ontwikkelen dat be­

ter en efficiënter werkt. Bij producenten van onderdelen en reserveonderdelen, zal op den duur een voorraad reserve­ onderdelen ontstaan. Deze kunnen flink wat ruimte in beslag nemen en in het slechtste geval kan deze voorraad zelfs verouderen. Een fysieke inventaris heeft vaak nog de voorkeur, terwijl een digitale voorraad een perfecte oplossing biedt. Digitale inventarisatie wordt heel een­ voudig door het on-demand onderdelen


INNOVATIEVE MATERIALEN

3D-printen is zeer aantrekkelijk voor voedingsgerelateerde toepassingen als nozzles en grippers. Het maakt kleine voorraden mogelijk en zorgt voor een snelle ontwikkeling van prototype tot functionele, direct inzetbare onderdelen

produceren met 3D-printen. De spare parts vragen geen fysieke opslag, maar zijn on-demand te printen wanneer nodig. Dit is geschikt voor enkele stuks, maar ook voor kleine batches en series. Het enige dat nodig is, is een geschikt bestand voor 3D-printen. Het gebruik van additive manufacturing biedt boven­ dien een kans om tussentijds ook het ontwerp van een product aan te passen.

gebalanceerde eigenschappen en een grote verscheidenheid aan toepassingen. Daarnaast zijn er uiteraard nog volop mogelijkheden; van rubber tot metaal en van gips tot composiet.

Elektronica

Enkele 3D-printmaterialen kennen een speciale toepassing. Zo is er speciaal brandvertragend materiaal met een

goede weerstand tegen chemicaliën en temperatuur. Omdat het materiaal voldoet aan de gestelde criteria, kan het zowel gebruikt worden bij elektronica als in de vliegtuigindustrie. Veel elektronische componenten, vooral geïntegreerde schakelingen en micro­ chips, kunnen door ESD worden bescha­ digd. Gevoelige componenten moeten worden beschermd tijdens en na de

Prototyping of serieproductie

Met de inzet van 3D-printen wordt direct tijd en geld bespaard. 3D-printen kent geen of weinig opstartkosten, waardoor het produceren van enkele stuks zeer interessant is. Zeker in vergelijking met conventionele productietechnieken, waarvoor tooling en matrijzen nodig zijn. 3D-printen is daarmee zeer geschikt voor prototyping en om een ontwerp te optimaliseren. Is het ontwerp geschikt? Dan is met 3D-printen eenvoudig een serieproductie op te starten.

Veel keuze in materialen

Bij de keuze voor 3D-printen biedt Oceanz 3D Printing veel mogelijkhe­ den in materialen; van slijtvast tot zeer flexibel. Nylon (polyamide) is daarbij een van de meest gebruikte printmate­ rialen. Dit sterke materiaal kent perfect

Het visualiseren van het eindresultaat voor klanten wordt met het 3D-printen van maquettes en prototypen vereenvoudigd

21 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


INNOVATIEVE MATERIALEN biedt dan ook volop voordeel. Denk aan ontwerpvrijheid, de productie van maatwerk onderdelen en het vervaardi­ gen van complexe of organische vormen. Dit is in het bijzonder aantrekkelijk voor foodgerelateerde toepassingen. Het maakt kleine voorraden mogelijk en zorgt voor een snelle ontwikkeling van prototype tot functionele onderdelen. Enkele toepassingen van 3D-printen binnen de agri- en foodindustrie zijn grippers, nozzles, machineonderdelen, prototypes, robots en drones. Om een voedselveilig 3D-geprint pro­ duct af te leveren, moet het materiaal geschikt zijn volgens de eisen van EC 1935/2004 en geproduceerd zijn volgens de EC-richtlijn 2023/2006 (Good Manu­ facturing Process).

Nabehandelingen

De 3D-geprinte producten kunnen ook een nabehandeling krijgen, waardoor er meer toepassingen mogelijk zijn. Additive Manufacturing, 3D-printen in het bijzonder, draagt bij aan het verbeteren van de duurzaamheid. Afvalstoffen worden tot een minimum beperkt en het materiaal wordt hergebruikt (zero/less waste)

fabricage, tijdens verzending en monta­ ge van het apparaat en in het voltooide apparaat. Daarom is het belangrijk om ESD te voorkomen. Dit kan door materi­ alen te gebruiken die niet te geleidend zijn, maar die statische ladingen lang­ zaam afvoeren. Deze speciale materialen kunnen elektriciteit geleiden, maar doen dit heel langzaam. Voor producten als bijvoorbeeld behuizingen, wordt het

3D-printen met ESD-materiaal geadvi­ seerd. Modellen die worden geprint met dit 3D-printmateriaal ontladen elektro­ statische ladingen van die componenten.

• •

Voedingsmiddelen/agri-sector

Een van de recente ontwikkelingen is het 3D-printen voor de voedingsmid­ delenindustrie en agri-sector. De keuze voor 3D-printen binnen deze sectoren

Een glad 3D-print-model Trommelen en polijsten voor een nog gladdere en fijne finish Verfraaiing 3D-geprinte modellen kunnen gekleurd worden in een van de standaard kleuren (ook skin safe). Daarnaast behoort lakken op basis van elke RAL-kleur tot de mogelijk­ heden. Bescherming Uniek is de mogelijkheid om 3D-print-modellen te voorzien van een hoogwaardige coating. Het coaten gebeurt veelal ter bescher­ ming tegen diverse externe (weer) invloeden.

Duurzame productietechniek

Additive Manufacturing en 3D-prin­ ten in het bijzonder, dragen bij aan het verbeteren van de duurzaamheid. 3D-printen is een duurzame techniek, omdat de afvalstoffen tot een minimum beperkt worden en het materiaal wordt hergebruikt (zero/less waste). Er hoeven minder fysieke producten in een vroeg stadium verstuurd te worden, omdat er wordt gewerkt met digitale tekeningen. Dit scheelt transportkosten en levert een positieve bijdrage aan het milieu. 3D-geprinte modellen kunnen goed gekleurd worden in een van de standaardkleuren (ook skin safe). Daarnaast behoort lakken op basis van elke RAL-kleur tot de mogelijkheden

22 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

Meer bij www.oceanz.eu


ONDERZOEK

Zeldzame aardmetalen uit afval Zeldzame aarden/aardmetalen zijn moei­ lijk te winnen en moeilijk te recyclen, maar wetenschappers van Rice Universi­ ty ontwikkelen een mogelijke oplossing. Ze hebben met succes waardevolle zeld­ zame aardmetalen uit afval gewonnen met een opbrengst die hoog genoeg is om interessant te zijn voor fabrikanten. De wetenschapers van Rice gebruikten daarvoor het zogenoemde flash-Jou­ le-heating proces (kortweg ‘flash’) dat het laboratorium enkele jaren geleden introduceerde en waarmee vaste kool­ stofbronnen kunnen worden omgezet in grafeen. Dat proces is nu toegepast om zeldzame aardmetalen uit drie verschil­ lende afvalstromen terug te winnen: steenkoolvliegas, bauxietresidu en elek­ tronisch afval. De onderzoekers zeggen dat hun proces milieuvriendelijker is dan bestaande industriële terugwinprocessen, doordat het veel minder energie en agressieve chemicaliën gebruikt. Microscopisch kleine glazen bolletjes, gevonden in kolenvliegas, bevatten zeld­ zame aardelementen die kunnen worden gerecycled in plaats van begraven op stortplaatsen, volgens wetenschappers van Rice University. Hun flash-Joule-ver­ warmingsproces is aangepast om de elementen te herstellen. Terwijl industriële extractie van dit afval gewoonlijk is gebaseerd op uitloging met een sterk zuur, en bovendien tijdrovend en niet-groen is, verwarmt het Rice-lab vliegas en andere materialen (gemengd met koolstof om de geleiding te verbe­ teren) binnen een seconde tot ongeveer 3000 °C. Het proces verandert het afval in goed oplosbare 'geactiveerde zeldza­ me aardmetalen'. Industriële processen gebruiken gecon­ centreerd salpeterzuur om de materia­ len te extraheren; het proces van Rice gebruikt een veel mildere concentratie zoutzuur die ook nog eens meer product oplevert. In experimenten ontdekten de onderzoekers dat flash-Joule-proces toe­ gepast op steenkoolvliegas de opbrengst

van de meeste zeldzame aardelementen zelfs meer dan verdubbelde, ondanks de mildere procesomstandigheden. Het Rice-lab van chemicus James Tour introduceerde het ‘flash’proces in 2020. Met het proces kan steenkool, cokes en koolstofhoudend afval worden omgezet in grafeen. Het lab heeft sindsdien het proces verder aangepast en geschikt gemaakt om plastic afval in grafeen te veranderen en nu dus om edele metalen uit elektronisch afval te halen. (Zie Innovatieve Materialen 2020 nr 6: ‘Zuiver grafeen uit afvalplastic’.) Het onderzoek werd ondersteund door het Air Force Office of Scientific Research en het Department of Energy. Het werd gepubliceerd door Science Advances, onder de titel 'Rare earth elements from waste'. Het is online> Meer bij Rice>

Microscopisch kleine bolletjes in steenkoolvliegas bevatten zeldzame aarde-elementen die kunnen worden teruggewonnen in plaats van te worden afgevoerd naar de stort (Bron: Tour Group/Rice University)

Video: Brandon Martin/Rice University

Rice University-chemicus James Tour en postdoc onderzoeker Bing Deng hebben het door hen ontwikkelde ‘flash’-proces aangepast om zeldzame aardmetalen terug te winnen uit kolenvliegas, bauxietresidu en elektronisch afval (Bron: Jeff Fitlow/Rice University)

23 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


MATERIALDISTRICT UTRECHT 2022

Werkspoorkathedraal, Utrecht

MaterialDistrict Utrecht 2022 Van dinsdag 5 tot en met donderdag 7 april vond het materiaalinnovatie-evenement voor R&D- en designprofessionals plaats: MaterialDistrict Utrecht 2022. Met een uitgebreid programma met 50 lezingen van materiaalexperts en ontwerpers, 135 exposanten en een gecureerde materiaaltentoonstelling van meer dan 250 innovatieve materialen pakte de organisatie de draad weer op waar ze voor de COVID-epidemie was gebleven. Het evenement werd voor het eerst gehouden in de Werkspoorkathedraal in Utrecht, een voormalige fabriekshal voor spoorwegmaterieel met een industriële uitstraling. In de materialententoonstelling presenteerde MaterialDistrict de belangrijkste trends in ma­ teriaalontwikkeling: circulariteit, energietransitie en welzijn. Maar liefst 250 materialen wer­ den tentoongesteld, die allemaal pasten in een of meer van de drie thema’s. Ook werd jong talent uitgenodigd om hun nieuwe materialen te presenteren, vaak met een nieuwe visie op oude materialen en afval, hergebruikt op een nieuwe manier. Een greep uit het aanbod.

24 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


MATERIALDISTRICT UTRECHT 2022

Dirty Sand Wereldwijd wordt huishoudelijk afval verbrand. Dat gebeurt in een verbrandings­ oven bij ongeveer 1000 °C. In Nederland wordt de warmte van de verbrandingsin­ stallatie gebruikt om stroom op te wekken. De manier van verbranden levert echter een nieuwe afvalstroom op, restafval dat op de bodem van de verbrandingsinstalla­ tie achterblijft. Dit residu wordt bodemas genoemd. De aanvoer van bodemas blijft elke dag toenemen omdat er nog niet veel praktische toepassingen voor zijn en dus wordt de waarde van het bodemasresidu afgewogen tegen de transportkosten. Dirty Sand (DS) wil het potentieel van dit overgebleven residu van de verbranding van huishoudelijk afval laten zien door bodemas om te zetten in een nieuw glasachtig materiaal; bijvoorbeeld in de vorm van binnentegels. De serie omvat twee verschil­ lende tegels van twee verschillende materialen. DS glas is gemaakt van 80 procent bodemas. DS porselein bevat 35 procent bodemas. www.dirtysand.nl

Bricknic: koken met baksteen Bricknic is geïnspireerd op het eeuwenoude proces van koken in kleipotten. Holle bakstenen kunnen worden gevuld met voedsel en worden gestapeld tot een soort tijdelijke oven. Om ervoor te zorgen dat de producten volgens de hoogste normen worden gemaakt, werkt Bricknic samen met een marktleider met tientallen jaren ervaring: The Original Römertopf Company, in Duitsland. De Bricknic Cooking Brick en de Bricknic BBQ Planet zijn gemaakt van natuurlijke klei en kunnen gebruikt wor­ den op de BBQ, open haard en in de keukenoven. De natuurlijke klei zorgt ervoor dat voedingsstoffen, vitamines en smaken behouden blijven tijdens het kookproces. https://bricknic.org

3D-geprinte composiet onderdelen Fiberneering is fabrikant van 3D-geprinte vezelversterkte composiet onderdelen. Ze maken op maat gemaakte sterke en lichtgewicht producten in bijna elke vorm. Om­ dat er geen gebruik wordt gemaakt van mallen kan de productie van het uiteindelijke product direct starten, wat tijd en materiaal bespaart. Met behulp van FRP3D-tech­ nologie produceert het bedrijf composietonderdelen van hars versterkt met koolstof, glas of een ander type wapening. Fiberneering gebruikt vloeibare harssystemen die uitharden zodra ze belicht worden met UV licht. Een 3D model wordt softwarematig opgeknipt in plakjes van 150 micron dik. Voor elk van deze plakjes beslist de printer wat uit moet harden en wat vloeibaar moet blijven. De machine heeft een platform waarop het product gebouwd wordt. In totaal wordt een meter hoogte in 24 uur opgebouwd. Doordat er gebruik wordt gemaakt van standaard materialen, zijn de eigenschappen van het 3D-geprinte product vergelijkbaar met die van traditioneel verwerkte composieten. Zo kunnen er complexere vormen worden gemaakt, volledig geoptimaliseerd en op een kosteneffectieve manier. www.fiberneering.com

25 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


MATERIALDISTRICT UTRECHT 2022

Zentih: cementvrije betonen wandtegel Wandtegel Zenith is gemaakt van cementvrij beton. Ondanks het gebrek aan cement heeft het materiaal toch alle voordelen van origineel beton. Het cement wordt vervangen door afvalmaterialen met cementachtige eigenschappen, waardoor het een hoge sterkte en een esthetisch uiterlijk krijgt. Zenith is een van de wandtege­ lontwerpen van Beton-Lab, een bedrijf dat zich toelegt op esthetische producten van cementloos beton. Centraal daarbij staat de toepassing van geopolymeren: cementachtige grondstoffen, die als ze worden geactiveerd, veranderen in een keten van moleculen met cementachtige eigenschappen. Voordeel is dat voor de produc­ tie van geopolymeren geen hoge CO2-uitstoot veroorzaakt, zoals de productie van conventioneel beton. Geopolymeren worden gemaakt van lokale grondstoffen zoals klei, rivierslib, maar ook restproducten van de staalindustrie (geen zware metalen) en zelfs van biobased restproducten. Door toepassing van geopolymeer beton zou de CO2-footprint in vergelijking met conventioneel beton met 80 procent kunnen afnemen. www.beton-lab.com

Bakkie Trots Bakkie Trots is een keramieklijn gemaakt van lokale klei. De grond zit vol verhalen. Elke plek waar Bakkie Trots klei uit de grond haalt is uniek, en de kopjes die daarvan gebakken worden zijn dat ook. Samen vertellen deze keramische kopjes een trots verhaal over verbinding. Iedereen heeft wel een speciale plek waarmee hij zich verbonden voelt. Bak­ kie Trots maakt die verbinding tastbaar. www.bakkietrots.nl

Compostboard Compostboard is een circulair plaatma­ teriaal van ontwerper Rik Makes. Het is gemaakt van natuurlijke, afbreekbare vezels, en natuurlijk bindmiddel op basis van zetmeel. Het materiaal is te vergelij­ ken met hout, de productie- en verwer­ kingsmogelijkheden zijn vergelijkbaar. In het afvalstadium van Compostboard wordt het materiaal afgebroken tot voedingsrijke vezels: het zetmeel geeft energie aan organismen en schimmels, waarbij met de vezels een hummusrijke, levende bodem ontstaat. www.rikmakes.com

26 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


MATERIALDISTRICT UTRECHT 2022

New Delft Blue New Delft Blue, een project van het Nederlandse architectenbureau Studio RAP, is een nieuwe interpretatie van het wereldberoemde ontwerp van Delfts Blauw porselein, waarbij 3D-kleiprinten, computationeel ontwerp en ambachtelij­ ke beglazing worden gecombineerd. De ornamenten zijn overigens bedoeld voor de poorten van het bouwblok PoortMeesters in Delft. De poorten - vier meter breed, acht meter hoog en twaalf meter diep - zullen worden voorzien van ongeveer 4.000 keramische tegels uit het New Delft Blue project. https://studiorap.nl/

Artichoke Thistle Artichoke Thistle is een materiaal dat bestaat uit een combinatie van plantaardige vezels (artisjokdistel of kaarde) en organische epoxyhars. Het werd ontwikkeld door de uit Griekenland afkomstige Spyros Kizis, afgestudeerd aan het Edinburgh College of Art. Het materiaal kan onder meer worden gebruikt voor meubels. Kaarde of arti­ sjokdistel is een distelachtige plant afkomstig uit het westelijke en centrale Middel­ landse Zeegebied. Het Artichoke Thistle-project was bedoeld voor de ontwikkeling van een nieuw eco-materiaal en onderzocht de mogelijke toepassingen ervan voor productontwerp. Inmiddels gebruikte Spyros het materiaal om er een stoel van te maken. Het Artichoke-project is online te vinden bij The Greek Foundation>

Recyceled terrazzo Huguet maakt terrazzostukken van ce­ ment en toeslagmaterialen. De aggre­ gaten (traditioneel marmerstof) worden in dit geval vervangen door gerecycled glas of stukjes schoenzool en zorgen zo voor een totaal uniek product. Het is een product waarvan wordt verwacht dat het honderd jaar meegaat. De gebruikte toeslagmaterialen worden in de meeste gevallen allemaal gerecycled. Het is een extreem traditioneel product uit de me­ diterrane architecturale traditie, volledig gemaakt in Mallorca. Meer bij MaterialDistrict>

27 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


MATERIALDISTRICT UTRECHT 2022

ECOPIXEL

ECOPIXEL is gemaakt van afvalplas­ tic. Omdat de initiële pigmenten niet mengen, ontstaat een materiaal met een onderscheidend pixelachtig uiterlijk. ECOPIXEL is bestand tegen temperatu­ ren van -10 °C tot +50 °C en dat maakt het geschikt voor zowel binnen- als buitenomgevingen. Het is duurzaam, lichtgewicht, recyclebaar en kan op maat worden gemaakt. Het materiaal is samengesteld uit 100 procent Low-Density PolyEthyleen (LDPE) dat smelt bij 120 °C en kan oneindig aantal keren worden gebruikt zonder de eigenschappen te veranderen. www.ecopixel.eu

Gramitherm Gramitherm is een Zwitsers isolatiepaneel gemaakt van weidegras met een gepa­ tenteerd proces, zonder dat er afval ontstaat. Het proces haalt de cellulosevezels uit het gras en gebruikt dat voor de productie van Gramitherm, terwijl de afbreekbare componenten die overblijven worden gebruikt voor de productie van biogas. Gramitherm heeft een uitstekende bescherming tegen de kou en beschermt net zo effectief tegen de hitte in de zomer dankzij zijn grote thermische capaciteit. Boven­ dien heeft Gramitherm prima geluidsabsorberende eigenschappen: λ = 0,0405 W/ (m·K). https://gramitherm.ch

GLASIO acoustic glass GLASIO is een poreus materiaal gemaakt van thermisch gebonden deeltjes kristal­ glas, zonder vul- en bindmiddelen. Het materiaal is een Tsjechisch product gemaakt van gerecycled glas. GLASIO is een akoestisch paneel met de maximale akoestische demping bij midden­ frequenties waar het absorptievermogen 90 procent van de invallende akoestische energie overschrijdt. Deze frequentiebanden (met name octaafbanden van 500 Hz en 1 kHz) zijn ook belangrijk vanuit het perspectief van spraakverstaanbaarheid. De panelen kunnen in een gebogen vorm worden geproduceerd en zijn verkrijgbaar in verschillende kleuren. Het materiaal is volgens de producent vooral bedoeld voor gebruik in theaters, auditoria, collegezalen, klaslokalen en in een aantal andere bin­ nenruimtes waar akoestiek en interieurontwerp belangrijk zijn. https://glasio.cz

28 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


ONDERZOEK

Slim textiel display Onderzoekers hebben een geweven dis­ play ontwikkeld met slimme sensoren, inclusief de mogelijkheid van energie­ winning en energie-opslag, die in de stof zijn geïntegreerd. Het slimme 46-inch display integreert actieve elektronische, detectie-, energie- en fotonische func­ ties. De functies zijn direct ingebed in de vezels en garens, die op hun beurt wor­ den vervaardigd met industriële textiel­ processen. Het onderzoeksteam, geleid door de Universiteit van Cambridge, zegt dat hun bevindingen zouden kunnen leiden tot toepassingen als gordijnen die tegelijk ook tv's zijn, energieopwekken­ de tapijten en interactieve kleding en stoffen. Ondanks recente vooruitgang in de ont­ wikkeling van slim textiel, worden hun functionaliteit, afmetingen en vormen beperkt door de bestaande productie­ processen. Om slimme technologie com­ patibel te maken met weven, hebben de onderzoekers elke vezelcomponent ge­ coat met materialen die voldoende rek kunnen weerstaan om ze met textielpro­ ductieapparatuur te kunnen maken. Het team heeft ook enkele van de op vezels gebaseerde componenten gevlochten om hun betrouwbaarheid en duurzaam­ heid te verbeteren. Ten slotte hebben ze meerdere vezelcomponenten met elkaar verbonden met behulp van geleidende lijmen en laserlastechnieken. Door deze technieken samen te gebrui­ ken, bleken ze in staat om meerdere

functionaliteiten op te nemen in een groot stuk geweven stof, gemaakt met standaard, schaalbare textielproductie­ processen. Het resultaat is een weefsel met veel­ zijdige eigenschappen, dat bijvoorbeeld kan werken als een display en energie kan opwekken dan wel opslaan voor later gebruik. De stof kan bovendien ra­ diofrequentiesignalen detecteren, maar ook aanraking, licht en temperatuur. Het kan zelfs worden opgerold en omdat het is gemaakt met industriële textiel­ productietechnieken, zouden op deze manier grote rollen functioneel textiel kunnen worden gemaakt. De onderzoekers zeggen dat hun proto­ type-display wellicht de weg vrijmaakt voor een nieuwe generatie van zoge­

naamde e-textieltoepassingen. Te den­ ken valt aan slimme en energiezuinige gebouwen die hun eigen energie kunnen opwekken en opslaan, Internet of Things (IoT), gedistribueerde sensornetwerken en interactief, flexibel en draagbaar textiel dat kan werken als display. HW Choi et al. ‘Smart textile lighting/ display system with multifunctional fibre devices for large scale smart home and IoT applications’ werd afgelopen februari gepubliceerd in Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467022-28459-6. Het is online> Meer bij Cambridge>

De website van Innovatieve Materialen is vernieuwd en nu ook tweetalig Kijk op www.innovatievematerialen.nl

29 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


INNOVATIEVE MATERIALEN

Handrail (Foto: Copyright Smart Circular Bridge)

Smart Circular Bridge

High-tech brug van vlas Een oud materiaal wordt herontdekt: vlas wordt al duizenden jaren gebruikt in de vorm van kleding, zakken en robuuste scheepstouwen. Nu beleven deze plantenvezels een renaissan­ ce en kunnen ze het bouwmateriaal van de toekomst worden. In combinatie met een spe­ ciale biohars kan er een licht en stabiel materiaal van worden gemaakt met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van aluminium of licht staal. Het EU-project ‘Smart Circular Bridge’ laat zien wat er nu al mogelijk is: drie bruggen zullen worden gemaakt met deze bio­ composiet. De eerste is inmiddels gebouwd op het Floriade terrein in Almere en werd op 22 april geopend. Later zullen er nog twee volgen. In tijden van klimaatverandering en toe­ nemende schaarste in grondstoffen zijn biocomposieten een belangrijk alterna­ tief voor de bouwsector, die een enorme CO2-voetafdruk heeft en een grootver­ bruiker is van fossiele hulpbronnen. Vlas-biocomposieten zouden interessant kunnen zijn voor een circulaire biobased economie, omdat vlas in vergelijking met bijvoorbeeld hout, een snelgroeiende plant is. De eerste ‘Smart Circular Bridge’ met een overspanning van vijftien meter is gebouwd door een internationaal consortium van vijftien partners onder leiding van de Technische Universiteit

30 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

Eindhoven. Het projectteam bestaat uit vijf universiteiten, zeven innovatieve bedrijven en drie gemeenten. De eerste brug werd op 22 april geopend op de Floriade, de internationale tuinbouwten­ toonstelling in Almere. In 2022 en 2023 zullen nog twee Smart Circular Bridges voor voetgangers en fietsers worden gebouwd; de volgende in Ulm, Duitsland en daarna nog een in Bergen op Zoom. Naast de 100 procent natuurlijke vlasve­ zels, zal ook de hars zoveel mogelijk van niet-fossiele bronnen afkomstig zijn. Het aandeel van de biohars bedraagt mo­ menteel nog 25 procent voor de eerste brug, maar deze zal oplopen tot 60 pro­

cent of meer voor de volgende bruggen. Dit wordt bereikt door gebruik te maken van afvalproducten van de biodieselpro­ ductie en gerecycleerde PET-flessen.

Monitoren

De bruggen worden systematisch real time gemonitord. Een kleine honderd sensoren in de brug leveren gegevens over het gedrag van het materiaal bij dagelijks gebruik. Hoe gedraagt de con­ structie zich als er 200 mensen tegelijk overheen lopen? Wat gebeurt er in de verschillende seizoenen, bij storm, hagel en sneeuw? Hoe verloopt het veroude­ ringsproces van het materiaal in detail? Het brugmanagementsysteem, met


INNOVATIEVE MATERIALEN optische glasvezelsensoren in de brug verschaft informatie over materiaal­ rekken en spanningen. Versnellings­ sensoren detecteren zelfs de fijnste trillingen, veroorzaakt door gebruik of door bijvoorbeeld wind. De evaluatie wordt uitgevoerd met behulp van kunst­ matige intelligentie om zo patronen in het materiaalgedrag te herkennen. De gegevens kunnen ook door publiek wor­ den bekeken op een dashboard op een openbare website (dashboard.smartcir­ cularbridge.eu).

Installatie (Foto: Copyright Smart Circular Bridge)

Productieproces (Foto: Copyright Smart Circular Bridge)

Tegelijkertijd kunnen ingenieurs met deze gegevens hun berekenings- en materiaalmodellen verfijnen. Op basis hiervan zullen zij de materiaal- en ont­ werpmodellen verder ontwikkelen voor de volgende bruggen en mogelijk veel andere toepassingen. Momenteel doen teams al onderzoek naar kolommen en gevelelementen in biocomposiet mate­ riaal. Ook rotorbladen van windturbines zijn denkbaar. Met de circulaire economie in het ach­ terhoofd onderzoekt het project welke mogelijkheden er zijn voor het bouw­ materiaal nadat de bruggen het einde van hun levensduur hebben bereikt. Op dit moment worden er drie mogelijkhe­ den verder onderzocht: mechanische, chemische en zelfs biologische recycling met schimmels en/of bacteriën. Het is belangrijk dat de gebruiks-/ levens­ duurcyclus van het materiaal zo lang mogelijk duurt. Om dit te bereiken moet vanaf het begin van projecten rekening worden gehouden met de mogelijkhe­ den aan het einde van de levenscyclus. Het EU-project ‘Smart Circular Bridge’ laat volgens de initiatiefnemers veel meer zien dan bruggenbouw alleen. Het is een voorbeeld van hoe innovaties voor klimaatbescherming en circulaire economie met succes van de grond kun­ nen komen door hier ook stakeholders bij te betrekken. Alleen al voor bruggen is het de moeite waard om alternatieve materialen te overwegen, aangezien er de komende jaren in Europa tienduizen­ den moeten worden vervangen. www.nweurope.eu/smartcircularbridge

(Foto: Copyright Smart Circular Bridge)

31 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


ONDERZOEK

Nano-‘chocolaatjes’ voor de opslag van waterstof Waterstof wordt gezien als een veelbelo­ vende, klimaatvriendelijke energiedrager voor de toekomst. Maar er zijn proble­ men; zoals de opslag. Of het moet in tanks onder druk worden bewaard, tot 700 bar, of het moet vloeibaar worden gemaakt, wat betekent dat het moet worden afgekoeld tot min 253 °C. Beide methodes kosten (veel) energie en ma­ ken opslag kostbaar.

Chocolaatjes

Een team van Deutsches Elektronen-Syn­ chrotron DESY heeft nu de basis gelegd voor een innovatieve oplossing door waterstof op te slaan in minuscule nano­ deeltjes gemaakt van het palladium, met een diameter van 1,2 nanometer. Dat palladium als een soort spons waterstof kan opnemen was al langer bekend, maar de moeilijkheid was om het er weer uit te krijgen. Daarom gebruikte het DESY-team palladiumdeeltjes die maar ongeveer een nanometer groot zijn. Om ervoor te zorgen dat de minus­ cule deeltjes stevig genoeg zijn, worden ze gestabiliseerd door een kern van iridium. Bovendien zijn ze vastgemaakt aan een grafeendrager, een extreem dun laagje koolstof. Zo zagen de onder­ zoekers kans de palladiumdeeltjes met tussenruimte van slechts tweeënhalve nanometer aan het grafeen hechten. Volgens DESY kunnen de nanodeeltjes worden voorgesteld als chocolaatjes met een noot in het midden (iridium), omhuld door een laag ‘marsepein’ (pal­ ladium in dit geval), en aan de buiten­ kant bedekt met chocolade: waterstof. Het enige dat nodig is om de opgeslagen waterstof terug te winnen, is dat er een kleine hoeveelheid warmte wordt toegevoegd. De waterstof komt snel vrij omdat ze zich aan de buitenkant van het cluster bevindt. In de volgende stap wil het team onder meer uitzoeken welke opslagdichtheden

32 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

De palladium nanodeeltjes (groen) worden gestabiliseerd door een kern van iridium (rood). Waterstof kan zich op het oppervlak ophopen als een soort chocoladeglazuur - en kan door verhitting weer vrijkomen (Illustratie: DESY, Andreas Stierle)

kunnen worden bereikt met deze nieuwe methode en of er betere koolstofstructu­ ren als drager kunnen dan grafeen. Meer bij DESY> Het team, met daarin ook onderzoekers van de universiteiten van Keulen en Hamburg, publiceerde de resulta-

ten in het tijdschrift ACS Nano van de American Chemical Society (ACS). Het artikel 'Hydrogen Solubility and Atomic Structure of Graphene Supported Pd Nanoclusters', door D. Franz, U. Schröder, R. Shayduk, B. Arndt, H. Noei, V. Vonk, T. Michely, A. Stierle; is hier te vinden (pdf)>


ONDERZOEK

Al-Mg-Si-coating beschermt staal in maritieme omgevingen Hoewel staal veel wordt gebruikt in de industrie, beperkt de lage corrosieweer­ stand de levensduur van de apparatuur en belemmert het bepaalde toepassin­ gen in een maritieme omgeving. Een van de meest gebruikelijke methoden om de corrosieweerstand van staal te verbete­ ren, is het te coaten met andere metalen zoals aluminium (Al). Maar het gebruik van Al in maritieme toepassingen is beperkt vanwege de neiging om te re­ ageren met chloride-ionen in zeewater, wat dan ook weer leidt tot corrosie. En ook toevoeging van andere elementen, zoals magnesium (Mg) en silicium (Si), kent hindernissen. In een recente studie gepubliceerd in Corrosion Science hebben wetenschap­ pers Korea National Maritime & Ocean

University (KMOU) een nieuw protocol ontwikkeld voor de Al-Mg-Si coating van staal. In de studie namen de onderzoe­ kers gealuminiseerd staal (met Al en Si) en brachten daar vervolgens met physical vapor deposition (PVD) een laagje magnesium op aan. Daarna werd de coating blootgesteld aan een hoge temperatuur van 375 °C. Vervolgens onderzochten ze de coatingfilm en voer­ den ze corrosietesten uit in de vorm van een 'zoutsproeitest'. Daarbij bleek dat corrosieproducten in twee lagen waren gevormd: een oppervlaktelaag gevormd uit voornamelijk aluminium-gebaseerde corrosieproducten en een binnenste corrosielaag bestaande uit Al-, Mg- en Si-gebaseerde verbindingen. Bovendien bleek de binnenste laag van corrosie­ producten een 'afschermend effect', te

vertonen waardoor de anticorrosieve eigenschappen verder werden versterkt. Volgens de wetenschappers laat hun onderzoek zien dat met een simpele oppervlaktetechniek, staal uiterst corro­ siebestendig kan worden gemaakt en zo de levensduur van stalen installaties en machines in maritiem milieu aanzienlijk kan verlengen. More at KMOU> Het artikel ‘Ultra-high corrosion resistance of Al-Mg-Si film on steel sheet formed by PVD Mg coating and heat treatment’ is online> DOI: 10.1016/j.corsci.2021.109829

33 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


ONDERZOEK

Schellak voor geprinte schakelingen

Nieuw materiaal voor gedrukte schakelingen: twee testbalken van één centimeter breed van de 3D-printer. Op de achtergrond zijn de gedrukte elektronische sensoren te zien (Afbeelding: Empa)

Slimme verpakkingen met sensoren die goederen op lange transportroutes kunnen volgen zijn een trend. Onder­ zoekers over de hele wereld werken al jaren aan het maken van elektrische schakelingen met behulp van additieve processen zoals robotic 3D printing (ro­ bocasting) en met succes. Maar er is ook een keerzijde. Metalen in drukinkten zijn duur - en eenmaal in het afvalstadium is het kostbaar om ze milieuvriendelijk te verwerken. Wetenschappers van het Zwitserse Empa hebben nu een nieuw materiaal ontwikkeld om het probleem op te lossen. Als geleidend materi­ aal kozen de onderzoekers goedkope koolstof: langwerpige grafietplaatjes vermengd met minuscule roetdeeltjes die zorgen voor elektrisch contact tussen diezelfde plaatjes. Deze structuur werd ingebed in een matrix van schellak, een biomateriaal dat wordt gewonnen uit de uitscheidingen van schildluizen. Vroeger werd het gebruikt om platen te maken; tegenwoordig wordt het onder andere toegepast als vernis voor houten instru­ menten en in nagellak. Bovendien is het oplosbaar in alcohol. Een van de meest lastige problemen die vervolgens moest worden opgelost, was het gedrag van de inkt. Een te stroperige inkt zou te taai zijn en lastig te 3D-prin­ ten - maar als de inkt tijdens het printen

34 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

te vloeibaar wordt, kunnen de vaste componenten scheiden en het mondstuk van de printer verstoppen. Om aan de eisen te voldoen, sleutel­ den de onderzoekers intensief aan de receptuur van hun inkt. Door de formu­ lering en de relatieve samenstelling van de componenten te optimaliseren, wist het team verschillende varianten van de inkt ontwikkelen die in verschillende 2Den 3D-printprocessen kunnen worden gebruikt. Uit eerdere experimenten bleek de ge­ optimaliseerde schellak-inkt uiteindelijk

aan de verwachtingen te voldoen. Het nieuwe materiaal is inmiddels gepa­ tenteerd. De resultaten van het onderzoek werden afgelopen december gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports, onder de titel 'Versatile carbon-loaded shellac ink for disposable printed electronics'. Het is online> Meer bij Empa>


ONDERZOEK

Nieuw koperen oppervlak optie tegen superbacteriën Een nieuw oppervlak dat bacteriën meer dan 100 keer sneller en effectiever doodt dan standaard koper. Het nieuwe koper­ materiaal is het resultaat van een ge­ zamenlijk onderzoeksproject met RMIT University en het Australische nationale wetenschapsbureau, CSIRO. Volgens de betrokken onderzoekers zou het nieuwe koperoppervlak een veelbelovende en betaalbare optie kunnen zijn bij de be­ strijding van superbacteriën; bacteriën, die resistent zijn voor (bijna) alle soorten antibiotica. Het onderzoek werd onlangs gepubliceerd in Biomaterials. Koper wordt al lang gebruikt om bac­ teriën te bestrijden, omdat de ionen die vrijkomen van het metaaloppervlak giftig zijn voor bacteriële cellen. Volgens

professor Ma Qian van de RMIT Univer­ sity verloopt dit proces echter traag als standaardkoper wordt gebruikt. On­ derzoekers over de hele wereld zoeken daarom naar manieren om dat proces te versnellen. Een standaard koperen op­ pervlak doodt binnen vier uur ongeveer 97 procent van aanwezige Staphylococ­ cus aureus bacteriën. In plaats daarvan, doodt het speciaal ontworpen koperen oppervlak van CSIRO meer dan 99,99 procent van de cellen in slechts twee mi­ nuten: 120 keer sneller dus. En belang­ rijker nog, de resultaten werden behaald zonder hulp van een medicijn. Het team denkt dat er een enorm scala aan toepassingen voor het nieu­ we materiaal kan zijn als het eenmaal

verder is ontwikkeld. Te denken valt aan antimicrobiële deurgrepen en andere aanraakoppervlakken in scholen, zieken­ huizen, huizen en openbaar vervoer, net als filters in antimicrobiële ademhalings­ toestellen of luchtventilatiesystemen, en gezichtmaskers. Het team wil nu de ef­ fectiviteit van het verbeterde koper-op­ pervlak onderzoeken tegen SARS-COV-2, het virus dat COVID-19 veroorzaakt. Meer bij RMIT> Het artikel ‘Robust bulk micro-nano hierarchical copper structures possessing exceptional bactericidal efficacy’ by Smith et al was published in Biomaterials (DOI: 10.1016/j.biomaterials.2021.121271). Het staat online>

Snelle destructie: afbeeldingen die 120.000 keer zijn vergroot onder een scanning-elektronenmicroscoop tonen gouden stafylokokbacteriëncellen na twee minuten op a) gepolijst roestvrij staal, b) gepolijst koper en in c) en d), het micro-nanokoperoppervlak van het team

35 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


ONDERZOEK

Stapelbaar 'kunstblad' gebruikt minder stroom en vangt veel meer kooldioxide af Wetenschappers van de University of Illinois Chicago hebben een kosteneffec­ tief kunstblad ontwikkeld dat koolstofdi­ oxide honderd keer sneller kan afvangen dan huidige systemen. In tegenstelling tot andere koolstofafvangsystemen, die in laboratoria werken met pure kool­ stofdioxide uit tanks onder druk, werkt dit kunstmatige blad onder normale, atmosferische omstandigheden. Het haalt koolstofdioxide op uit ‘verdunde’ bronnen, zoals lucht en rookgas en zet het om als brandstof en/of grondstof voor andere materialen. Volgens de betrokken wetenschappers kan het kunstbladsysteem een interes­ sante rol spelen bij het verminderen van broeikasgassen in de atmosfeer dank­ zij de hoge mate van koolstofafvang, relatief lage kosten en matig energiever­ bruik, zelfs in vergelijking met de beste laboratoriumgsystemen. Op basis van een eerder gepubliceerd theoretisch concept1 hebben de weten­ schappers een standaard kunstbladsys­ teem aangepast met goedkope materia­ len. Ze maakten een membraan met een droge en een natte kant, waarover een potentiaalverschil werd aangebracht. Aan de droge kant vangt een organisch oplosmiddel (met ethyleenglycol ver­ zadigd met KOH) CO2 op uit verdunde bronnen zoals lucht of rookgas en produ­ ceert een hoge concentratie HCO3- ionen op het membraan. Terwijl bicarbonaat zich opbouwt, worden deze negatief ge­ laden ionen over het membraan getrok­ ken naar een positief geladen elektrode in een waterige oplossing aan de natte kant van het membraan. De vloeibare oplossing lost het bicarbonaat weer op in koolstofdioxide, zodat het kan worden vrijgegeven en gebruikt voor brandstof of ander gebruik.

36 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

Schematische weergave van het koolstofafvangproces zoals dat is ontworpen door wetenschappers van het UIC College of Engineering. Kooldioxide uit lucht of rookgas wordt geabsorbeerd door een droge organische oplossing waarbij HCO3- ionen worden gevormd. De ionen migreren door een membraan en worden daar omgezet in geconcentreerd CO2. Koolstofatomen zijn in rood weergegeven, zuurstofatomen in blauw en waterstofatomen in wit (Bron: Aditya Prajapati/UIC)

De elektrische lading wordt gebruikt om de overdracht van bicarbonaat over het membraan te versnellen. Uit verder onderzoek bleek dat het systeem een zeer hoge flux had (de snel­ heid waarmee koolstof wordt afgevan­ gen in vergelijking met het oppervlak), en wel van 3,3 millimol per uur per 4 cm2. Dit is meer dan 100 keer beter dan andere systemen en dat, terwijl er relatief weinig elektriciteit voor nodig is (0,4 KJ/uur), minder dan voor een 1 watt LED-lamp. Ze berekenden de kosten op $ 145 per ton koolstofdioxide, wat min­ der is dan de richtlijn van het Ameri­ kaanse ministerie van Energie, die zegt

dat de kosten niet hoger mogen zijn dan $ 200 per ton. De resultaten van het onderzoek zijn inmiddels gepubliceerd in Energy & Environmental Science: 'Migration-assisted, vochtgradiëntproces voor ultrasnelle, continue CO2-afvang uit verdunde bronnen bij omgevingscondi­ ties'. Meer aan de Universiteit van Illinois> ‘Assessment of Artificial Photosynthetic Systems for Integrated Carbon Capture and Conversion’ 2019. It is online>

1


ONDERZOEK

De onderwaterlijm van mosselen inspireert synthetisch cement Zeeschelpdieren kunnen zich uitstekend hechten aan allerlei substaten onder water. Jarenlang hebben onderzoekers geprobeerd de buitengewone kleef­ kracht in het lab na te bootsen. Ze richt­ ten zich daarbij op een paar van de acht eiwitten die mosselen afscheiden en die verantwoordelijk zijn voor de hecht­ kracht. Onderzoekers van de Northwes­ tern University hebben nu een materiaal gemaakt dat nog beter presteert dan de hechtsstof die ze probeerden na te bootsen. Hun bevindingen werden op 3 maart gepubliceerd in het Journal of the Ameri­ can Chemical Society. Eiwitten zoals die worden uitgescheiden door mosselvoeten zijn lineaire ketens van aminozuren die zich steeds opnieuw herhalen. De eiwitstructuren lijken soms rekbaar, sterk en plakkerig. Ze komen

voor in insectenvleugels en -poten, spin­ rag en ‘mosselvoeten’. Wetenschappers kennen de exacte primaire sequenties van aminozuren waaruit veel van dergelijke eiwitten bestaan, maar hebben moeite om het gecompliceerde natuurlijke proces na te bootsen en tegelijk de buitengewone hechtingseigenschappen te behouden. Door de bouwsteen van een van de ei­ witten te nemen en deze in een synthe­ tisch polymeer in te bouwen, dachten de noordwestelijke onderzoekers dat de eigenschappen zouden kunnen worden verbeterd. Eiwitten rangschikken aminozuren als ke­ tens, maar in plaats daarvan rangschikte het team ze parallel, op een synthetische polymere ondergrond. Het resultaat was iets dat eruitziet als een borstel van pep­ tiden, in plaats van keurig recht gerang­ schikte aminozuren. Dat leek te werken.

Om de werkzaamheid van het nieuwe materiaal te testen, brachten de onder­ zoekers zowel het polymeermateriaal als het inheemse mosseleiwit aan op glasplaten en vergeleken de hechtkracht. Ze ontdekten dat hun ‘protein-like polymers’ (PLP’s) zich gedroegen als een cellulaire superlijm. De studie, ‘A Mussel Adhesive-Inspired Protemimetic Polymer,’ werd geleid door een Northwestern University-team met hulp van de laboratoria van de professoren chemische en biologische engineering Muzhou Wang en Danielle Tullman-Ercek. Meer bij Northwestern University>

37 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


ONDERZOEK

Recent publications Spent Coffee Grounds as Building Material for Non-Load-Bearing Structures Materials, February 2022

The gradual development of government policies for ecological transition in the modern construction sector leads researchers to explore new alternative and low environmental impact materials with a particular focus on bio-sourced materials. In this perspective, the mechanical, thermal insulation, and the sound absorption performances of a spent coffee grounds/ potato starch bio-based composite were analyzed for potential application in buildings. This bio-sourced material presented a sufficient compressive mechanical behavior for non-loadbearing structures and a sufficient mechanical capacity to be shaped into building bricks. Mechanical, thermal, and acous­ tic performances depend on the moisture environment. The groundwork was laid for an initial reflection on how this com­ posite would behave in two opposite climates: the continental climate of Reims in France and the tropical climate of Belém in Brazil. The article is online>

developped with the help of wastewater for the first time and compare these with clay bricks produced using groundwa­ ter, which is the conventional method. Both destructive (i.e., compressive strength (CS)) and non-destructive (i.e., ultrasonic pulse velocity (UPV)) tests are conducted on all fired clay brick specimens as per the American Society for Testing and Mate­ rials (ASTM). Physical (i.e., dimensions) and durability (water absorption, efflorescence, etc.) tests are also conducted. All kinds of brick satisfied the standard requirements of physical and durability characteristics. Similar or better strength of bricks were achieved using wastewater. The study concludes that the testing results of wastewater bricks were significantly 15 - 25 % higher compared with groundwater-fired clay bricks. A large amount of wastewater can be used to develop bricks, and clean water can be saved to attain circular economy goals. Therefore, this study will help not only in developing low-cost bricks but also in saving clean water. The article is online>

3D printable lightweight cementitious composites with incorporated waste glass aggregates and expanded microspheres - Rheological, thermal and mechanical properties Journal of Building Engineering, December 2021

One of the fields in the construction industry where 3D printing of cementitious composites can play a significant role is associated with manufacturing of lightweight structures. Thanks to 3D printing, structural self-weight can be reduced by topology optimization of printed elements. Moreover, further decrements of self-weight and improvement of thermal insu­ lating properties can be achieved by the mixture design and introduction of materials of low thermal conductivity. To date, limited knowledge on lightweight printable mixtures is availa­ ble. The main objective of this study is to develop 3D printed lightweight concrete (3DPLWC) mixture, with the intention of replacing natural aggregate with waste glass (WG) by 50 vol.-% and 100 vol.-%. Moreover, expanded thermoplastic microsp­ heres (ETM) were incorporated into the mixture. This led to a reduction in density of the mixtures as well as the thermal conductivity by up to 40%. The article is online>

Development of Construction Material Using Wastewater: An Application of Circular Economy for Mass Production of Bricks

Materials, March 2022

Water is one of the necessary ingredients for construction materials. Billions of gallons of clean water are wasted during the development of fired clay bricks. Similarly, the waste of clean water is a global issue. In this study, fired clay bricks were

38 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

Multi-material additive manufacturing in architecture and construction: A review Journal of Building Engineering

Multi-Material Additive Manufacturing (MMAM) is an emer­ ging manufacturing approach that is gaining interest in archi­ tecture and construction as an expansion of Additive Manu­ facturing. Hereby, different materials or material properties are combined in a single additive process in order to create objects that are composed of multiple materials. Ultimately,


ONDERZOEK this approach introduces a new way of manufacturing and building, where assembly is no longer a necessity in order to combine multiple materials. Moreover, different potentials can be derived from the use of MMAM. Leading towards compo­ nents with heterogeneous material composition and a high degree of adaption towards structural, environmental, and design criteria. This work provides an overview of the current state of MMAM in architecture and construction. Different processes and materials which have been reported are discus­ sed and potentials, which emerge through the use of MMAM are described using specific use-cases. (TU Delft) The article is online>

Experimental Study of the Usability of Recycling Marble Waste as Aggregate for Road Construction Sustainability, March 2022

The road construction industry consume a considerable amount of natural aggregates in the world. As a consequence, the increase in the natural aggregates demand increases the construction cost. On the other hand, marble spoil waste, generated from marble cutting and polishing process, is an environmental nuisance in the world. Indeed, an economical solution to this problem is the reuse of these wastes as an aggregates for road construction. The main objective of this study is to evaluate the usability of aggregate, obtained by crushing marble waste, as a conventional aggregate for road construction using an experimental investigation. To achieve this objective, these experimental tests were carried out on fine and coarse marble aggregate samples. Finally, experimental test results show that the chemical com­ position and the physical and mechanical properties of marble aggregate recommend it to be used as a conventional aggrega­ te for road construction. The article is online>

The realities of additively manufactured concrete structures in practice Cement and Concrete Research

This paper aims at reducing this knowledge gap by presenting a systematic discussion, based on the analyses of eight realized 3DCP projects from around the world. It was found that the structural application of printed concrete is limited, due to a lack of regulatory framework for expedient approval, as well as limited reinforcement options which require to resort to unre­ inforced masonry analogies. The application of the technology features a host of practical issues that relate to the print pro­ cess, material, site conditions, building integration and design or to the 3DCP technology in general. Although some potential risks, such as shrinkage cracking and quality consistency are ge­ nerally recognized, the measures taken to mitigate them vary

considerably, and are largely based on individual expertise. The actual effectiveness is generally unknown. Finally, it was observed that, while the printing itself is fast, the preparation time is generally considerable. This is partially due to a lack of knowledge amongst professionals. In the practical production of a 3DCP project, three expertise areas are crucial: one for the digital part, one for the machine side, and one for the material side. Thus there is a strong need for educational institutions to develop dedicated training courses and incorporate relevant topics into their curricula. (TU Eindhoven Cement and Concrete Research) The article is online>

Compressed Earth Blocks Using Sediments and Alkali-Activated Byproducts Sustainability, March 2022

Sediment dredging is necessary and vital to preserve maritime activities and prevent floods. The management of these sedi­ ments represent an environmental challenge for many coun­ tries all over the world. This study focuses on evaluating the feasibility of using dredged sediments for the manufacturing of compressed earth blocks (CEB). The alternative construction material has the potential of reducing the need for dredged sediment onshore storage or ocean dumping. Several experi­ mental tests have been conducted on two geopolymer types, which were obtained by mixing sediments from the northern region of France, fly ash (FA), and grounded blast furnace slag (GBFS). The geopolymers, which were activated using an eight-molar concentrated sodium hydroxide solution (NH), were cured at a temperature of 50 °C. The results have shown that a geopolymer content of 36 % of FA and 10 % of GBFS along with (NH) alkaline solution has significantly improved the mechanical properties of CEBs, which have outperformed those of Portland Cement-stabilized traditional blocks. The article is online>

39 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


INNOVATIEVE MATERIALEN

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

Databank

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

Events georganiseerd. Al deze diensten zijn kosteloos.

Er zijn vijf soorten profielen: • • • • • •

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

Het kan ook voorkomen dat een be­ drijf zowel een Business Offer als een Business Request heeft (of een andere combinatie). In dat geval worden er twee (of zelfs meer indien van toepassing) profielen gemaakt. In het profiel wordt de meest essentiële informatie over de aard van het aanbod of vraag opgenomen, het ‘soort’ partner dat men daarbij beoogt en de verwacht­ te samenwerking.

Video: Hoe werkt Enterprise Europe Network

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

40 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


ENTERPRISE EUROPE NETWORK The Enterprise Europe Network Materials Database: Request for partnership: May 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.

Polish company is looking for suppliers of raw materials for production of dietary supplements A newly established Polish company interested in introducing a new food product to the Polish market - dietary supplements is looking for suppliers of raw materials such as ubiquinone - Coenzyme Q10, D-chiro-inositol, pyridoxal 5-phosphate, Acetyl L-carnitine, d-chiro inositol for supplier 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 eco-responsibility, 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 long-term partners offering products of quality and eco-friendly.

A German producer of sustainable and modular houses seeks local assembly partners under services agreement A German company specialised in the development and production of modular mini houses is looking for local assembly partners to ensure a decentralised hence sustainable installation system. Houses are assembled on-site from prefabricated mounting kits. Since assembly is straight-forward, a variety of service providers such as carpentry and glazing companies would be suitable to engage in such a cooperation in the frame of a service agreement.

Company from North Macedonia manufacturing machine parts, tools and services is looking for suppliers of raw materials Macedonia-based producer of high-quality machine parts, tools, and services is looking for foreign suppliers of raw materials for the production of metals, rods, and profiles. The company is looking for partners who will be able to supply them with raw materials under a supplier agreement.

41 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


AGENDA

21 - 24 juli 2022, München

ceramitec, de ontmoetingsplek voor de internationale keramische industrie Met ruim 600 exposanten uit 38 landen, is ceramitec 2022 het evenement waar de gehele keramische industrie, van fabrikanten tot wetenschappers, samen­ komt. Gedurende vier dagen presente­ ren de exposanten hun producten, van machines, systemen, processen tot aan grondstoffen, aan bezoekers van over de gehele wereld. Daarnaast zijn ook alle takken van de industrie, van klassieke keramiek tot aan poedermetallurgie, vertegenwoordigd. De dreiging van klimaatverandering stimuleert innovatie meer dan ooit tevoren. Daarom zullen exposanten en bezoekers van ceramitec 2022 innova­

42 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022

tieve oplossingen vinden op de beurs. Oplossingen die het milieu beschermen, die tevens niets afdoen aan de kwaliteit, zonder stijgende kosten.

Baksteenindustrie ondergaat transformatie

Het onderwerp van de energietransi­ tie en het daarbij behorende doel van CO2-neutrale productie, is de focus van de mechanische en installatietechniek voor de baksteenindustrie. De industrie houdt zich bezig met geëlektrificeerde productieprocessen die gebruik maken van hernieuwbare energiebronnen van groene stroom tot aan waterstof.

Dit brengt ook uitdagingen met zich mee zoals ontkoppelde ovens en drogers, het gebruik van warmtepompen in het droogproces en in het algemeen, het gebruik van minder materialen of juist meer recyclebare materialen. Tijdens ceramitec zullen deze technologische oplossingen aan de bezoekers worden getoond.

Efficiëntie in productie en toepassing

Gevestigde bedrijven maar ook een breed scala aan nieuwe ondernemin­ gen zullen informatie verstrekken over innovaties in keramische materialen,


AGENDA apparaten en technologieën, evenals over de integratie van het materiaal in complexe materiaalsystemen. Efficiënt gebruik van hulpbronnen verenigt ook de thema’s fijne kera­ miek, vuurvaste keramiek, technische keramiek, additive manufacturing en poedermetallurgie in de C1 hal. Naast een steeds efficiëntere productie, zullen de nieuwste ontwikkelingen van fabrikanten en werktuigbouwkundigen zich concentreren op nieuwe gebieden om dit toe te passen in de keramische industrie. Toepassingen laten zien wat er gebeurt met keramische componenten op het gebied van technische keramiek, bijvoorbeeld op het gebied van isolatie, slijtvastheid, corrosie en temperatuur­ bestendigheid, thermische geleidbaar­ heid en maatvastheid.

Fora vol innovatie

Daarnaast biedt ceramitec deze editie twee fora (C1 en C3 hal) met presenta­ ties over innovaties. Tijdens het forum in de C1 hal, zal het vooral gaan over de

fijnkeramiek die nieuwe gebieden be­ treedt met additieve fabricage. Tijdens het forum in de C3 hal richt de klei-in­ dustrie zich op hulbronnenefficiëntie door middel van nieuwe innovaties. Om beter aan de wensen van de internatio­ nale bezoekers te kunnen voldoen, vin­ den alle presentaties in het Engels plaats

en zijn de presentaties vrij toegankelijk voor alle exposanten. www.ceramitec.com

43 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


AGENDA

The big reunion of the ceramics industry. Personal and on site. The international and leading trade fair for the ceramics industry enters the next round: this is where market leaders, decision-makers along the entire value chain exchange information on industry-wide topics for the future and insights. Become part of this world full of innovation. Finally on site in Munich.

Secure your ticket now! ceramitec.com/tickets

Information: van Ekeris Expo service b.v. Tel. +31 23 525 8500, info@vanekeris.nl INNOVATIEVE MATERIALEN

2 2022

June 21– 24, 2022 . Messe München ceramitec.com


AGENDA Houtbouwbeurs 17 - 19 mei 2022, ‘s Hertogenbosch

Chemical Recycling 14 - 15 juni 2022, Keulen

Rapid.Tech 3D 17 - 19 mei 2022, Erfurt

Additive Manufacturing R&D Day 21 juni 2022, Veldhoven

Renovatie vakbeurs 17 - 19 mei 2022, ‘s Hertogenbosch

Ceramic Congress/Cimtec 2022 20 - 29 juni 2022, Montecatini Terme

Hannover Messe 2022 30 mei - 2 juni 2022, Hannover

BetonTage 2022 21 - 23 juni 2022, Ulm

Gevel 2022 31 mei - 2 juni 2022

SurfaceTechnology GERMANY, 21 - 23 juni 2022, Stuttgart

LightCon 1 - 2 juni 2022, Hannover

Ceramitec 2022 21 - 24 juni 2022, München

Constructeursdag 2022 2 juni 2022, Veldhoven

3D Production Days 22 - 23 juni 2022, Eindhoven

Magforum 2022 7 - 9 juni 2022, Noordwijk/ Amsterdam

RapidPro 2022 22 - 23 juni 2022, Eindhoven

EUROGUSS 2022 8 - 10 juni 2022, Nurnberg

Solids Dortmund 22 - 23 juni 2022, Dortmund

Glasdag 2022 9 juni 2022, Leusden

Plastic Recycling Show Europe 22 - 23 juni 2022, Amsterdam

AMPM 2022 12 - 15 juni 2022, Portland

Challenging Glass 8 23 - 24 juni 2022, Gent

International Colloids Conference 12 - 15 juni 2022, Lissabon

International Congress on Glass 3 - 8 juli 2022, Berlijn

45 | INNOVATIEVE MATERIALEN 2 2022


Innovative Materials, the international version of the Dutch magazine Inno­ vatieve Materialen, is now available in English. Innovative Materials is an in­ teractive, digital magazine about new and/or innovatively applied materials. Innovative Materials provides information on material innovations, or innovative use of materials. The idea is that the ever increasing demands lead to a constant search for better and safer products as well as material and energy savings. Enabling these innovations is crucial, not only to be competitive but also to meet the challenges of enhancing and protecting the environment, like durability, C2C and carbon footprint. By opting for smart, sustainable and innovative materials constructors, engi­ neers and designers obtain more opportunities to distinguish themselves. As a platform Innovative Materials wants to help to achieve this by connec­ ting supply and demand. Innovative Materials is distributed among its own subscribers/network, but also through the networks of the partners. 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.