Innovatieve Materialen 2024 editie 2

JEC INNOVATION AWARD 2024

MATERIALDISTRICT UTRECHT 2024

INNOVATIEVE COATING VOORKOMT KALKVORMING

CELLULOSE AEROGEL UIT EEN 3D-PRINTER

GOLDILOCKS: EEN BIOBASED LIGNINE-ALTERNATIEF VOOR AARDOLIE

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

Projecten kunnen turn-key worden uitgevoerd

Wij garanderen de emissie & grenswaarden

Engineering, bouw en onderhoud in eigen beheer

Mesys Industrial Air Systems BV

Molenstraat 27, 6914AC Herwen www.mesys.nl

+31 (0) 316 248744

Info@mesys.nl

Hoog vacuüm stofzuiginstallatie

Natfilter met slibtransporteur

Frogreiniger

Innovatieve Materialen is een vaktijdschrift over ontwikkelingen op het gebied van duurzame, innovatieve materialen en/of de toepassing daarvan in bijzondere constructies.

Uitgeverij

SJP Uitgevers

Kalkhaven 53 4201 BA Gorinchem tel. (0183) 66 08 08 e­mail: info@innovatievematerialen.nl www.innovatievematerialen.nl

Hoofdredactie:

Gerard van Nifterik

Advertenties

Drs. Petra Schoonebeek e­mail: ps@innovatievematerialen.nl

Een digitaal abonnement in 2024 (6 uitgaven) kost € 47,80 (excl. BTW) KIVI­leden € 35,90­ (excl. BTW) Studenten € 25,­ (excl. BTW) Een papieren abonnement in 2024 kost € 93,25 (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), 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); Guido Verhoeven (Bond voor Materialenkennis/ SIM Flanders, Prof. dr. ir. Christian Louter

10 - JEC Innovation Award 2024

Elk jaar beloont JEC Group via de JEC Composites Innovation Awards baanbrekende, creatieve projecten die de mogelijkheden van composietmaterialen demonstreren. De innovatieprijs heeft als doel om innovaties in composietmaterialen te stimuleren en de vooruitgang van de industrie onder de aandacht van het publiek te brengen. De afgelopen 26 jaar waren bij het JEC Composites Innovation Program meer dan 2.000 bedrijven wereldwijd betrokken; 225 bedrijven en 573 partners zijn beloond voor de innovaties op het gebied van composieten. Voorafgaand aan de JEC World (5 ­ 6 maart in Parijs) werden de winnaars van de Innovation Award van dit jaar bekend gemaakt.

18 - MaterialDistrict 2024

Van 6 tot en met 8 maart vond MaterialDistrict Utrecht plaats in de Werkspoorkathedraal in dezelfde stad. Het evenement van dit jaar legde extra nadruk op biobased materialen en circulariteit en het belang daarvan bij het bestrijden van de klimaatverandering en de uitputting van hulpbronnen. Het evenement trok dit jaar 5651 bezoekers; 28 procent meer dan in 2023.

32 - Innovatieve coating voorkomt kalkvorming

Onderzoekers van ETH Zürich zeggen nu een manier te hebben gevonden om de vorming van kalkaanslag in industriele warmtewisselaars te voorkomen. Ze ontwikkelen een coating op basis van hydrogel die de hechting van kalkaanslag effectief voorkomt. Kalkkristallen kunnen op dit oppervlak geen houvast vinden en worden daarom meegevoerd door de omringende waterstroom. Een dergelijke coating zou de efficiëntie van de elektriciteitsproductie in thermische energiecentrales verbeteren en verliezen als gevolg van kalkaanslag compenseren.

34 - Cellulose aerogel uit een 3D-printer

Ultralicht, thermisch isolerend en biologisch afbreekbaar: aerogels op cellulosebasis hebben veel mogelijkheden. Empa­onderzoekers zijn erin geslaagd het natuurlijke materiaal te 3D­printen in complexe vormen die ooit zouden kunnen dienen als precisie­isolatie in de micro­elektronica

36 - Materialen 3D-printen met de mechanische eigenschappen en ontwerpvrijheid van biologische materie Materialen gemaakt door levende organismen hebben opmerkelijke mechanische eigenschappen. Hout kan bijvoorbeeld vooral stijfheid vertonen langs één richting, maar toch goed bestand zijn tegen breuken, bijvoorbeeld bij de aanhechting van takken. Wetenschapper Caroline Houriet van de TU Delft heeft een manier gevonden om de complexe microstructuren die in de natuur voorkomen na te bootsen met behulp van 3D­printtechnieken. Dat opent nieuwe mogelijkheden voor het ontwerpen en fabriceren van lichtgewicht onderdelen met hoge mechanische prestaties die bovendien recyclebaar zijn. Het team van Caroline Houriet presenteerde hun nieuwe inzichten in Advanced Materials.

38 - Goldilocks: een biobased lignine-alternatief voor aardolie

Sinds het besef bestaat dat petrochemische grond­ en brandstoffen een belangrijke rol spelen in de klimaatverandering, is de belangstelling voor biologische, hernieuwbare koolstof bronnen enorm toegenomen. De afgelopen jaren ontwikkelde Vertoro een olieachtig product op basis van lignocellulosehoudende biomassa ­ Goldilocks ­ dat voor verschillende toepassingen worden gebruikt: voor het maken van materialen, verschillende chemicaliën en brandstoffen (additieven).

Vertoro is een spin­off bedrijf uit een publiek­private samenwerking tussen Brightlands Chemelot Campus, DSM, Chemelot InSciTe, Universiteit Maastricht (UM) en de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e).

Omslag: Glasschuim tijdens MaterialDistrict Utrecht (pagina 21)

ReMatBuilt: hoogwaardige bouwproducten van restmaterialen

De bouwsector is een van de grootste verbruikers van natuurlijke hulpbronnen ter wereld. Tegelijkertijd levert de sloop van bestaande gebouwen en constructies massa's materialen op die duurzaam moeten worden gerecycled.

In het onderzoeksproject ReMatBuilt werkt Fraunhofer WKI samen met partners uit de industrie en de wetenschap aan duurzame betonnen bouwmaterialen en hoogwaardige bouwelementen op basis van bouw­ en sloopafval en plantaardige productieresten. Het project wordt gefinancierd door het Duitse federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek (BMBF) als onderdeel van de Nationale Bio­economiestrategie.

Betonelement gemaakt van gerecyclede toeslagstoffen en rijstschil-as met rijststro-isolatie (Illustratie: Fraunhofer WKI/Manuela Lingnau)

Om ‘gerecycled’ beton te maken gebruiken de experts van ReMatBuilt zo min mogelijk nieuwe en/of niet­herbruikbare grondstoffen, maar in plaats daarvan bouwpuin, zoals oud beton­ en metselwerkafval. Zulke componenten worden versterkt met plantaardige natuurlijke vezels zoals vlas, aangevuld met bosafvalproducten zoals houtsnippers van oud hout.

Conventioneel beton bevat cement en meestal grind als aggregaat. Deze laatste is als aggregaat een eindige hulpbron, en de winning ervan schaadt het milieu. Bovendien moet het vaak over lange afstanden vervoerd worden. Bouwpuin en oud hout worden echter wereldwijd in grote hoeveelheden in de betreffende gebieden aangetroffen en zijn tot nu toe nauwelijks gebruikt. Vanuit ecologisch en economisch oogpunt is dit een zeer aantrekkelijk alternatief. Voor cement geldt iets dergelijks. Cement wordt gemaakt van natuurlijke grondstoffen zoals kalksteen, klei en kwartszand. De productie ervan veroorzaakt een hoge uitstoot van kooldioxide, wat een toenemende zorg is. Een team onder leiding van professor Libo Yan (Fraunhofer WKI) is er nu in geslaagd een vervangend materiaal te identificeren dat ruimschoots voldoet: rijst, of beter rijstschillen.

Rijst is het meest gebruikte voedsel ter wereld. De schillen ervan worden echter vrijwel nooit gebruikt. Het team van Yan heeft ontdekt dat de rijstschil­as die door een speciaal verbrandingsproces ontstaat, optimaal geschikt is als cementvervanger.

De testresultaten spreken voor zich: het gerecyclede cement bespaart niet alleen eindige ecologische hulpbronnen, maar de daaruit vervaardigde componenten zijn lichter dan hun traditionele tegenhangers en maken indruk met extra

sterkte, duurzaamheid en warmte­ en geluidsisolatie.

Als onderdeel van het project ontwikkelen de experts ook isolatiematerialen gemaakt van plantaardige afvalproducten zoals zaagsel, rijst en tarwerietjes als een hulpbronnen­besparend alternatief voor op ruwe olie gebaseerde plastics, minerale en glaswol of houtvezels. Deze duurzame isolatieplaten maken het mogelijk om de afgewerkte betonelementen met elkaar te verbinden tot wandsystemen van isolerende blokken. Daarnaast ontwikkelden de Fraunhofer composietsystemen, waarmee gerecycled beton in combinatie met gelamineerd fineer en cross­laminated timber (CLT) kan worden gebruikt als samengestelde vloerplaten van hout­beton.

Volgens Fraunhofer combineren deze hybride bouwelementen de voordelen van gerecycled toeslagmateriaal en plantaardige bouwmaterialen. Ze zijn duurzaam en beschikken over indrukwekkende mechanische, vocht­ en hittewerende eigenschappen. Bovendien zijn ze eenvoudig te verwerken en voldoen ze aan de brandveiligheidsspecificaties. Op deze manier breiden de oplossingen van de projectpartners de mogelijkheden uit voor kostenefficiënt bouwen met steeds strengere duurzaamheidseisen ­ ongeacht of het om eengezinswoningen of grote gebouwencomplexen gaat.

Fraunhofer presenteerde de betoncomponenten met gerecyclede toeslagstoffen van het ReMatBuilt­project tijdens de recente Hannover Messe (22 tot 26 april).

www.wki.fraunhofer.de

Elektriciteit uit een kopje (warme) koffie

Thermo­elektrische materialen zetten omgevingswarmte om in elektriciteit. Ze kunnen worden gebruikt om stroom te leveren aan een breed scala van toepassingen, van draagbare toestellen en sensoren tot elektronicasystemen op afstand zoals satellieten. Maar om deze toepassingen in de praktijk te brengen moeten die generatoren ook flexibel zijn en beschikbaar zijn in verschillende vormen. Bovendien moeten ze relatief makkelijk te maken zijn. Materiaalonderzoekers van de KU Leuven hebben een vernieuwend productieproces ontwikkeld waarmee aan al die eisen kan worden voldaan.

Voor thermo­elektrische materialen volstaat vaak een temperatuurverschil van slechts een paar graden om een bruikbare hoeveelheid elektrische stroom op te leveren. Bijvoorbeeld om een lampje te laten branden, een klein, draagbaar toestel of een sensor te laten werken. Thermo­elektrische materialen kunnen worden gemaakt van metaal of halfgeleidermateriaal. Het grote voordeel van thermo­elektrische generatoren is dat ze toestellen van stroom kunnen voorzien zonder stroomdraden of batterijen. Voordat dergelijke toestellen zonder draden of batterijen gebouwd kunnen worden, moeten eerst de juiste thermo­elektrische generatoren beschikbaar zijn. En die moeten aan uiteenlopende eisen voldoen. Ze moeten bijvoorbeeld plooibaar zijn en dat is een hele uitdaging, want de bestaande thermo­elektrische generatoren zijn vaak stijf en bros. Ze breken bij de geringste vervorming. Het onderzoeksteam van Francisco Molina­Lopez, docent aan het departement materiaalkunde van de KU Leuven, bedacht een oplossing. Ze ontwikkelde een nieuwe methode om snel en relatief eenvoudig thermo­elektrische generatoren te produceren. Ze smolten met behulp van laserlicht

laagjes metaalpoeder op een plasticfilm. De thermo­elektrische generatoren worden op die manier ‘gedrukt’ in de vorm van platte strips, gemaakt van bismuttelluride, een materiaal dat bekendstaat om zijn thermo­elektrische eigenschappen. De strips kunnen met plakband worden aangebracht op oppervlakken die warmte afgeven. Doordat ze plooibaar zijn, mogen die oppervlakken ook gebogen zijn. De onderzoekers demonstreerden dit door hun thermo­elektrische generatoren op een koffiemok te plakken: de inhoud daarvan gaf genoeg warmte af om een aantal microwatt elektriciteit te produceren, genoeg voor een rekenmachine, een elektronisch horloge of een RFID­tag. Bij een andere demonstratie bracht een onderzoeker

strips op zijn arm aan, waarna hij zijn ‘eigen’ elektriciteit opwekte. Uiteindelijk willen de onderzoekers snijdbare energieplaten ontwikkelen waarvan op maat strips van het geprinte materiaal kunnen worden gesneden. Je kunt het vergelijken met een deegplak waaruit je met een vorm koekjes drukt.

Het artikel ‘Facile Fabrication of Flexible and High­Performing Thermoelectrics by Direct Laser Printing on Plastic Foil’ is december 2023 gepubliceerd in Advanced Materials. (doi.org/10.1002/ adma.202307945).

Meer bij KU Leuven>

Hybride glasmembraan voor scheiden van CO 2

Het hybride glas op basis van metaal-organische netwerken is geschikt voor gasscheiding (Afbeelding: Jens Meyer, Universiteit van Jena)

Voor het scheiden van kooldioxidemoleculen uit gasmengsels zijn materialen nodig met extreem fijne poriën. Onderzoekers van de Friedrich Schiller Universiteit Jena hebben, samen met de Universiteit van Leipzig en de Universiteit van Wenen, nu een nieuwe manier gevonden om dit te doen. Ze transformeerden kristallijne metaal­organische raamwerkverbindingen in een hybride glasmateriaal. Daarbij slaagden ze erin de poriegrootte van het materiaal te verkleinen tot het punt waarop het ondoordringbaar werd voor bepaalde gasmoleculen.

Metaal­organische raamwerkverbindingen in glas bestaan uit metaalionen die met elkaar verbonden zijn door stijve organische moleculen. In de ruimtes van deze driedimensionale, regelmatige roosters kunnen gasmoleculen gemakkelijk bewegen. Tijdens het maken van het glas (de overgang van kristal naar glas) wordt het uitgangsmateriaal gesmolten en samengedrukt, waarbij ook de poreuze tussenruimtes veranderen. Als gevolg hiervan ontstaan er kanalen met

vernauwingen ­ of zelfs doodlopende doorgangen ­ en als gevolg daarvan passen sommige gassen er eenvoudigweg niet meer doorheen. De onderzoekers

hebben nu een methode ontwikkeld waardoor tijdens het samenpersen de poriën tot precies de gewenste omvang konden worden verkleind.

Zo bereikte de groep poriëndiameters van 0,27 tot 0,32 nanometer in het materiaal, met een nauwkeurigheid van een honderdste nanometer.

Volgens de leider van het onderzoek ­ dr. Alexander Knebel van het Otto Schott Instituut van de Universiteit van Jena ­ is daarmee een van de belangrijkste (milieu)doelstellingen van het onderzoek bereikt: het ontwikkelen van een nieuwe methode voor het scheiden van kooldioxide uit gassen.

Het artikel ‘Precise control over gas-transporting channels in zeolitic imidazolate framework glasses’ verscheen afgelopen december 2023 in het tijdschrift Nature Materials. Het is online>

Meer bij de universiteit van Jena>

Oksana Smirnova (links) en dr. Alexander Knebel (rechts) hebben een innovatief hybride glas ontwikkeld (Afbeelding: Jens Meyer, Universiteit van Jena)

3D-geprinte titaniumstructuur heeft ‘bovennatuurlijke sterkte’

Onderzoekers van het Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) creëerden een nieuw, extreem sterk metamateriaal (kunstmatige materiaal met unieke eigenschappen die in de natuur niet voorkomt) van een gewone titaniumlegering. De truc zit in het unieke roosterstructuurontwerp van het materiaal.

De wetenschappers ontwierpen een holle buisvormige roosterstructuur waarin een dunne band loopt. Deze twee elementen samen leverden een enorm sterk, licht materiaal op. Het ontwerp werd vervolgens in 3D geprint bij RMIT's Advanced Manufacturing Precinct met behulp van een proces dat laserpoederbedfusie wordt genoemd, en waarbij lagen metaalpoeder op hun plaats worden gesmolten met behulp van een krachtige laser.

Uit tests bleek dat het 3D­geprinte ontwerp ­ een kubus van titaniumrooster ­ 50 procent sterker was dan de gegoten magnesiumlegering WE54, de sterkste

legering met een vergelijkbare dichtheid die wordt gebruikt in lucht­ en ruimtevaarttoepassingen. De nieuwe structuur had de hoeveelheid spanning, die zich

concentreerde op de beruchte zwakke punten van het rooster, blijkbaar effectief gehalveerd. Het dubbele roosterontwerp betekende bovendien dat eventuele scheuren langs de structuur worden afgebogen, waardoor de taaiheid verder wordt verbeterd.

Hoewel het materiaal bestand is tegen temperaturen tot 350 °C, denken de onderzoekers dat het bestand kan worden gemaakt tegen temperaturen tot 600 °C met behulp van meer hittebestendige titaniumlegeringen, voor toepassingen in de lucht­ en ruimtevaart of voor brandbestrijdingsdrones.

Het artikel 'Titanium Multi-Topology Metamaterials with Exceptional Strength ' werd gepubliceerd in Advanced Materials (DOI: 10.1002/ adma.202308715). Het is online>

Meer bij RMIT News>

Compressietests tonen (links) spanningsconcentraties in rood en geel op het holle stutrooster, terwijl (rechts) de dubbele roosterstructuur de spanning gelijkmatiger verdeelt om hete plekken te voorkomen

PhD-kandidaat Jordan Noronha houdt een monster vast van de nieuwe titaniumroosterstructuur, 3D-geprint in kubusvorm (Foto: RMIT)

Productie van isocyanaatvrije, biobased polyurethaanschuimen bij omgevingstemperatuur

Onderzoekers van CERM (Centrum voor Onderwijs en Onderzoek naar Macromoleculen) van de Universiteit van Luik hebben een nieuw proces ontwikkeld voor de productie van isocyanaatvrije, recyclebare en biogebaseerde polyurethaan (PU) schuimen. Het proces werkt bij kamertemperatuur en moet worden gezien als een geavanceerd alternatief voor het traditionele proces op basis van giftige isocyanaten. Het onderzoek is niet alleen gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society, er is ook patent op aangevraagd.

Polyurethaanschuimen zijn veelgebruikte polymeren. Stijve PU­schuimen bijvoorbeeld spelen een belangrijke rol als isolatiemateriaal in thermische isolatiepanelen in vloeren, muren en daken, en koelkastdeuren. De flexibele versies worden vooral gebruikt voor comforttoepassingen in matrassen, zitbanken, autostoelen en sportschoenzolen, maar ook voor akoestische isolatie of schokabsorberende materialen. Maar er is een keerzijde. PU wordt gemaakt van giftige grondstoffen en recycling is lastig. Daarnaast zijn veel klanten uit de schuimsector op zoek naar isocyanaatvrije en bij voorkeur biobased materialen. Er wordt intensief gezocht naar alternatieven om de schuimen te produceren door lokaal beschikbare grondstoffen te gebruiken en ze tegelijkertijd makkelijk recyclebaar te maken. Maar dat is niet eenvoudig. In 2022 introduceerde CERM het eerste recycleerbare, isocyanaatvrije polyurethaanschuim (NIPU)­waarbij in het productieproces water wordt gebruikt en CO2 als schuimmiddel, zonder het gebruik van giftige isocyanaten. De technologie1 is gebaseerd op het gebruik van water en een katalysator toegevoegd aan de formulering bestaande uit cyclische carbonaten en aminen. Een

deel van de cyclische carbonaten wordt omgezet in het blaasmiddel (CO2) dat de matrix laat uitzetten. Het andere deel draagt bij aan de vorming en verharding ervan. Omdat dit schuimproces warmte nodig heeft om te kunnen werken, is het zeer geschikt voor de vervaardiging van NIPU­schuimen in verwarmde mallen, zoals voor de productie van complexe ­vormig schuim (autostoelen, schoenzolen, enz.). De methode is echter niet geschikt voor de snelle productie van schuimen bij kamertemperatuur dat door veel schuimproducenten wordt geëist.

In een nieuw onderzoeksproject, waarvoor zojuist patent is aangevraagd,

demonstreren de onderzoekers hoe dit proces in recordtijd NIPU­schuimen kan produceren op kamertemperatuur, waarbij nog steeds water wordt gebruikt om het schuimmiddel te genereren. Het idee is om een cascadereactie op gang te brengen, waardoor de vorming van de NIPU­matrix en het schuimen van het traditionele op isocyanaat gebaseerde proces wordt nagebootst. Volgens de leider van het onderzoeksteam ­ Christophe Detrembleu ­ kunnen PU­schuimen, zowel stijf als flexibel, met de nieuwe methode worden gemaakt, en zonder gebruik te maken van een externe warmtebron. Bovendien kunnen met hetzelfde proces schuimen met een hoog biobased gehalte (70 ­ 90 procent) in minder dan

twee minuten worden gesynthetiseerd. De innovatieve technologie is volgens de onderzoekers eenvoudig, modulair, robuust en makkelijk te implementeren.

Het onderzoek van Christophe Detrembleu werd ondersteund door het WEL Research Institute , van wie hij een WEL­T Advanced Grant ontving voor zijn project getiteld ‘Cascade exotherms to stimulate self­foaming of isocyanate­free

polyurethane formulations at ambient temperature’ (10.1021/jacs.3c11637)

Meer bij de Universiteit van Luik>

1 Water-Induced Self-Blown Non-Isocyanate Polyurethane Foams, Angewandte Chemie International Edition, 24 October 2022. https://doi. org/10.1002/anie.202213422 It’s online (pdf)>

video

Super-piepchuim van kartonafval

Oud papier is een belangrijk onderdeel van huishoudelijk afval. Het kan worden gerecycled tot karton of in het slechtste geval verbrand waarbij in ieder geval de calorische inhoud van nut is. Onderzoekers zijn daarom geïnteresseerd in manieren om dat papierafval om te zetten in iets meer hoogwaardigs. Emballage­materiaal bijvoorbeeld, zoals een milieuvriendelijk alternatief voor piepschuim. Het omzetten van papier in een duurzaam schuimmateriaal is echter chemisch ingewikkeld. Een onderzoeksteam van het Chinese Beijing Key Laboratory of Wood Science and Engineering, Beijing Forestry University ontwikkelde nu een eenvoudiger methode.

Eerst maakte het team een pulpslurry van oudpapier­snippers en mengde dat vervolgens met gelatine of polyvinylacetaat (PVA)­lijm. De mengsels werden achtereenvolgens in mallen gegoten, gekoeld en gevriesdroogd waarbij een soort schuim ontstond. Beide schuimsoorten op papierbasis bleken goede thermische isolatoren en sterke energie­absorbeerders; beter zelfs dan sommige plastic schuimen. Het team maakte vervolgens een robuuste versie van hun oudpapierschuim door de pulp, gelatine, PVA­lijm en een vloeistof op silicabasis te combineren tot een materiaal dat uithardt als er kracht op wordt uitgeoefend. Deze versie van het op karton gebaseerde schuim, bleek bestand tegen de sla­

Dit met gelatine versterkte schuim op kartonbasis kan verpakkingsmaterialen duurzamer maken (Foto: Jinsheng Gou, Beijing Key Laboratory of Wood Science and Engineering, Beijing Forestry University

gen van een hamer zonder uit elkaar te vallen. Dat wijst er volgens de onderzoekers op dat het schuim zou kunnen worden gebruikt als verpakkingsmateriaal dat extreem zwaar wordt belast; zoals bij parachuteloze air­droppings.

Het onderzoek werd eind vorig jaar gepubliceerd in ACS Sustainable Chemistry

& Engineering onder de titel ‘Biodegradable Wastepaper­Based Foam with Ultrahigh Energy­Absorbing, Excellent Thermal Insulation, and Outstanding Cushioning Properties’ (doi.org/10.1021/ acssuschemeng.3c06230).

Meer bij ACS>

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.

SWEDBOARD Fiber

SWEDBOARD Fiber is een op papier gebaseerd stevig karton dat een volledig recyclebaar alternatief biedt voor veeleisende POS/POP (point of purchase/point of sale) en bewegwijzeringstoepassingen in winkels. De speciaal ontworpen stofvrije kern geeft het materiaal volgens de producent uitstekende sterkte en stabiliteit en toch een laag gewicht.

Meer bij MaterialDistrict>

BRICKWOOL

Portugal kampt met een woloverschot en daarom wordt er volop gekeken naar andere dan traditionele toepassingen. BRICKWOOL is een modulair steenachtig isolatiemateriaal, gemaakt van natuurlijke wol en met de Light Earth­methode (LEM). Daarbij wordt een 'holtevormend' materiaal (puimsteen, houttangen of in dit geval wol) gemengd met leem, waardoor een lichtgewicht materiaal ontstaat. De ringvormige cilindervorm functioneert als onderdeel van een akoestisch materiaal, ontwikkeld om specifieke geluidsfrequenties te dempen.

Meer bij MaterialDistrict>

No Waste Tracks

De No Waste Tracks vloertegel is gemaakt van onbehandeld eiken spoorbielzen. De blauwe vlammen ontstaan door de reactie tussen de geoxideerde schroeven en de tannines in het eikenhout en zijn niet giftig. De tegels hebben een geometrische vorm en zijn opgebouwd uit een 12 mm stabiliserende drager van hoogwaardig berkenmultiplex en een massieve 6 mm oud eikenhouten toplaag zodat het tijdens gebruik desgewenst meerdere malen geschuurd kan worden.

Meer bij MaterialDistrict>

Programmeerbaar pakpapier

De Japanse denktank Takt Project ontwikkelde programmeerbaar papier, dat tijdens het drogen in voorgeprogrammeerde 3D­vormen verandert. Het materiaal is geïnspireerd op dennenappels, waarvan de schubben open en dicht gaan bij veranderingen in de luchtvochtigheid. Als het regent, sluiten de schubben zich om de zaden te beschermen. Op een zonnige dag gaan de schubben open om de zaden eruit te laten. Het materiaal is vooralsnog bedoeld als pakpapier. Het werd eind 2023 gepresenteerd op de Takeo Paper Show, met als thema ‘Packaging ­ Function and Laughter’.

Meer bij MaterialDistrict>

Afbreekbare plantenpot van wol

Veel kweekpotten die tegenwoordig worden geproduceerd, zijn gemaakt van plastic op fossiele basis. Het verbruik van deze plastic potten bedroeg in 2019 alleen al in Noorwegen ongeveer 10.000 ton, en ze worden na eenmalig gebruik vaak weggegooid. Ze kunnen niet worden gerecycled of hergebruikt vanwege het risico op overdracht van plantenziekten. Het in Noorwegen gevestigde toegepaste onderzoeksinstituut Bioregion Institute ontwikkelde een composteerbare kwekerijpot gemaakt van gedegradeerde wol en mariene biomassa.

Meer bij MaterialDistrict>

Leadax Roov

Leadax Roov is dakbedekking voor platte daken. Het materiaal ­ PVB­folie ­ wordt gemaakt van onder meer afval­veiligheidsglas, waarvan in Europa jaarlijks maar liefst 1,5 miljard kilo vrijkomt. Het materiaal is verkrijgbaar in reflecterend gebroken wit, wat de binnentemperatuur laag houdt, maar de output van zonnepanelen op het dak verhoogt. Het is zeer goed recyclebaar en heeft een veel lagere milieuimpact dan vergelijkbare dakbedekking voor platte daken.

Meer bij MaterialDistrict>

Origami houtfineer

Origami houtfineer van het Duitse bedrijf Formfuneer is een soort gevouwen fineer, met aan de achterkant gerecycled katoen en stroken upcycled multiplex. De techniek is geïnspireerd op het vouwen van origamipapier. Net als bij origami wordt het fineer in één vel gevouwen. In principe kan elk fineer worden gebruikt. Het materiaal is ongeveer 1 mm dik en de panelen zijn 80 x 70 x 2,5 cm of 59 x 58 x 2,5 cm. De panelen kunnen met elkaar gecombineerd worden.

Meer bij MaterialDistrict>

JEC Innovation Award 2024

Elk jaar beloont JEC Group via de JEC Composites Innovation Awards baanbrekende, creatieve projecten die de mogelijkheden van composietmaterialen demonstreren. De innovatieprijs heeft als doel om innovaties in composietmaterialen te stimuleren en de vooruitgang van de industrie onder de aandacht van het publiek te brengen. De afgelopen 26 jaar waren bij het JEC Composites Innovation Program meer dan 2.000 bedrijven wereldwijd betrokken; 225 bedrijven en 573 partners zijn beloond voor de innovaties op het gebied van composieten. Voorafgaand aan de JEC World (5 ­ 6 maart in Parijs) werden de winnaars van de Innovation Award van dit jaar bekend gemaakt.

In Parijs kwam een belangrijk deel van de mondiale composietgemeenschap samen, zowel uit de industrie als uit de onderzoekswereld, om de prijsuitreiking bij te wonen. Volgens JEC is de prijsuitreiking echter meer dan een ceremonie; het is bedoeld om het bedrijfsleven en de industrie te inspireren door middel van grensverleggende voorbeelden en om samenwerking langs de hele waardeketen te simuleren.

Na voorselectie van de finalisten werd in elke categorie één winnaar gekozen:

• Aerospace ­ Application

• Aerospace ­ Process

• Automotive & road transportationsurface

• Automotive & road transportationstructural

• Building & Civil Engineering

• Design, Furniture & Home

• Equipment & Machinery

• Maritime Transportation & Shipbuilding

• Sports, Leisure & Recreation

• Renewable Energy.

(Illustratie: JEC Innovation Awards 2024)

CFRP Lattice Satellite Central Tube

Categorie: Aerospace parts

ATG Europe heeft een éénstaps­productieproces ontwikkeld voor de productie van met prepreg­vezels versterkte roosterstructuren voor satellieten. Deze structuren moeten de huidige centrale buisontwerpen in satellieten vervangen. De cilindrische koolstofvezel versterkte polymere (CFRP, Carbon­fiber Reinforced Polymer) roosterstructuren hebben optimale structurele functionaliteit bij een lagere massa. Volgens de jury zit het vernieuwende van de CFRP Lattice Satellite Central Tube zowel in het ontwerp, als de in ontwikkeling en de fabricage van een volledig centrale buis van CFRP­rooster, gebaseerd op de eisen voor ESA's PLATO­satelliet.

Partner: éireComposites Teo (Ierland) www.atg-europe.com

Meer bij JEC>

EmpowerAX ­ Additive

Functionalisation

Categorie: Aerospace process

Het EmpowerAX Demo Part is een meervoudig gebogen thermohardende 3D­geprinte schaal met korte en doorlopende vezelversterkte elementen, ontwikkeld door het Duitse luchten ruimtevaartcentrum (DLR) en twaalf EmpowerAX­leden. Het EmpowerAX Demo Part moet worden gezien als een 3D­printproces demonstratieproject. Het is een samenwerkingsproject binnen DLR Innovation Lab EmpowerAX waarbij DLR en twaalf industriële spelers ­ van ontwerp­ en simulatie­experts over CAD­CAM­specialisten tot print­ en materiaalleveranciers ­ hun krachten hebben gebundeld en waarbij kostenefficiënte composietproductie wordt gecombineerd met de hoge flexibiliteit en ontwerpvrijheid van additive manufacturing.

Partners: 9T Labs AG (Zwitserland), Airtech Europe (Luxemburg), Ansys Switzerland GmbH (Zwitserland), CEAD B.V. (Netherlands), Ensinger GmbH (Duitsland), Fiberthree GmbH (Duitsland), FILL Gesellschaft m.b.H. (Oostenrijk), Hans Weber Maschinenfabrik GmbH / WEBER additive (Duitsland),PRIME aerostructures GmbH (Oostenrijk),Siemens AG (Duitsland), Suprem SA (Zwitserland), SWMS Systemtechnik Ingenieurgesellschaft mbH (Duitsland)

Meer bij DLR www.dlr.de

Meer bij JEC>

Monolithic CFRP­Aluminum Monocoque: A Novel Approach for Carbon Neutrality

Categorie: Automotive & road transportation parts

Toyota Central R&D (Japan) ontwikkelde en bouwde een full­scale CFRP­aluminium monocoque met een gewichtsreductie van vijftien procent, minimale montagekosten en bijna zonder vezelafval.

Deze technologie heeft tot doel de koolstofneutraliteit te verbeteren door het effectieve gebruik van met koolstofvezel­versterkte polymeren (Carbon Fibre Reinforced Polymers, CFRP’s). Toyota produceerde inmiddels een semi­monocoque demo waarmee het concept van de techniek werd aangetoond. De voordelen (volgens de jury): CO2­neutraliteit over de volledige levenscyclus, serieuze gewichtsbesparing, slechts vier procent vezelafval, lage montagekosten, geoptimaliseerd materiaalgebruik en het gebruik van een geavanceerd productieproces.

Partners: Toyota Customizing & Development Co., Ltd. (Japan), TISM Inc. (Japan)

www.tytlabs.co.jp/

Meer bij JEC>

Reactieve PA6­pultrusie: boost voor TP­composieten

Categorie: Automotive & road transportation process

Een reactief thermoplastisch pultrusie-proces, ontwikkeld door Het Duitse Röchling Automotive SE, maakt de productie mogelijk van kosteneffectieve en veerkrachtige auto­onderdelen. De profielen worden in een onderdeel door middel van spuitgieten of compressiegieten geïntegreerd. De op PA6 (Nylon6) gebaseerde composieten maken bovendien eenvoudige recycling mogelijk zonder dat demontage nodig is. Het vernieuwende van de techniek zit volgens de jury in het gebruik van een kosteneffectief in­situ proces voor het produceren van nylon composietonderdelen voor auto’s. De combinatie van continue pultrusie met state­of­the­art spuitgieten maakt bovendien productie mogelijk tegen lage cyclustijden en kosten.

Partners: Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT (Duitsland), Röchling Industrial SE & Co. KG ­ Haren (Duitsland)

www.roechling.com

Meer bij JEC>

RENCO MCFR (Mineral Composite Fiber

Reinforced)

Categorie: Building & Civil engineering

RENCO MCFR is een geavanceerd structureel bouwsysteem dat bestaat uit in elkaar grijpende composiet bouwelementen in verschillende soorten en maten (blokken, kolommen, balken, terrasplanken, connectoren). Het door RENCO ontwikkelde MCFR bestaat uit gerecyclede glasvezels, gerecycled plastic, hars en steen. Samen vormt het een sterk composietmateriaal dat 23 keer sterker is dan beton, economisch aantrekkelijk is en in een fractie van de tijd kan worden geproduceerd. De elementen zijn getest en goedgekeurd door de American Society for Testing en Materials (ASTM).

Partners: Arquitectonica (USA), Catalyst Communications (USA), Coastal Construction (USA), DeSimone Consulting Engineers (USA), DeVit Consulting. Inc. (USA)

https://renco-usa.com/

Meer bij JEC>

High­yield reclamation of clean, reusable fibres

Categorie: Circularity & recycling

Het Britse B&M Longworth en zijn partners hebben ‘glassene’ ontwikkeld, een geavanceerd nieuw materiaal met een prijs die dicht bij glas ligt en prestaties levert die kunnen wedijveren met sommige koolstofvezels, en met een interessante lage LCA. Binnen het zogenaamde Emphasizing Project werd glasvezelcomposietafval ­ afkomstig van onder meer windturbinebladen en auto­ en maritieme onderdelen ­ gerecycled met behulp van Longworth’s Deecom ‘pressolyse’­proces, gevolgd door de toepassing van verschillende chemische processen. De

vezels worden in lengtes van 6 mm gehakt, beoordeeld en getest en vervolgens gemengd met polyamide en spuitgegoten. Het doel is om de haalbaarheid aan te tonen van het vervaardigen van eindproducten voor de automobielsector uit geüpcyclede glasvezelmaterialen.

Partners: Autotech Engineering (Gestamp) (Groot Brittanië), B&M Longworth (Edgworth) Ltd (Groot Brittanië), Brunel University London (Groot Brittanië), EMS­Grivory (Groot Brittanië), Ford Motor Company (Groot Brittanië), Gen2Plank Ltd (Groot Brittanië), TWI Ltd (Groot Brittanië)

https://www.bmlongworth.com/

Meer bij JEC>

Wind Turbine Blade Executable Digital

Twin

Categorie: High-yield reclamation of clean, reusable fibres Digital, AI & Data

Wind Turbine Blade Executable Digital Twin van het Deens/ Duitse ReliaBlade combineert een model met een live sensorsignaal om de structurele prestaties in realtime te beoordelen. ReliaBlade ontwikkelt en demonstreert technieken om Digital Twins te ontwikkelen voor windturbinebladen. De digitale tweeling kan niet alleen de huidige toestand van het blad volgen, maar ook de toekomstige toestand voorspellen, aangezien de schade gedurende de gehele levenscyclus ontstaat en toeneemt. De combinatie van fysieke en virtuele sensoren is de sleutel tot structurele monitoring van de conditie van de bladen.

Het 12,6 meter lange windturbineblad is vervaardigd met behulp van een conventioneel vacuüminfusieproces bij DTU BladeLab.

Partners: CEKO Sensors (Denemarken), FORCE Technology (Denemarken), Siemens Industry Software (SISW) (België), Technical University of Denemarken (Denemarken), Zebicon (Denemarken)

https://www.reliablade.com/

Meer bij JEC>

Maximale massareductie van snijgereedschappen

Categorie: Equipment machinery & heavy industries

Het Deutsche Institute für Textil und Faserforschung Denkendorf (DIFT, Duitsland) ontwikkelde een nieuw modulair snijgereedschap voor houtbewerkingsmachines, waarbij gebruik werd gemaakt van met koolstofvezel­versterkte kunststoffen (CFRP's) in plaats van aluminium, volgens een volledig nieuw modulair constructieprincipe. Hierdoor weegt het 50 procent minder dan conventioneel gereedschap. Het maakt een aanzienlijk hogere werksnelheid mogelijk. De ontwikkeling van het extreem­lichtgewichtprincipe werd uitgevoerd door middel van numerieke simulatie en elke oplossing werd vooraf virtueel getest. Op het concept is patent aangevraagd.

Partner: Leitz GmbH & Co. KG (Duitsland)

https://www.ditf.de/en/index/current/press-releases/detail/ ditf-honored-with-jec-composites-innovation-award.html

Meer bij JEC>

OceanWings

Categorie: Maritime transportation & shipbuilding

Het Franse AYRO ontwikkelde OceanWings, een gepatenteerd, geautomatiseerd, zelf optrekkend en neerlatend verticaal vleugelzeilsysteem waarmee nieuwbouw of bestaande schepen hun brandstofverbruik en bijbehorende ecologische voetafdruk met de helft kunnen verminderen. De uitdaging zat er onder meer in om de vleugel bestand te maken tegen windsnelheden tot 100 knopen te weerstaan, terwijl de functies van de vleugel ­ automatische oriëntatie ten opzichte van de wind, verstelbare welving, opklapbaar en opvouwbaarheid, intact zouden blijven. Om die reden koos AYRO ervoor om vanwege de hoge mechanische sterkte en lichte gewicht een groot deel van de vleugelzeilen uit te voeren in composietmaterialen.

Partners: Alizés (Frankrijk), Jifmar Offshore Services (Frankrijk), Zéphyr et Borée (Frankrijk), Neptune Marine (Pays­Bas), VPLP Design (Frankrijk), ArianeGroup (Frankrijk)

https://ayro.fr/

Meer bij JEC>

Blade Circularity Solution

Categorie: Renewable energies

Het CETEC's Blade Circularity Solution project maakt op epoxy gebaseerde turbinebladen circulair zonder het ontwerp of de samenstelling van het materiaal te veranderen. Het maakt gebruik van een chemisch proces waarbij epoxyhars wordt afgebroken en glas­ en koolstofvezels, kernmateriaal, metalen componenten en hars nauwkeurig worden gescheiden.

Dankzij de allernieuwste chemische recyclingstechniek, wordt het epoxyhars afgebroken tot chemische monomeren, waardoor gerecyclede materialen hoogwaardige eigenschappen krijgen.

De voordelen: circulariteit voor composietmateriaal op epoxybasis, recycleerbaarheid zonder het ontwerp te wijzigen, een nieuwe duurzame grondstofbron, versterking van de duurzaamheidspropositie van de windindustrie en uitstekende schaalbaarheid.

Partners: Vestas (Denemarken), Olin (Duitsland), Aarhus University (Denemarken), Danish Technological Institute (Denemarken), Stena Recycling (Denemarken en Zweden)

www.project-cetec.dk/uk/

Meer bij JEC>

(Foto: Ayro)

(Foto: Ayro)

Green Snowboard with A.L.D.­techology

Categorie: Sports, leisure & recreation

Het snowboard van Silbaerg GmbH is vervaardigd met gepatenteerd proces (ALD-technology) en is gemaakt van hennep en gerecyclede koolstofvezels met biogebaseerde epoxyhars. ALD staat voor anisotropisch laagontwerp en zorgt ervoor dat snowboards zich op een ongekende manier kunnen aanpassen aan verschillende situaties.

De innovatie zit in de toepassing van de Dry­Fiber­Placement (DFP). Dit proces werd alleen gebruikt voor het verwerken van continue nieuwe koolstofvezels, maar is in dit geval toegepast voor de productie van hybride hennep­ en gerecyclede koolstofvezel (rCF) snowboardpreforms.

Dankzij de uitstekende materiaaleigenschappen van de henneptape en de rCF­nonwovens, kunnen beide materialen worden verwerkt met behulp van DFP. Hierdoor ontstaat niet alleen 75 procent minder snijafval, maar worden ook kosten bespaard en de CO2­voetafdruk verkleind.

Partners: Vestas (Denemarken), Olin (Duitsland), Aarhus University (Denemarken), Danish Technological Institute (Denemarken), Stena Recycling (Denemarken en Zweden)

https://silbaerg.com/

Meer bij JEC>

JEC Composites Startup

Booster 2024

In 2017 is de JEC Composites Startup Booster competitie in het leven geroepen. Na een sollicitatieprocedure worden twintig startups met opvallende projecten op het gebied van composietmaterialen uitgenodigd om deel te nemen aan het zogenaamde JEC World­podium. Daar kunnen ze pitchen voor een panel van deskundige juryleden. De wedstrijd biedt volgens JEC Composites een mooie kans aan de deelnemende startups en het internationale publiek van JEC World om inspiratie op te doen, te netwerken en samenwerking te bevorderen. Op 5 maart werden er drie winnaars bekend gemaakt: ZILA BioWorks (USA), TechnoCarbon Technologies (Frankrijk) en het Deense BioHalo.

ZILA heeft een gepatenteerde bio­epoxyhars ontwikkeld voor gebruik in industriële composieten, coatings en lijmen. Daarmee kan volgens het bedrijf de

CO2­voetafdruk met 60 procent worden verminderd in vergelijking met op aardolie gebaseerde epoxy's. https://www.zilabioworks.com

TechnoCarbon ontwerpt, ontwikkelt, produceert en verkoopt componenten en systemen gemaakt van een door het bedrijf gepatenteerd duurzaam en koolstofarm composietmateriaal dat beter presteert dan staal en gewapend beton. Het materiaal maakt volgens TechnoCarbon niet alleen verlenging van de levensduur mogelijk, maar ook vermindering van het gewicht en verkleining van de ecologische voetafdruk. https://technocarbon.tech/en/

Het Deense BioHalo bedacht een geavanceerde biofluoreringstechnologie als duurzaam alternatief voor conventionele fluorchemie. Het belangrijkste doel is het ontwikkelen van biogebaseerde materialen die dienen als veilige en milieuvriendelijke vervanging voor schadelijke PFAS forever­chemicaliën. www.linkedin.com/company/biohalo/about/

(Foto: Silbaerg GmbH)

3D-beelden onthullen verband tussen de complexiteit van scheuren en taaiheid materiaal

Door een beeld te maken van driedimensionale scheurvorming in brosse vaste stoffen, hebben EPFL­onderzoekers ontdekt dat complexe scheuren meer energie nodig hebben om zich voort te planten dan eenvoudige scheuren; een ontdekking die het testen en ontwikkelen van materialen zou kunnen verbeteren.

Scheurvorming is de specialiteit van John Kolinski en zijn team van het Laboratory of Engineering Mechanics of Soft Interfaces (EMSI) van de EPFL School of Engineering. Ze willen begrijpen hoe scheuren zich uitbreiden in broze vaste stoffen, wat belangrijk is voor het ontwikkelen en testen van veilige en kosteneffectieve composietmaterialen voor gebruik in de bouw­, sport­ en ruimtevaarttechniek.

Traditionele mechanische benaderingen voor het analyseren van scheurvorming gaan ervan uit dat scheuren vlak zijn, dat wil zeggen dat ze zich vormen op het tweedimensionale oppervlak van een materiaal. Maar in feite zijn eenvoudige vlakke scheuren slechts het topje van de ijsberg. De meeste scheuren ­ zoals die in alledaagse broze vaste stoffen zoals glas ­ planten zich voort in driedimensionale netwerken van randen en andere complexe kenmerken.

Vanwege de ondoorzichtigheid van het materiaal en de snelheid waarmee scheuren ontstaan, is het meestal erg moeilijk om deze complexiteit in realtime te observeren. Maar nu, gewapend met een Zwitsers zakmes en een confocale microscoop, zijn Kolinski en zijn team daarin geslaagd en hebben daarbij een verband ontdekt tussen de complexiteit van scheuren en de materiaalsterkte.

De methode van de onderzoekers bestond uit het maken van zeer dunne plakjes van vier verschillende hydrogels en een elastomeer. De hydrogels zijn

transparant en broos, maar makkelijk te vervormen en te meten zonder te breken. Ze dienden als indirecte referentie/proxy om te begrijpen hoe scheuren ontstaan in glas en brosse kunststoffen. Het elastomeer was eveneens een proxy voor materialen als rubber en siliconenpolymeren.

Eerst maakten de onderzoekers met een Zwitsers zakmes ‘natuurlijke’ scheuren in de hydrogelmonsters. Met behulp van een speciaal door het EMSI­team ontwikkeld apparaat, werd vervolgens een reeks fluorescerende beelden gegenereerd met de confocale microscoop. Die beelden werden vervolgens gestapeld tot een driedimensionale kaart van elk breukoppervlak.

De experimenten toonden aan dat de spanningsenergie die nodig was om de scheuren in het monster te propageren, recht evenredig was met de lengte van de scheurpunten. Dit suggereert dat de toegenomen geometrische complexiteit

van een 3D­scheur een groter breukoppervlak genereert naarmate de scheur voortschrijdt, waardoor er extra spanningsenergie nodig is voor het groter worden van de scheur.

Het verband tussen de geometrie van het scheurfront en de taaiheid heeft volgens de onderzoekers gevolgen voor de theoretische modellering van driedimensionale scheuren, van technische testen tot de ontwikkeling van nieuwe materialen. Daarmee is volgens de EPFL­wetenschappers een belangrijke leemte in de huidige theorie voor driedimensionale scheuren blootgelegd.

Oorspronkelijke tekst: Celia Luterbacher, EPFL>

De resultaten van het laboratorium zijn onlangs gepubliceerd in Nature Physics, onder de titel ‘Complexity of crack front geometry enhances toughness of brittle solids’. Het is online>

MaterialDistrict 2024

Van 6 tot en met 8 maart vond MaterialDistrict Utrecht plaats in de Werkspoorkathedraal in dezelfde stad. Het evenement van dit jaar legde extra nadruk op biobased materialen en circulariteit en het belang daarvan bij het bestrijden van de klimaatverandering en het de uitputting van hulpbronnen. Het evenement trok dit jaar 5651 bezoekers; 28 procent meer dan in 2023.

Aectual Wrap panel

Aectual Wrap panel is een flexibel systeem van Aectual (Amsterdam) voor het binnenshuis bekleden van muren, meubels, plantenbakken enzovoorts. Omdat veranderingen in het interieur zorgen voor een voortdurende afvalproductie (en CO2­emissies) werkt Aectual met gerecyclede afvalstromen en plantaardige materialen, waardoor er geen afval ontstaat en de CO2­footprint wordt geminimaliseerd. Na gebruik kunnen alle producten worden teruggenomen en versnipperd tot nieuw materiaal, dat direct opnieuw tot nieuwe producten kan worden geprint. De Aectual Wrap panelen zijn gemaakt van 3D­geprint gerecycled drankkartonmateriaal en zijn verkrijgbaar in dertien kleuren.

Meer bij Aectual>

Algal Tiles

Algal Tiles zijn ecologische en luxueuze tegels voor interieurontwerp, gemaakt van kelpalgen uit de Stille Oceaan. Algal Tiles zijn ontwikkeld door het Ecolurian, een Nederlands bureau dat volgens eigen zeggen ontwerpt met behulp van de zuiverste ecologische materialen en de ‘magie van natuurlijk design’. De combinatie van kleuren, tinten en patronen wordt bepaald door de natuurlijke uitstraling van de kelpalgen, waardoor elke tegel uniek is.

Er zijn twee versies van de tegels: Algal Tile Pure (zonder coating en geschikt voor droge interieurs) en Algal Tile Advanced, een aangepaste versie met hogere water­ en vochtbestendigheid. De coating is ontwikkeld in samenwerking met het Nederlandse Akzo Nobel en geschikt voor halfnatte ruimtes.

Meer bij MaterialDistrict> https://www.ecolurian.com/

Aectual Wrap panel (Foto's Aectual/aterialDistrict)

(Foto: Ecolurian)

Red mud

Red Mud ­ bauxietresidu ­ is een afvalproduct van de aluminiumoxide­industrie. Voor elk aluminium onderdeel dat wordt gemaakt, wordt ook tweeënhalf keer zoveel rode modder geproduceerd. Het resultaat is dat er elk jaar 150 miljoen ton wordt geproduceerd, die ongebruikt blijft in gigantische putten. Rode modder wordt momenteel bewaard op stortplaatsen over de hele wereld, zo groot dat ze vanuit de ruimte zichtbaar zijn. De mondiale voorraad rode modder op deze stortplaatsen bedraagt meer dan 4 miljard ton en groeit elk jaar met 150

Buildmatterial 0.8

Biocirculair materiaalontwerpstudio Omlab is volgens eigen zeggen behalve ontwerpbureau ook een denktank die ontwerpt voor ‘infranatuur’ en natuurvriendelijk bouwen, zonder beton.

De studio werkt samen met bouw­ en betonbedrijven, architecten en onderwijsinstellingen.

Omlab ontwikkelde recentelijk Buildmatterial 0.8, een supercirculair, cementvrij bouwmateriaal uit (onder andere) riool)afval. Met Buildmatterial printte de studio voorbeelden van emissievrije bouwproducten in 3D. Omlab combineert de op afval gebaseerde mix van arme grondstoffen met een hoogwaardige technologie, 3D­pastaprinten. Het materiaal kan ook worden geperst en geëxtrudeerd.

Het heeft de sterkte van C8­beton, voorkomt CO2­uitstoot (minder afvalverbranding en transport) en is biologisch afbreekbaar. Aan het einde van de levensduur kan het opnieuw worden geprint. Een bouwelement weegt ongeveer de helft van 3D­geprint beton. In samenwerking met TNO ontwikkelt Omlab momenteel de mogelijkheden van Buildmatterial 0.8 als onderdeel van het Nationaal Programma Emissieloos Bouwen.

www.omlab.nl/en/omlab-english/

Meer bij MaterialDistrict>

miljoen ton, naarmate onze vraag naar aluminium blijft stijgen. Het in Amsterdam gevestigde Studio ThusThat ontwerpt en maakt producten met ongebruikelijke materialen. Op dit moment onderzoekt ThusThat industrieel afval uit de mijnbouw en de metallurgie, zoals rode modder. In samenwerking met fabrieken en onderzoekslaboratoria wordt het industriële residu omgezet in keramische producten en glazuren die geschikt zijn voor architectonisch gebruik.

Meer bij MaterialDistrict>

Meer bij ThusThat>

Corcrete

Corcrete is gebaseerd op de combinatie van twee contrasterende materialen: beton en kurk. Het materiaal doet denken aan terrazzo, maar heeft een natuurlijke, lichte uitstraling. Het materiaal bestaat uit natuurlijk kurkgranulaat (ø 6 ­ 12mm), zand en cement en heeft een dichtheid van 1200 kg/m3. Volgens de producent is het materiaal hitte­/vorstbestendig (+125 °C / ­40°C) en resistent tegen veroudering en kan op aanvraag met een coating worden geleverd.

Meer bij MaterialDistrict>

https://corcrete.de/

Egg bioplastic

Jaarlijks leggen gemiddeld 6,4 miljard kippen 1,1 biljoen eieren. Tegelijkertijd gaat een derde van al het voedsel per jaar verloren of wordt verspild, inclusief eieren die nu eenmaal een kwetsbare schaal hebben die niet de meest geschikte bescherming biedt tegen verwerking en transport. In het project ‘How do you like your eggs’ worden afval­eieren verwerkt tot een eierdopjes. In het project worden schelpen en eiwitten die over tijd zijn zonder toevoegingen gethermovormd tot bioplastic cupjes of eierdopjes. Het nieuwe materiaal is biobased en volledig afbreekbaar. De voor dit project gebruikte b­stock en beschadigde eieren zijn afkomstig van het biologische landbouwproject Geluksvogel.

Meer bij MaterialDistrict>

‘How do you like your eggs’>

Glass foam

Glasschuim van ontwerper Steven Akoun is een veelzijdig materiaal dat volledig bestaat uit industrieel afvalglas en een natuurlijk gerecycled schuimmiddel. Het is bedoeld voor esthetische doeleinden in binnenruimtes.

De lichtgewicht celstructuur maakt het een uitstekende geluids­ en temperatuurisolator. Het reageert goed op licht, absorbeert/houdt water vast. Het is brandvertragend dankzij de extreme hittebestendigheid. De kleur van glasschuim is afhankelijk van de herkomst van het glas en het toegevoegde minerale schuimmiddel. Het kan in mallen worden gevormd, met gewoon glas worden versmolten en opnieuw worden gevlamd om een glasachtig oppervlak te verkrijgen.

https://stevenakoun.com

Meer bij MaterialDistrict>

Foto: Donghwan Kam

Eggshell ceramics

De Mexicaanse ontwerpstudio MANUFACTURA ontwikkelde een nieuw soort biokeramiek van eierschalen. Het materiaal wordt gemaakt door eierschalen te mengen met duurzame aggregaten zoals xanatana­gom en water, resulteert in een nieuwe materiaal. Doel is het verminderen van voedselverspilling en tegelijk nieuwe kansen geven aan een nieuw bouwmateriaal. Het keramische materiaal hoeft overigens niet te worden gesinterd; het hardt uit bij kamertemperatuur (20 °C tot 25 °C) in maximaal twee tot drie dagen. Het productieproces gebeurt met een 3D­printrobot met een KUKA KR­150 robotarm en een 3D Potter­extruder met een capaciteit van 2.000 ml. Elk blok weegt 789 gram en bevat in totaal de schalen van gemiddeld 98,62 eieren.

Meer bij MaterialDistrict>

MANUFACTURA op Instagram>

Compodeen

Compodeen WFC is een weerbestendig biobased composietmateriaal, ontwikkeld door het Nederlandse bedrijf Innodeen. Het hoofdbestanddeel bestaat uit houtvezels, aangevuld met polypropyleen, een goed recyclebare kunststofsoort. De twee materialen worden gecombineerd en onder hoge druk geëxtrudeerd. Bij dit gepatenteerde proces worden de houtvezels in de lengterichting gepositioneerd, waardoor een hoge sterkte ontstaat. Het restateriaal dat tijdens de productie van Compodeen vrijkomt, kan zonder kwaliteitsverlies hergeworden bruikt hergebruikt voor nieuw materiaal.

Meer bij MaterialDistrict>

www.innodeen.nl>

GreenMatter

GreenMatter is een joint venture tussen Lankhorst Engineered Products en W&H Sports. Het samenwerkingsverband richt zich op circulaire gerecyclede kunstgras producten, zowel binnen als buiten de sportsector; onder meer voor de grond­, weg­ en waterbouw.

'GreenMatter'­materialen zijn gerecyclede materialen (geen productieafval) gemaakt van versleten kunstgrasvelden. De GreenMatter materialen zijn UV­bestendig en hebben een levensduur van circa 40 jaar en zijn na het einde van de levensduur volledig recyclebaar.

Meer bij MaterialDistrict>

https://greenmatter.nl

Koperslak-geopolymeren

Slakken zijn een bijproduct van de productie van de meeste metalen, waaronder koper. Wanneer ertsen worden gewonnen, of wanneer metalen worden gerecycled, ontstaan slakken, een zwart, glasachtig materiaal dat op vulkanisch gesteente lijkt.

Ontwerpbureau ThusThat (Amsterdam) zoekt met het project This is Copper ­ in samenwerking met de industrie en materiaalwetenschapers van de KU Leuven ­ naar het gebruik van koperslak als geopolymeer, wat een materiaal oplevert met een tot 80 procent lagere CO2­voetafdruk dan cement. Het slak­geopolymeer heeft een hoge thermische weerstand, hoge duurzaamheid en sterkte, is bestand tegen corrosie en gedeeltelijke recycleerbaar. Het geopolymeer wordt gegoten in een koud proces, vergelijkbaar met gewoon cement, waardoor een breed scala aan mogelijke geometrieën mogelijk is, van platte tegels tot grote monolieten.

Meer bij MaterialDistrict>

Meer bij ThusThat>

Knotty

Geïnspireerd door breitechnieken, ontwikkelde designstudio

The New Raw (Rotterdam) ‘Knotty’: een 3D­geprint materiaal dat is gemaakt met gerecycled plastic afval.

The New Raw is een onderzoeks­ en ontwerpstudio opgericht in 2015 door architecten Panos Sakkas en Foteini Setaki met het doel om afgedankte materialen nieuw leven in te blazen door middel van design, robotica en vakmanschap. ‘Knotty’ is eigenlijk meer een textuur dan een materiaal en bestaat uit dikke en schijnbaar zachte knopen. Dat levert een doorlatend en dragend oppervlak op voor buiten­ en binnenmeubilair of andere architectonische toepassingen. Het lijkt op ‘gebreide patronen’ die waterdoorlatend zijn en kunnen worden opgeschaald tot ornamenten en bouwunits.

Meer bij MaterialDistrict>

https://thenewraw.org/Knotty

Lisocore

Lisocore is een geavanceerd, materiaalefficiënt, high­performance samengesteld materiaal. Het dankt zijn eigenschappen aan de structuur. Het bestaat uit ten minste twee dunne oppervlaktelagen die zijn verbonden door een driedimensionale kern. Door selectief frezen van de oppervlaktelagen ontstaan inkepingen waarin de kernstructuur vormvast wordt gemaakt. Door middel van een sterke verlijming wordt een ijzersterke materiaalverbinding gegarandeerd. Het gepatenteerde Lisocore biedt volgens leverancier Blok plaatmateriaal alle voordelen die nodig zijn voor een lichtgewicht constructie.

Meer bij MaterialDistrict>

https://blokplaatmateriaal.nl/

Orac

Orac houdt zich al jaren bezig met duurzaam design. Het ontwerpbedrijf met hoofdkwartier in het Belgische Oostende ontwerpt muren volgens eigen zeggen niet alleen vanuit esthetisch, maar ook vanuit sociaal en duurzaam oogpunt.

Tijdens de MaterialDistrict Utrecht 2024 presenteerde het bedrijf haar nieuwste collectie 3D­wandpanelen, waaronder de 100 procent biocirculaire Duropolymeer wandpanelen. Daarin zijn biogebaseerde grondstoffen (met ISCC­certificering) gecombineerd met gerecyclede elementen uit post­consumer en post­industrieel afval.

Meer bij MaterialDistrict>

www.oracdecor.com

HempWood

HempWood is een materiaal op basis van hennep en volgens de gelijknamige producent het best denkbare alternatief voor hout. Het lijkt op hout, wordt op een milieubewuste en duurzame manier geproduceerd, en kan ook op dezelfde manier als hout worden bewerkt en verwerkt. Daarnaast trekt het niet krom en is het twintig procent sterker dan eikenhout. Hennep groeit bovendien razendsnel en neemt het meeste CO2 op van alle gewassen in de wereld.

Tijdens de MaterialDistrict 2024 presenteerde Hempwood onder meer heer ‘natuurlijke vloer’.

Nadat de hennep is verzameld, wordt een lijm op sojabasis gebruikt om vezelhennepstengels over de volledige lengte te binden. Daarna wordt het materiaal geperst en gebakken tot Hempwood blokken, waaruit 4 mm dik fineer wordt gesneden. Daarvan wordt dan de toplaag van de samengestelde vloer wordt gemaakt.

Meer bij MaterialDistrict> https://www.hempwoodnederland.nl/

Seawood Materials

SeaWood Materials is een assortiment 100 procent natuurlijke, recyclebare en chemicaliënvrije plaatmaterialen gemaakt van zeewier en afvalcellulose. Het materiaal is ontwikkeld door het Rotterdamse bedrijf Blue Blocks.

SeaWood is een 100 procent natuurlijk, composteerbaar en chemicaliënvrij plaatmateriaal dat gebruikt kan worden als bouwmateriaal, voor interieurproducten en akoestische wandpanelen.

Het productieproces dat BlueBlocks merk ruim twee jaar heeft ontwikkeld, maakt gebruik van een nieuwe biotechbenadering die schoon en schaalbaar is. Door dit proces is er geen extra bindmiddel nodig, waardoor het materiaal na gebruik gerecycled kan worden.

Meer bij MaterialDistrict>

https://www.blueblocks.nl/

Bio-SIP Qube Buildings

Het Bio­SIP (Structural Insulated Panel System) van Qube Buildings is een duurzaam modulair bouwsysteem. Dit innovatieve bouwsysteem is gemaakt van gerecycled plastic en natuurlijke materialen. Het Bio­SIP systeem maakt gebruik van snel hernieuwbare natuurlijke vezels zoals hennep of vlas, die in staat zijn relatief veel CO2 op te slaan. Volgens de producent is een belangrijk voordeel van het Bio­SIP­systeem het gebruiksvriendelijke ontwerp. Dankzij de innovatieve constructie kunnen zelfs halfgeschoolde werknemers binnen enkele dagen efficiënt een klein gebouw in elkaar zetten. Met een lichtgewicht profiel van 42 kg per plaat en een dikte van 150 mm (u­waarde van 0,18) is het makkelijk te hanteren

Meer bij MaterialDistrict>

Queenels biobased bouwsysteem

Queenels Europe introduceerde een modulair en circulair prefab bouwsysteem op basis van biobased SIP’s (Structural Insulated Panel System). Het Queenels biobased bouwsysteem bestaat uit biobased isolatiemateriaal en een binnen­ en buitenmantel van OSB/3. Oriented Strand Board (OSB) is een plaatmateriaal dat is samengesteld uit verschillende lagen houtschilfers van een vooraf bepaalde vorm en dikte, die onderling door een bindmiddel zijn verbonden. Het paneel kan worden gebruikt voor muren en daken. De biobased isolatie is gemaakt van suikerbieten en suikerriet.

Omdat het bouwsysteem structurele sterkte heeft, vervangt het volgens de producent traditionele hout/staal/betonconstructies.

Door het gebruik de biobased materialen heeft het materiaal een negatieve CO2­voetafdruk (­40 CO2­eq per m2). Volgens Queenels kan met het systeem bovendien 50 procent sneller en 40 procent goedkoper worden gebouwd, in vergelijking met dan traditionele bouwmethoden.

Meer bij MaterialDistrict> https://queenels.com/biobased-bouwsysteem/

Woodio

Woodio is een volledig waterdichte houtcomposiet dat volgens de producent een goed ecologisch alternatief is voor keramiek en steen. Het biomateriaal is gemaakt van houtsnippers en lijm op harsbasis. Bij het maken wordt geen water gebruikt en het productieproces verbruikt ook veel minder energie dan bij het maken van traditionele keramische producten voor badkamers. Het hout in het Woodio­materiaal slaat koolstof op gedurende de levensduur van het product. Aan het einde van hun levenscyclus kunnen de producten worden afgevoerd en gebruikt als brandstof is een ‘waste­to­energy’ process.

Meer bij MaterialDistrict>

https://woodio.fi/en/

The teak collection: Current

Current is een ambachtelijk vormgegeven paneel, ontwikkeld door het Canadees­Nederlandse Wonderwall studios. Wonderwall haalt het teruggewonnen teakhout uit Indonesië, waar het wordt aangetroffen in de constructie van verlaten huizen en op plantages. Het teakhout kent verschillende stadia van erosie; sommige erg verweerd, andere niet. Hout uit vervallen gebouwen in Indonesië is er in overvloed, zeer divers en verweerd. Het is vaak tientallen jaren blootgesteld aan zon, regen

en wind en heeft daardoor een karakteristiek uiterlijk. Het Javaanse teak is overigens niet het enige materiaal van Wonderwall. Inmiddels ‘redt’ de studio overal ter wereld, verschillende soorten afgedankt hout van verlaten huizen, vervallen loodsen, afgedankte spoorbielzen, overtollige voorraad, wijnvaten en oude vloeren.

Meer bij MaterialDistrict> https://wonderwallstudios.com/product/current

Spot on, sustaign

Sustaign introduceerde Spot on: een esthetisch opvallend plaatmateriaal gemaakt van 100 procent gerecycled polypropyleen. Sustaign is een Nederlands bedrijf, gespecialiseerd in duurzaam ontwerp.

Het materiaal heeft de visuele eigenschappen van marmer, steen en keramiek, maar kan worden geproduceerd zonder dat er nieuw gewonnen grondstoffen nodig zijn. Daarmee heeft het materiaal niet alleen een belangrijk milieuvoordeel, maar is ook volledig aanpasbaar in kleur, zodat het bij elk ontwerp past. Met een maximale afmeting van 2350 x 1150 mm zijn deze platen geschikt voor een verscheidenheid aan oppervlakken, van muren en vloeren tot meubels en werkbladen.

Meer bij MaterialDistrict>

www.sustaign.nl

PSF, Plastic Soup Floors/Future

Het Nederlandse PSF maakt duurzame producten van ingezameld afvalplastic dat wordt gesorteerd, gereinigd en vermalen. Dit plastic wordt tot plaatmateriaal geperst, waarvan tafels en tegelvloeren worden gemaakt. Het vermalen plastic kan via een speciaal proces ook in gietvloeren worden gebruikt. Het PSF laat zien dat elk type plastic duurzaam kan worden gebruikt. PSF is duurzaam en vandaalbestendig. PSF gaat volgens de fabrikant minimaal 50 jaar mee en kan daarna nog minimaal zeven keer worden gerecycled (langer kan niet worden getest) zonder toevoeging van andere materialen. Daarnaast is het bestand tegen vetten en chemicaliën, de verschillende elementen en graffiti hecht niet aan het materiaal. Kortom, PSF is zeer goed bestand tegen mogelijke beschadigingen en kan op allerlei manieren worden toegepast. Om PSF krasvaster te maken kan het oppervlak naar wens worden voorzien van een één­ of tweelaagse coating. Hierdoor ontstaat een nog beter beschermd product.

Meer bij MaterialDistrict>

www.psf.eco

CRIATERRA wall tiles

Industrieel ontwerpbureau CRIATERRA Earth Technologies (Israël) ontwikkelde een ‘zero­cement bio­geosteen’ als alternatief voor geprefabriceerde bouwproducten. Het materiaal wordt gemaakt zonder cement en is niet gesinterd. Het proces van CRIATERRA levert koolstofarme metselblokken, bekledingen en tegels. Het proces van CRIATERRA is gebaseerd op geüpcycled steengroeveafval. Volgens de producent verbruikt het procédé slechts tien procent van de energie die wordt gebruikt bij de productie van conventionele bouwmaterialen. Het veroorzaakt bovendien minder dan vijftien procent van de uitstoot van conventionele methoden. Bij het proces komt volgens CRIATERRA geen afval vrij. De composietmaterialen, die zo sterk zijn als beton, maken de massaproductie van zowel constructieve elementen als interieurproducten mogelijk.

Meer bij MaterialDistrict>

https://criaterra.com/walltiles/#Welcome/

Polygood

Polygood van The Good Plastic Company is een 100 procent gerecycled plastic oppervlaktemateriaal. Typisch aan het materiaal zijn consistent reproduceerbare patronen met een esthetische, visuele uitstraling. Elk patroon is afkomstig van verschillende afvalbronnen, zoals koelkasten, bestek voor eenmalig gebruik en productiecomponenten, wat bijdraagt aan het verhaal. Polygood heeft zowel de Cradle to Cradle­certificering als een Environmental Product Declaration (EPD.

https://thegoodplasticcompany.com

Scalite

Scalite is een plaatmateriaal dat volledig is gemaakt van visschubben, een bijproduct van de visserij­industrie. Scalite wordt geproduceerd door het Franse bedrijf Scale. Het wordt op de markt gebracht in de vorm van harde platen. Het is een 100 procent natuurlijk materiaal en bevat geen chemische toevoegingen. Het wordt snel afgebroken in het milieu, het is veilig voor het milieu en de fabrikant kan zijn productieafval recyclen.

Scalite heeft vergelijkbare mechanische eigenschappen als die van MDF en beton. Bovendien is Scalite vrij van VOS en formaldehyde, waardoor het een geschikt is voor toepassing in binnenruimtes.

Meer bij MaterialDistrict>

www.eclectictrends.com/innovative-materials-scalite

ECOHab

Na intensief onderzoek ontwikkelde het Duitse bedrijf Smarter Habitat een ‘groen’ lichtgewicht paneel, ECOHab, gemaakt van plantaardig materiaal en landbouwafval. De sandwichpanelen bestaan uit twee basiscomponenten: natuurvezellaminaten als toplaag en een kernmateriaal van gepofte maïskorrels. Er wordt uitsluitend gebruik gemaakt van het zetmeel van de industriële maïs. De eiwitten en oliën die in het graan zitten, zijn nog steeds beschikbaar als veevoer, bijvoorbeeld in de vorm van maïseiwitmeel. De natuurvezellaminaten bestaan uit hennep, vlas, sisal of andere langvezelige landbouwproducten. Ze worden verwerkt tot vliesvilt en onder hoge druk met hars geperst. Met het ECOHab paneel zegt Smarter Habitat een alternatief te bieden voor gipsplaat. De Smarter Habitat­panelen hebben volgens de producent uit München verschillende voordelen. Ze zijn zowel technisch als economisch concurrerend en kunnen in grote hoeveelheden worden vervaardigd. Bovendien zijn ze een bouwsteen van een CO2­geoptimaliseerde bouw­ en vastgoedsector.

Meer bij MaterialDistrict>

https://smarter-habitat.com/en/

Mogu acoustic

Mogu is een designbedrijf dat duurzame en innovatieve producten vervaardigt met esthetische waarde en geavanceerde eigenschappen. Uitgangspunt is restmateriaal en bijproducten van industriële processen, zoals katoen­ en hennepvezels die geen andere waardevolle toepassing kunnen vinden in bijvoorbeeld textielproductieprocessen. Mogu maakt gebruik van een grote verscheidenheid aan voedingsrijke, laagwaardige vezels uit verschillende industrieen (agro, textiel) en gebruikt die als basis voor een door het

bedrijf zelf ontwikkeld schimmelfermentatie­proces. Daarbij wordt het substraat gedeeltelijk verteerd en wordt er een mycelium gevormd dat fungeert als versterking van de matrixstructuur. Het resultaat is een natuurlijk composietmateriaal met uitstekende technische en akoestische eigenschappen, geschikt voor gebruik op meerdere gebieden en voor meerdere toepassingen.

Meer bij MaterialDistrict>

https://mogu.bio/

HuisVeendam bio-laminaat

HuisVeendam ­ opgericht door Erik Slor, Tjeerd Veenhoven en Koos Slor ­ is een innovatief bedrijf dat producten ontwikkelt op basis van natuurlijke lokale vezels & zetmeel. Het bedrijf wil laten zien dat lokale zetmeelbronnen opnieuw de industrie kunnen stimuleren, lokale welvaart kunnen bevorderen en ontwerpers kunnen inspireren. Eén van de producten is biologisch laminaat, een duurzaam fineerachtig materiaal gemaakt van biologische grondstoffen met veel uiteenlopende toepassingen. HuisVeendam maakt dit biolaminaat uit organische reststromen als tarwe, cacao, riet en gras en lijmt het met een duurzaam bindmiddel op basis van aardappelzetmeel. De door HuisVeendam ontwikkelde bio­laminaten kunnen als resistente en decoratieve toplaag worden toegepast op allerlei soorten meubilair, zoals tafels, maar ook als wandpanelen.

www.huisveendam.com/work/

Geïnteresseerd in de onbegrensde mogelijkheden van keramiek? Word nu lid van de Nederlandse Keramische Vereniging (NKV)

Wat doet NKV?

• kennisoverdracht, samenwerking, ontmoetingen en informatie­uitwisseling met andere (keramische) organisaties, instituten en verenigingen, in binnen­ en buitenland.

• stimuleren van onderwijs en onderzoek op het gebied van keramische materialen

• contactennetwerk bieden voor de leden

• actief kennis verspreiden over keramiek en keramische materialen

• collectieve promotie van de toepassing van keramiek.

Meer weten over lidmaatschap? www.ceramics.nl Klik hier>

Innovatieve coating voorkomt kalkvorming

Waar warm water stroomt, is kalk nooit ver weg. Heetwatertanks, wasmachines, waterkokers: kalk ontstaat in elk huishoudelijk apparaat dat in contact komt met (heet) water, vooral in gebieden waar het water hard is en dus veel calcium bevat. Vaak is het enige wat helpt het gebruik van azijn of een speciale ontkalker om de keiharde aanslag op te lossen om het apparaat weer te laten werken. In huishoudens is dat vervelend; in thermische centrales is het een duur probleem. Onderzoekers van ETH Zürich zeggen nu een antwoord te hebben gevonden. Ze ontwikkelen een coating op basis van hydrogel die de hechting van kalkaanslag effectief voorkomt. Kalkkristallen kunnen op dit oppervlak geen houvast vinden en worden daarom meegevoerd door de omringende waterstroom. Een dergelijke coating zou de efficientie van de elektriciteitsproductie in thermische energiecentrales verbeteren en verliezen als gevolg van kalkaanslag compenseren.

Vooral industriële warmtewisselaars zijn gevoelig voor kalkaanslag, waardoor de efficiëntie van de systemen sterk afneemt: een kalklaag van slechts één millimeter dik in de leidingen van de

warmtewisselaar vermindert de efficiëntie van de elektriciteitsproductie met ongeveer 1,5 procent. Om deze verliezen te compenseren zou nog eens 8,7 miljoen ton steenkool verbrand moeten worden.

Dat is slecht voor de ecologische voetafdruk, en duur voor de elektriciteitsproducenten.

Een onderzoeksteam van ETH Zürich en de University of California, Berkeley

Proefopstelling waarmee de onderzoekers testten hoe kalkkristallen zich aan verschillende oppervlakken hechten (Foto: Julian Schmid/ETH Zürich)

heeft nu een mogelijke oplossing voor dit probleem gevonden: een speciale kalkafstotende coating met microscopisch kleine ribbels die de hechting van kalkkristallen voorkomen. De studie van het team is inmiddels gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances.

Haaienhuid

Fundamenteel onderzoek naar de ontwikkeling van kalkafstotende oppervlakken is zeldzaam. Daarom hebben de onderzoekers, onder leiding van voormalig ETH­professor Thomas Schutzius, de interacties tussen individueel groeiende kalkkristallen, de omringende waterstroom en het oppervlak op microscopisch niveau onder de loep genomen. Op basis hiervan ontwikkelden Schutzius' promovendus Julian Schmid en andere teamleden verschillende coatings van diverse zachte materialen en testten deze in het laboratorium van de ETH Zürich. De meest effectieve coating bleek een polymeerhydrogel te zijn, waarvan het oppervlak bedekt is met kleine ribbels, aangebracht met mallen met een microtextuur, die de onderzoekers maakten met behulp van fotolithografie. De microstructuur van de hydrogel doet denken aan een haaienhuid, die ook een geribbelde structuur heeft om vervuiling op de huid van de haai te voorkomen. In ketels of boilers zorgen de ribbels ervoor dat de kalkkristallen minder contact maken met het oppervlak, waardoor ze zich niet kunnen hechten en dus gemakkelijker te verwijderen zijn; water dat over de hydrogel stroomt en door de geribbelde structuur voert ze mee. Hoewel de coating de vorming van kalkkristallen niet volledig kan voorkomen, verhindert de constante passieve verwijdering van de microscopisch kleine kristallen dat ze samenklonteren en een hardnekkige laag vormen.

Bij het maken van de verschillende coatings hebben de onderzoekers vooral

gespeeld met het polymeergehalte. Hoe lager het polymeergehalte en hoe hoger het watergehalte, des te minder goed bleken de calciumcarbonaatkristallen aan het oppervlak te hechten.

Uit tests met modeldeeltjes van polystyreen blijkt dat de oppervlaktestructuren van de coating kleiner moeten zijn dan de deeltjes die erop worden afgezet. Dit vermindert het contactoppervlak en daarmee de houdkracht.

Uit de experimenten van het team blijkt dat de hydrogelcoating zeer effectief is: wanneer water over het met hydrogel gecoate oppervlak stroomde, waarop eerder kalkkristallen met een grootte van ongeveer 10 micrometer waren gegroeid, werd tot 98 procent van de kristallen verwijderd.

Volgens de onderzoekers benadrukken dat hun oplossing milieuvriendelijker en efficiënter is dan de bestaande ontkalkingsmethodes, waarbij vaak giftige

en/of agressieve chemicaliën worden gebruikt. De hydrogel is daarentegen biocompatibel en milieuvriendelijk.

In plaats van patent aan te vragen op hun ontwikkeling, hebben de onderzoekers bewust gekozen voor publicatie in een wetenschappelijk tijdschrift. Dit betekent dat alle geïnteresseerde partijen de vrijheid hebben om de nieuwe coating verder te ontwikkelen en te gebruiken.

Thomas Schutzius ontving voor dit onderzoek in 2019 een ERC Starting Grant. Hij werkt niet meer bij de ETH Zürich en is nu assistent­professor werktuigbouwkunde aan UC Berkeley.

Het onderzoek verscheen in december vorig jaar in Science Advances onder de titel ‘Imparting scalephobicity with rational microtexturing of soft materials’. Het is online>

Originele tekst: ETHZ>

Slechts enkele micrometergrote kalkkristallen op het gegroefde oppervlak onder de elektronenmicroscoop (Foto: Julian Schmid/ETH Zürich)

Complexiteit en lichtheid: Empa-onderzoekers hebben een 3D-printproces ontwikkeld voor biologisch afbreekbare cellulose-aerogel (Afbeelding: Empa)

Cellulose aerogel uit een 3D-printer

Ultralicht, thermisch isolerend en biologisch afbreekbaar: aerogels op cellulosebasis hebben veel mogelijkheden. Empa­onderzoekers zijn erin geslaagd het natuurlijke materiaal te 3D­printen in complexe vormen die ooit zouden kunnen dienen als precisie­isolatie in de micro­elektronica

Op het eerste gezicht lijken biologisch afbreekbare materialen, inkten voor 3D­printen en aerogels niet veel met elkaar gemeen te hebben. Alle drie hebben volgens Empa (De Zwitserse federale laboratoria voor materiaalwetenschappen en technologie) namelijk een groot potentieel voor de toekomst. ‘Groene’ materialen vervuilen het milieu niet, met 3D­printen kunnen complexe structuren worden gemaakt, zonder afval, en ultralichte aerogels zijn uitstekende warmte­isolatoren. Empa­onderzoekers zijn er nu in geslaagd al deze voordelen in één materiaal te combineren. En er zit nog meer in het vat. Het nieuwe materiaal is ontwikkeld onder leiding van Deeptanshu Sivara­

man, Wim Malfait en Shanyu Zhao van Empa's Building Energy Materials and Components­laboratorium. Dat gebeurde in samenwerking met de laboratoria Cellulose & Wood Materials en Advanced Analytical Technologies, evenals het Center for X­ray Analytics. Samen met andere onderzoekers hadden Zhao en Malfait in 2020 al een proces ontwikkeld voor het printen van silica­aerogels: poreuze, brosse, schuimachtige materialen. Vóór de Empa­ontwikkeling was het vrijwel onmogelijk om ze in complexe vormen om te zetten. Als uitgangsmateriaal kozen de onderzoekers deze keer voor het meest voorkomende biopolymeer op aarde: cellulose. Uit dit plantaardige materiaal

kunnen met eenvoudige verwerkingsstappen verschillende nanodeeltjes worden gewonnen. Voor de ‘inkt’ voor het 3D­printen van bio­aerogel gebruikten de onderzoekers twee soorten van zulke nanodeeltjes: nanokristallen van cellulose en nanovezels van cellulose.

De vloei­eigenschappen van de inkt zijn cruciaal bij 3D­printen. Het moet stroperig genoeg zijn om een driedimensionale vorm te behouden voordat deze uithardt, maar tegelijkertijd moet het ook onder druk vloeibaar worden, zodat het door het mondstuk kan stromen. Met de combinatie van nanokristallen en nanovezels zijn de Empa­onderzoekers daarin geslaagd: de lange nanovezels

geven de inkt een hoge viscositeit, terwijl de vrij korte kristallen ervoor zorgen dat de inkt een schuifverdunnend effect heeft, zodat deze gemakkelijker vloeit tijdens de extrusie.

In totaal bevat de inkt zo’n twaalf procent cellulose en 88 procent water. Het team slaagde erin de vereiste eigenschappen te bereiken met alleen cellulose, zonder enige toevoegingen of vulstoffen Dat is niet alleen goed nieuws voor de biologische afbreekbaarheid van de uiteindelijke aerogelproducten, maar ook voor de warmte­isolerende eigenschappen ervan. Om de inkt na het printen in een aerogel te veranderen, vervangen de onderzoekers het water in de poriën eerst door ethanol en vervolgens door lucht, waarbij de vorm behouden blijft. Hoe minder vaste materie de inkt bevat, hoe poreuzer de resulterende aerogel namelijk is.

De combinatie van hoge porositeit en de kleine poriën maken alle aerogels uiterst effectieve warmte­isolatoren.

De onderzoekers ontdekten bovendien een unieke eigenschap van de 3D­geprinte cellulose­aerogel: het is anisotroop. Dit betekent dat de sterkte en thermische geleidbaarheid richtingsafhankelijk zijn. Die anisotropie is voor een goed deel te danken aan de oriëntatie van de nanocellulosevezels en deels aan het printproces zelf. Hierdoor kunnen de onderzoekers exact bepalen in welke asrichting de ge3D­printe aerogel bijzonder stabiel of bijzonder isolerend moet zijn. Dergelijke nauwkeurig vervaardigde isolerende componenten zouden kunnen worden gebruikt in de micro­elektronica, waar warmte alleen in een bepaalde richting mag worden geleid.

Hoewel het oorspronkelijke onderzoeksproject, gefinancierd door de Swiss National Science Foundation (SNSF), vooral geïnteresseerd was in thermische isolatie, zagen de onderzoekers al snel een ander toepassingsgebied voor hun printbare bio­aerogel: de geneeskunde. Omdat het uit pure cellulose bestaat, is de nieuwe aerogel biocompatibel met levende weefsels en cellen. De poreuze structuur is in staat medicijnen te absorberen en deze vervolgens gedurende een lange periode in het lichaam af te geven. En 3D­printen biedt de mogelijkheid om precieze vormen te produceren

die bijvoorbeeld kunnen dienen als dragers voor celgroei of als implantaten.

Een bijkomend voordeel is bovendien dat de 3D­geprinte aerogel na het eerste droogproces meerdere keren kan worden gerehydrateerd en opnieuw gedroogd zonder vorm of poreuze structuur te verliezen. In praktische toepassingen zou het materiaal gemakkelijker te hanteren zijn: het zou in droge vorm kunnen worden opgeslagen en vervoerd en pas kort voor gebruik in water kunnen worden geweekt. Zodra het weer droog is, is het niet alleen licht

en handig in gebruik, maar ook minder vatbaar voor bacteriën en hoeft het niet uitvoerig tegen uitdroging te worden beschermd.

Het onderzoek werd eerder dit jaar gepubliceerd in Advanced Science onder de titel ‘Additive Manufacturing of Nanocellulose Aerogels with Structure-Oriented Thermal, Mechanical, and Biological Properties’. Het is online>

Meer bij Empa>

De geprinte objecten kunnen meerdere keren worden gerehydrateerd en gedroogd zonder hun vorm te verliezen - of ze kunnen hydrofoob worden gemaakt (Afbeelding: Empa)

Materialen 3D-printen met de mechanische eigenschappen en ontwerpvrijheid van biologische materie

Materialen gemaakt door levende organismen hebben opmerkelijke mechanische eigenschappen. Hout kan bijvoorbeeld vooral stijfheid vertonen langs één richting, maar toch goed bestand zijn tegen breuken, bijvoorbeeld bij de aanhechting van takken. Wetenschapper Caroline Houriet van de TU Delft heeft een manier gevonden om de complexe microstructuren die in de natuur voorkomen na te bootsen met behulp van 3D­printtechnieken. Dat opent nieuwe mogelijkheden voor het ontwerpen en fabriceren van lichtgewicht onderdelen met hoge mechanische prestaties die bovendien recyclebaar zijn. Het team van Caroline Houriet presenteerde hun nieuwe inzichten in Advanced Materials.

Caroline Houriet (Foto: TUDelft)

Anisotropie ­ het hebben van uiteenlopende eigenschappen in verschillende richtingen ­ is een belangrijk kenmerk van levende organismen: ze gebruiken het om structuren zo effectief mogelijk te laten groeien. Ondanks de vooruitgang in technische materialen is er nog steeds een groot verschil tussen wat daarmee bereikt kan worden en de ingewikkelde patronen die in biologische materie worden gevonden. Het doel van het team was om deze kloof te overbruggen door analytische stromingsleer te gebruiken om de banen te bepalen die de 3D­printer moet volgen. Met deze aanpak willen ze een nieuw, efficiënter en veelzijdig proces ontwikkelen voor het vormen van materialen. Deze methode gaat verder dan eenvoudige of licht gebogen lijnen en omvat ook wervelingen, spinnenweb (radiale) patronen, hyperbolen en verschillende combinaties daarvan. Door materialen in deze onconventionele configuraties te printen, kunnen wetenschappers ze observeren en benutten.

De in Advanced Materials gepresenteerde methode maakt gebruik van 3D­printen van ‘zelfassemblerende thermotrope vloeibare kristalpolymeren’ (LCP's). Wanneer het polymeer op een specifieke manier wordt uitgelijnd, namelijk nematisch, leidt dat tot anisotropie op de schaal van de printlijn. Door de druk te variëren waarmee de LCP’s door de spuitmond ‘geperst’ worden tot printlijnen (de extrusiedruk), kan de nematische oriëntatie van het polymeer

worden beïnvloed. Zo kan een opmerkelijk breed bereik van uitrekken en vervormen verkregen worden, van 3 tot 40 GPa (Young's modulus).

Het team bepaalde ook een relatie tussen stijfheid, spuitmonddiameter en lijnbreedte, waardoor het mogelijk werd om materialen te ontwerpen die tegelijkertijd de gewenste vorm en het gewenste patroon hebben en de vereiste mechanische eigenschappen. Met behulp van dit algoritme kunnen lijnen worden geprint met verschillende breedtes en krommingen over de gehele vorm die wordt geprint. Deze productiemethode maakt het mogelijk om onderdelen te maken met verschillende niveaus van stijfheid en verschillende manieren waarop ze kunnen breken of vervormen, allemaal van hetzelfde type materiaal.

Deze benadering opent nieuwe ontwerpmogelijkheden voor lichtgewicht constructies, bijvoorbeeld om zwakke plekken te versterken en zo scheuren te voorkomen of om spanning te herverdelen. Uiteindelijk opent deze methode mogelijkheden voor het bestuderen en nabootsen van ingewikkelde patronen die in de natuur worden waargenomen. Hierdoor kunnen ontwerpers de patronen integreren voor een esthetisch ontwerp of voor functionaliteit, bijvoorbeeld om een stoel te maken met stijve poten en een flexibele zitting, allemaal van hetzelfde materiaal.

Volgens Caroline Houriet kunnen met

deze aanpak complexe patronen die geïnspireerd zijn op de natuur houvast bieden om lichtere en beter aanpasbare onderdelen te ontwerpen die precies op maat gemaakt zijn voor hun exacte verwachte gebruik. De ontwerper kan nu extra functies integreren om de levensduur te verlengen zonder de prestaties te verminderen, bijvoorbeeld door de taaiheid van het materiaal te verhogen op een plek waar risico op een breuk is, maar overal elders de voorkeur te geven aan treksterkte.

De code die gebruikt is om de patronen te genereren, Slith3r, is open-source beschikbaar en verdere ontwikkelingen die hierop gebaseerd zijn, worden aangemoedigd. Het is HIER beschikbaar>

De publicatie ‘3D Printing of Flow-Inspired Anisotropic Patterns with Liquid Crystalline Polymers’ verscheen eind vorig jaar in Advanced Materials. Het is online>

Tekst: TU Delft>

Video

Project in the Spotlight:

Overbruggingsindustrieën voor Zero Waste -

Staalslakken omzet-

ten in bouwmaterialen

Nu de bouwsector steeds meer onder de loep wordt genomen vanwege zijn ecologische voetafdruk, groeit het belang om de afhankelijkheid van de industrie van natuurlijke hulpbronnen te verminderen en afval te minimaliseren. Het onderzoeksproject ‘Overbruggingsindustrieën voor Zero Waste ­ Staalslakken omzetten in bouwmaterialen’ was gericht op het ontsluiten van het potentieel van converterslakken en het aanpakken van het duurzaamheidsprobleem van cement. Het project stond onder leiding van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e), in samenwerking met een groep industriële bedrijven uit de staal­ en bouwsector, Tata Steel Nederland, ENCI, Hess AAc, Van de Bosch Beton en Blue Phoenix Groep.

Op dit moment wordt een breed scala aan industriële bijproducten niet ten volle benut en komen ze terecht in laagwaardige toepassingen of worden ze gestort. Een typisch voorbeeld is staalslakken (bijvoorbeeld converter/BOF­slak), een steenachtig van de staalproductie met een hoge opgeslagen chemische energie. Het wordt grotendeels gebruikt als vervanging voor zand en grind bij de aanleg van wegfunderingen. Als het duurste en belangrijkste ingrediënt van beton verbruikt cement daarentegen zowel natuurlijke grondstoffen als energie en genereert het grote hoeveelheden CO2­broeikasgassen. Ondertussen is de

grootste uitdaging voor de bouwsector het terugdringen van de CO2­uitstoot. De voor de hand liggende oplossing voor deze situatie is om industriële bijproducten op een efficiënte manier te gebruiken en, in dit geval, geschikte methoden te vinden om cement te vervangen om zowel duurzaamheid als energiebesparing aan te pakken. Het onderzoeksproject ‘Overbruggingsindustrieën voor Zero Waste ­ Staalslakken omzetten in bouwmaterialen’ was gericht op het ontsluiten van het potentieel van converterslakken en het aanpakken van het duurzaamheidsprobleem van cement. Er werden twee hoofdrichtingen verkend.

Het mengen van converterslakken met cement als aanvullend cementgebonden materiaal en het activeren van de converterslakken om te functioneren als een innovatief op zichzelf staand bindmiddel als alternatief voor portlandcement.

Onderzoeksdoelstellingen en hoogtepunten

Het primaire doel van dit onderzoeksproject was het bestuderen van het potentieel van converterslakken als aanvullend cementgebonden materiaal (SCM), het ontwikkelen van een op zichzelf staand bindmiddel door chemische

activering, en het onderzoeken van het gebruik ervan in geautoclaveerd beton. Deze onderneming beloofde niet alleen de milieu­impact van conventioneel cement te verminderen, maar ook de weg vrij te maken voor innovatieve bouwoplossingen. De belangrijkste hoogtepunten van het project zijn:

Hydratatiegedrag en immobilisatie van zware metalen

De sleutel was het begrijpen van het hydratatiegedrag van converterstaalslakken ­ het vinden van de reactievergelijkingen die de transformatie van de slakmineralen op hoge temperatuur in hun hydratatieproducten beschrijven. Er werden belangrijke inzichten verkregen in de reactiviteit van slakken in de vroege en latere leeftijd en de immobilisatie van zware metalen.

Hydratatie van de dominante slakfase

Bijna 50 procent van de slak bestaat uit dicalciumsilicaat, dat moeilijk te activeren is, maar essentieel is voor de vorming van de hydratatiefase die de slak sterkte geeft als bindmiddel. Er werden fundamentele inzichten verkregen in het hydratatiegedrag van gesynthetiseerd dicalciumsilicaat en de rol van anionen (carbonaat, sulfaat en hydroxide) op de hydratatiesnelheid.

Slakken als aanvullend cementgebonden materiaal

Door gebruik te maken van converterslakken gemengd met portlandcement, werd een optimale sterkte verkregen voor 5 ­ 25 procent vervanging, wat het potentieel toont voor het produceren van slakkenbevattende bouwproducten, een duidelijke optie om de productiekosten te verlagen en afval op stortplaatsen te verminderen.

Verbeterde reactiviteit door mechanochemische activering

Het malen van slakken met chemische additieven werd toegepast om de reactiviteit van converterslakken te verbeteren. De bindmiddelprestaties van cementfijn slakkenpoeder kunnen verder worden verbeterd met behulp van kaliumcitraat, dat de watervraag minimaliseert en de vloeibaarheid verbetert, door als superweekmaker te fungeren. Het kaliumcitraat activeerde ook de hydratatie van de C2F­fase (Ca2(Al,Fe)2O5)

in de slak, waardoor deze kon functioneren als een 100 procent bindmiddel op basis van slakken.

Geautoclaveerde converterslakken

Een combinatie van activering van kaliumcitraat gevolgd door een autoclaafbehandeling met een stoomdruk van 11 bar bij 187 °C gaf een aanzienlijke sterkte voor een 100 procent op slakken gebaseerd beton (mortel) product.

Het project heeft met succes de haalbaarheid aangetoond van het gebruik van converterslakken bij het maken van eco­efficiënte, hoogwaardige bouwmaterialen. Twee patenten vloeiden voort uit spin­off projecten. Door uitgebreid onderzoek werd vastgesteld dat con­

verterslakken kunnen dienen als een effectieve SCM, of als op zichzelf staand bindmiddel, wat bijdraagt aan zowel de vermindering van de CO2 ­uitstoot als de afhankelijkheid van nieuwe grondstoffen. De bevindingen benadrukten ook het potentieel van converterslakken om de ecologische duurzaamheid van bouwmaterialen te verbeteren, met een tweeledig voordeel van afvalvermindering en verbeterde materiaalprestaties.

Toekomstige richtingen

Uit de resultaten blijkt dat converterslak daadwerkelijk kan helpen bouwmaterialen te maken die minder schadelijk zijn voor onze planeet. Het is een win­winsituatie: minder afval van de

staalproductie belandt op stortplaatsen en er komt minder CO2 vrij in de bouw. Dat is nog maar het begin. Het team denkt na over hoe ze nog beter gebruik kunnen maken van convertorslak, zoals het aanpassen van de chemie ervan en het bedenken van nieuwe mengsels voor beton die andere gerecyclede materialen kunnen bevatten. De toekomst ziet er rooskleurig uit als het gaat om groener en schoner bouwen. Voortbouwend op de resultaten van dit project staat toekomstig onderzoek klaar om dieper in te gaan op het toepassingspotentieel van convertorslak. Belangrijke interessegebieden zijn onder meer:

Verder onderzoek naar de reactiviteit van slakken

Een momenteel lopend spin­offproject betreft de complexe wisselwerking tussen de slakkenmineralen, hun hydratatieproducten en de immobilisatie van potentieel toxische elementen zoals Cr en V. De immobilisatie van zware metalen is van wezenlijk belang voor het gebruik van converterslakken in bouwmaterialen.

Kinetische oplossingsmodellering

Converter­slakken kunnen remming van de hydratatie op jonge leeftijd verto­

nen wanneer ze worden gemengd met Portland­cement, en bij stand­alone hydratatie. De sterkteontwikkeling lijkt afhankelijk van de slakbatch. Voor een betrouwbaar slakgebruik is het essentieel om de porie­vloeistofontwikkeling tijdens de vroege hydratatiefasen van de slak te ontrafelen. Vervolgens kunnen fysisch­chemische modellen worden ontwikkeld voor de oplossnelheden en oververzadiging/precipitatie om het chemische effect van slak op Portland­cement te voorspellen en het vertragende effect op de verharding te verklaren.

Verbreding van het toepassingsgebied Met de groene transitie in de staalproductie zal het gebruik van kolen en hoogovens geleidelijk worden uitgefaseerd en zal GBFS (Granulated Blast Furnace Slakken) verdwijnen. De onzuiverheden in ertsen zullen nog steeds aanleiding geven tot slakvorming in de processen. De verandering in de staalproductie zal geen invloed hebben op de staalkwaliteit, maar zal zeker leiden tot aanzienlijk andere bijproducten van slakken met gevolgen voor de cementindustrie. Momenteel is hoogovenslak afkomstig van carbothermische ijzerreductie een belangrijke vervanger (SCM) in cement. De toekomstige elektrische smeltovens die

gebruik maken van ijzererts dat vooraf is gereduceerd met H2 zullen een potentieel levensvatbare vervangende slak opleveren. De slaksamenstelling in de nieuwe processen kan nog steeds worden geoptimaliseerd om te voldoen aan de SCM­vereisten voor cement. De staalen cementindustrie zullen samenwerken om de beste slakken te ontwikkelen. Niet alleen cementgebonden eigenschappen, maar ook de blootstelling aan zware metalen uit slakken in het milieu moet worden opgelost.

Conclusie

De gezamenlijke inspanning om bijproducten van staal om te zetten in duurzame bouwmaterialen is een belangrijke mijlpaal op weg naar een duurzamere toekomst. Dit initiatief pakt niet alleen specifieke milieu­uitdagingen aan waarmee de staal­ en bouwsector worden geconfronteerd, maar dient ook als model voor sectoroverschrijdende samenwerking gericht op het bereiken van bredere duurzaamheidsdoelstellingen. Naarmate beide industrieën zich blijven ontwikkelen, zullen de lessen en technologieën die via dit project zijn ontwikkeld, ongetwijfeld bijdragen aan hun duurzaamheidsdoelstellingen.

De kern van het project werd uitgevoerd door promovendi Muhammad Jawad Ahmed, Jonathan Zepper, Winnie Franco en postdoctoraal onderzoeker/UD dr. Katrin Schollbach, onder begeleiding van dr. Qingliang Yu., prof. Jos Brouwers van de TU/e (leerstoel Bouwmaterialen) en prof. Sieger van der Laan van Tata Steel Nederland. Het project wekte veel interesse bij andere studenten in Bouwmaterialen, opmerkelijke bijdragen in spin­off projecten werden geleverd door: Gang Liu, Anna Kaja, Fan Wu, Tao Liu, Sacha de Bruin, Jan­Joost Botterweg, Stefan Chaves Figueiredo, Kim Lambrechts, Xuan Ling.

Tot nu toe zijn er in totaal zeventien artikelen over converterslakken gepubliceerd.

Viktoria Savran, Program Manager M2i v.savran@m2i.nl

MKB-bedrijven zitten vol verborgen innovaties

Innovationlink is een platform gericht op het ontdekken en naar de markt brengen van ‘verborgen innovaties’. Innovationlink roept MKB-ers op om met hun innovaties naar buiten komen. ‘Jullie hebben goud in handen’.

Nederland staat bekend als een innovatief land maar toch laten we nog veel kansen liggen, met name bij het MKB. Dat is de stelling van Innovationlink, die ondernemers via het platform Innovationlink de mogelijkheid biedt om die kansen alsnog te verzilveren. Binnen het Nederlandse MKB is een schat aan innovaties te vinden die door eigen medewerkers van het bedrijf zijn bedacht. Deze zogenoemde gebruikersinnovaties zijn ontwikkeld door professionals tijdens de uitvoering van hun vak. Denk aan sectoren als de installatiebranche, aannemers, de medische sector, maar ook het onderwijs, de tuinbouw en de entertainment­industrie. In al deze sectoren lopen professionals tegen problemen of beperkingen aan, vinden in de markt geen bruikbare oplossingen en bedenken die daarom vervolgens zelf maar. Zonder er bij stil te staan dat die ook voor anderen heel waardevol kunnen zijn.

Verborgen innovaties

Innovationlink is overigens niet de eerste die dit vaststelt. Onderzoek wijst uit dat er jaarlijks bij maar liefst één op de zes MKB­bedrijven één of meerdere gebruikersinnovaties worden ontwikkeld (Jeroen de Jong, Universiteit Utrecht, 2016). Meestal blijven deze innovaties beperkt tot eigen gebruik en vinden hun weg naar de markt dus niet en zo blijven het ‘verborgen’ innovaties. Dat is doodzonde, want deze innovaties vertegenwoordigen een enorme verborgen

(omzet)waarde voor het bedrijf zelf en andere bedrijven. Verborgen innovaties kunnen op verschillende manieren worden doorontwikkeld en naar de markt worden gebracht: door het eigen bedrijf, extern met partners in een nieuw bedrijf of door een ander bedrijf in de vorm van een licentie. In al deze gevallen kan Innovationlink hierin faciliteren.

De Innovationlink-aanpak

Innovationlink is een zakelijk netwerk dat tientallen experts op verschillende deelgebieden verenigt en het proces ‘van inventie naar innovatie’ faciliteert. Het verschaft direct bruikbare informatie en brengt uitvinders, innovators, ondernemers, investeerders, onderwijs en dienstverleners met elkaar in contact. Via dit platform wordt een compacte, online cursus aangeboden en advies op maat gegeven. Ook worden er regelmatig netwerkbijeenkomsten georganiseerd (inmiddels meer dan tien keer.) Op deze bijeenkomsten met een breed scala aan deelnemers kunnen gebruikersinnovatoren kennis maken met alle aspecten die bij het proces 'van inventie naar innovatie' komen kijken.

Elf essentiële schakels

De Innovationlink Matrix behandelt de elf belangrijkste schakels in het innovatieproces. Aan de hand van deze elf stappen kun je per onderdeel beoordelen hoe je er met je innovatie voor staat en voorkom je dat je heel veel geld uitgeeft aan één aspect en de andere

disciplines vergeet. Elke schakel in dat innovatieproces zal immers vooral zijn eigen discipline naar voren brengen. Een ontwerper vindt dat er een werkend prototype moet komen. Een octrooigemachtigde wil het product beschermen. Een financier hecht belang aan de business case. Zo zal iedereen zijn eigen expertisegebied benadrukken. Er is geen andere instantie in Nederland waar het hele traject aan bod komt.

Voorbeelden

Bekende Nederlandse gebruikerinnovaties zijn de Quooker, VacuVin en Babywatcher. Allen innovaties die door persoonlijke ergernis zijn ontstaan en vervolgens naar de markt zijn gebracht. De Quooker is ontstaan omdat de uitvinder, Han Peteri, zich ergerde aan het feit dat hij voor de bereiding van ‘Cup­aSoep’, dat 20 seceonde duurde, meer dan 5 minuten moest wachten voordat het water heet genoeg was. De Vacuvin, een uitvinding van Bernd Schneider, is ontstaan omdat Bernd het zonde vond dat wijn in een open fles, door de aanwezige zuurstof, te snel oxideerde. De Babywatcher is ontstaan omdat de uitvinder, Raymond Bergs, zich ergerde aan de hoge kosten die hij moest maken om een echofoto van zijn ‘baby in de buik’ moest maken.

Meer informatie bij Hans Kamphuis (hans@innovation-link.nl) en op www.innovation-link.nl

Betontage 2024 14 ­ 16 mei 2024, Ulm

Rapid.Tech 3D 14 ­ 16 mei 2024 Erfurt

Grinding hub 2024 14 ­ 17 mei 2024, Stuttgart

Maakindustrie Expo 2024 15 ­ 16 mei 2024, Hardenberg

Carrefour international du Bois 28 ­ 30 mei 2024, Nantes

SurfaceTechnology Germany 4 ­ 6 juni 2024, Stuttgart

Intertool 2024

4 ­ 7 juni 2024, Wels

Architect@work Germany 5 ­ 6 juni 2024, Munchen

Achema 2024 10 ­ 14 juni 2024, Frankfurt am Main

Renewable Materials 2024 11 ­ 13 juni 2024, Keulen

PCIM Europe 11 ­ 13 juni 2024, Neurenberg

Challenging Glass 9

19 ­ 20 juni 2024, Delft

Plastic Recycling Show Europe 19 ­ 20 juni 2024, Amsterdam

Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Systems 18 ­ 22 augustus 2024, Budapest

SolGel 2024 International Conference 1 ­ 6 september 2024, Berlijn

International Exhibition for Metal Working 10 ­ 14 september 2024, Stuttgart

ARCHITECT@WORK Rotterdam 11 ­ 12 september 2024, Rotterdam

ICTEWS 2024 16 ­ 17 september 2024, Zürich

Kunststoffenbeurs 18 ­ 19 september 2024, Gorinchem

Techna 24 ­ 37 september 2024, Rimini

Batimat 2024 30 september ­ 3 oktober 2024 Parijs

EURO PM 2024 29 september ­ 2 oktober 2024, Malmö

Metavak 1 ­ 3 oktober 2024, Gorinchem

HärtereiKongress 8 ­ 10 oktober 2024, Keulen

First

Third

•

• Biodegradation

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