Nieuws

Twee ERC Advanced Grants voor onderzoekers Universiteit Twente

Twee onderzoekers van de universiteit Twente hebben een ERC ADVANCED Grant toegekend gekregen.

Han Gardeniers en Detlef Lohse mogen de komende jaren met steun van de Europese Research Council onderzoek doen naar nieuwe doorbraken op hun vakgebied. Voor Detlef Lohse betekent het zijn tweede ERC Advanced Grant. 

De European Research Council kent in de nieuwste ronde 540 miljoen euro toe, aan in totaal 231 onderzoekers. De Grants vallen onder de pijler 'Excellent Science' van het Europese Horizon 2020 programma.

Han Gardeniers: Effectieve chemische processen door precieze nanostructuren

De droom van een schonere chemische industrie houdt MESA+-onderzoeker Han Gardeniers dagelijks bezig. Hoe zorgen we bijvoorbeeld voor minder afval en voor minder energieverbruik? De komende jaren kan Gardeniers op dat vlak belangrijke doorbraken forceren. Hij ontvangt een ERC Advanced Grant van de European Research Council om verder onderzoek te doen naar het effectiever en efficiënter maken van chemische processen in onder andere de fijnchemie.

Nieuwe schone fabrieken in de fijnchemie en farmaceutische industrie moeten in de toekomst kunnen profiteren van het ontwerp van effectievere en efficiëntere chemische processen. Maar ook kan de lokale productie van waterstof, te gebruiken als een schone brandstof die niet bijdraagt aan het broeikaseffect, ervan profiteren. De route die die door Gardeniers wordt voorgesteld is gebaseerd op de inzet van innovatieve materialen met een exact gedefinieerde nanostructuur.

Innovatieve nanostructuren

De basis van het onderzoek van Gardeniers ligt in het realiseren van 3D-netwerken van nanodraden, gemaakt met behulp van additive manufacturing-methodieken (beter bekend als 3D-printen), waarmee actieve nanodeeltjes met grote precisie zo kunnen worden opgelijnd dat ze een effectief en efficiënt chemisch proces mogelijk maken. Daardoor ontstaan symmetrische structuren die de moleculaire en energetische paden stroomlijnen. “Andere productietechnieken staan nog niet toe met een dergelijke precisie een structuur te ontwikkelen. Die precisie is essentieel”, aldus Gardeniers.

Gardeniers zal tevens onderzoeken op welke wijze zonlicht gebruikt kan worden als bron voor chemische processen als alternatieve energiebron. Gardeniers: “We zien daartoe mogelijkheden omdat we met additive manufacturing kunnen sturen op de dikte van de draden in de structuur en gelijktijdig op de afstand tussen de actieve nanodeeltjes die het licht omzetten. De samenstelling van het draadmateriaal is een relevante factor en vraagt nader onderzoek.”

Voor zijn onderzoek zal Gardeniers nieuwe productieprocessen ontwerpen op reeds bestaande machines in het Nanolab van de Universiteit Twente. Een nieuw apparaat zal worden ontwikkeld waarin een microfluïdisch systeem zal worden geïntegreerd in een 3d-printmachine, zodanig dat het te printen materiaal willekeurig kan worden aangepast voordat het in een 3D structuur kan worden aangebracht. Meervoudig uitvoeren van dergelijke nieuwe printkoppen betekent dat het proces ook op grotere schaal kan worden gerealiseerd.

Personalia
Han Gardeniers Prof.dr.
Hoogleraar Leerstoel Mesoscale Chemical Systems

Prof. dr. Han Gardeniers is in 1990 begonnen aan de Universiteit Twente. Hij heeft in 2001 de UT verlaten om in het te werken, waarna hij in 2003 terugkwam bij de UT  en sinds 2007 als hoogleraar op de leerstoel “Mesoscale Chemical Systems” is verbonden aan het MESA+ instituut voor Nanotechnologie en de faculteit Technische Natuurwetenschappen. In 2004 ontving Gardeniers een VICI-subsidie van NWO voor miniaturisering van chemische processen. Het onderzoek dat hij verricht met zijn ERC Advanced Grant betekent een nieuwe richting in zijn onderzoek, waarin nieuwe nanostructuren zullen worden ingezet ter verbetering van  katalytische en zonlicht-gestuurde chemische processen.

Detlef Lohse: DiFFusion DROPLET DYNAMICS

Een stof die in de ene vloeistof is opgelost, overbrengen naar de andere: het gebeurt in enkele nanodruppels maar ook in metershoge chemische reactoren. Prof Detlef Lohse (MESA+) wil dit proces beter doorgronden en ontvangt daarvoor een prestigieuze Advanced Grant van de European Research Council. 

Verhuizen

‘Vloeistof-vloeistof extractie’ is in de chemie een belangrijk proces. Een stof die is opgelost in de ene vloeistof, verhuist naar de andere als de vloeistoffen met elkaar in contact komen.  In bijvoorbeeld de verf- en de voedingsindustrie wordt deze techniek veel gebruikt, maar ook in chemisch analyse op microschaal. Toch is de dynamiek van het proces nog slecht begrepen. Dat maakt dat bestaande toepassingen vaak een ‘trial-and-error’ karakter hebben, maar het gebrek aan kennis remt ook nieuwe toepassingen. Detlef Lohse, hoogleraar Physics of Fluids aan de Universiteit Twente, wil die kloof overbruggen met nieuwe theorie en experimenten op het gebied van diffusive droplet dynamics. Hij gaat dat doen voor processen op een schaal die loopt van nanometers tot meters.

Dynamiek in een druppel

Lohse groep heeft veel kennis in huis over het gedrag van bijvoorbeeld druppels op een oppervlak. Illustratief is bijvoorbeeld recent onderzoek naar een druppel ouzo die verdampt, als voorbeeld van een vloeistof met meerdere bestanddelen – in dit geval water, alcohol en anijsolie. Dankzij metingen en simulaties is heel precies te volgen wat er gebeurt en hoe de verschillende bestanddelen bewegen in de druppel. Zo is vast te stellen wat het optimale moment is om een bestanddeel over te brengen naar een andere vloeistof.

Personalia
Detlef Lohse Prof.dr.
Hoogleraar Physics of Fluids

Detlef Lohse is sinds 1998 hoogleraar aan de UT. In 2005 is hij benoemd tot universiteitshoogleraar. Ook in 2010 ontving hij een ERC Advanced Grant. Daarnaast heeft hij de Spinozapremie en het Simon Stevin Meesterschap ontvangen. Lohse is initiatiefnemer van het pas geopende Max Planck - University of Twente Center for Complex Fluid Dynamics. 

Laurens van der Velde
Persvoorlichter (aanwezig ma-vr)