1999

99-08

WETENSCHAPSAGENDA 99/08 18-06-1999

Agenda

Samenvattingen promoties

Stellingen

Archief

Deze wetenschapsagenda is een periodieke uitgave van de Universiteit Twente. Zij verschijnt ± 20 maal per jaar in een oplage van 500 stuks. Bel of mail ons voor nadere informatie of een gratis abonnement.

Dienst Voorlichting en Externe Betrekkingen, Postbus 217, 7500 AE Enschede, telefoon (053) 489 4244, E-mail: b.meijering@veb.utwente.nl
Laatste nieuws op Internet: URL: http://www.utwente.nl/nieuws


Proefschriften ook on-line beschikbaar
Een groot aantal proefschriften zijn direct opvraagbaar via de website van de Universiteitsbibliotheek. De documenten zijn in het kader van het webdocproject per faculteit /instituut integraal opgeslagen in pdf formaat.

Samenvattingen promoties

Een sensor voor het ontdekken van verontreinigingen in water

* 24 juni 1999, 14.45 uur

promotie drs. M.W.J. (Marcel) Beulen, faculteit Chemische Technologie, ‘Supramoleculaire interacties aan functionele zelforganiserende monolagen op goud’

Marcel Beulen heeft een sensor ontwikkeld waarmee de aanwezigheid van zware metalen of aromatische verbindingen in een rivier aangetoond kan worden. "Het is een apparaat op basis van goud ter grootte van een gulden. Je hangt die sensor in de Rijn. Aan dat apparaatje hangt een computer en het signaal van de sensor vertelt je precies wat er in de rivier zit. Dat werkt allemaal vanzelf. Je kunt op een centraal punt –zeg maar bij Rijkswaterstaat– alle gegevens binnen krijgen." Beulen heeft de sensor ontwikkeld voor rivierwater, maar er zijn ook andere toepassingen denkbaar. Allerlei verontreinigingen kunnen met dergelijke sensoren ontdekt worden; ook zaken die de laatste tijd actueel zijn geweest, zoals de benzeen in Spa en dioxine in kippen: "Wij meten in water, dus met enige aanpassing kun je ook het bloed of de urine van een kip meten, want daar zat die dioxine waarschijnlijk ook in."

De chemicus heeft voor deze sensor een geheel nieuwe techniek van meten en detecteren ontwikkeld. Het belangrijkste onderdeel van de sensor is het flinterdunne laagje dat op het apparaat is aangebracht. Het gaat om een laagje met de dikte van een molecule (ongeveer eenmiljardste meter dik), dat voor de feitelijke herkenning van de stof zorgt. De nu ontwikkelde sensor herkent één bepaalde stof, maar in principe is het mogelijk om op een sensor meerdere laagjes aan te brengen, die selectief zijn voor verschillende metalen.

"Het is een hele nieuwe techniek en ik ben in feite bij nul begonnen", aldus de promovendus. De eerste stap was het vaststellen welke chemische stoffen hij wilde gebruiken voor de dunne laag en het maken van die stoffen. De tweede stap was het karakteriseren van de lagen en de derde het vastzetten van de laag op het apparaat en het meten. De sensor bleek te werken bij benzeen-achtige moleculen en bij stoffen die te vergelijken zijn met dioxine: "Maar je kunt het laagje ook iets veranderen, zodat je iets anders kunt meten."

"Ik ben heel fundamenteel bezig geweest. Er ligt dus nog geen sensor die je vandaag al in de Rijn kunt hangen. Maar ik heb laten zien dat dit nieuwe principe werkt en ik denk te mogen zeggen dat het een behoorlijke stap voorwaarts is." Op de vraag of het commercieel toegepast gaat worden, antwoordt Beulen: "Het voordeel van dit systeem is dat je alle kanten op kunt. Als je een goede laag weet te maken voor bepaalde stoffen, kun je alles meten. Het systeem is heel universeel en dat kan de kracht zijn. We hebben nu alle basiskennis en ik kan me voorstellen dat een andere AIO er nog wat meer toegepast aan gaat werken en dat een bedrijf het dan op de markt kan brengen."

promotor prof. dr. ir. D.N. Reinhoudt
co-promotor
dr. ir. F.J.C.M. van Veggel
informatie drs. B. Meijering, tel. (053) 489 4385
e-mail
b.meijering@veb.utwente.nl

 

Het recyclen van PET-afval

promotie ir. K. (Krista) Bouma, faculteit Chemische Technologie, ‘Polyesteramides op basis van PET’

Poly(ethyleentereftalaat) of PET is een steeds belangrijker polymeer dat wordt toegepast in frisdrankflessen, verpakkingsmateriaal en kleding. Flessen-PET is pas sinds een paar jaar op de markt, polyester vezels al sinds enkele decennia. PET voor flessen is pas interessant geworden toen van deze materialen transparante producten gemaakt konden worden. Een nadeel van flessen-PET is de lage kristalliniteit waardoor het boven 100º C geen goede mechanische eigenschappen heeft.

Voor toepassingen als automaterialen wordt het product vormgegeven door middel van spuitgieten, waarbij het polymeer wordt gesmolten en in een matrijs gespoten. PET is een langzaam kristalliserend polymeer en is niet zo geschikt om mee te spuitgieten, omdat het in dit proces onvolledig uitkristalliseert. Indien de kristallisatiesnelheid van bijvoorbeeld het flessen-PET verhoogd kan worden, zouden deze materialen wel geschikt zijn voor spuitgiettoepassingen.

Polymeren worden opgebouwd uit monomeren. Chemisch technologe Krista Bouma heeft de kristallisatiesnelheid en de smelttemperatuur van PET weten te verhogen door er een ander monomeer aan toe te voegen. Het is erg bijzonder dat door copolymerisatie de kristallisatiesnelheid verhoogd kan worden. Ze heeft dat gedaan door bestaand onderzoek van de groep ‘Synthese en Technologie van Engineering Plastics’ van de UT toe te passen op PET en verder te optimaliseren. Het onderzoek is volledig gesponsord door de firma GE Plastics uit Bergen op Zoom.

Bouma heeft ook gekeken of haar vinding toegepast kan worden bij het hergebruik van PET-flessen. Deze flessen mogen maar een beperkt aantal keren worden schoongemaakt, en onderzocht is of met deze materialen daarna ook andere producten gemaakt kunnen worden. Hiervoor is wel vereist dat ze goed spuitgietbaar zijn en snel uitkristalliseren. Geprobeerd is het ‘recycled PET’ op te waarderen door het te vermengen met het nieuwe monomeer. Dat is gedaan door reactieve extrusie ofwel het in de smelt mengen. Het toevoegen van een hele kleine hoeveelheid bisesterdiamide (0.1 mol %) bleek al voldoende om een goed spuitgietbaar product van te maken.

promotor prof. dr. J. Feijen
assistent
promotor dr. R.J. Gaymans
informatie
drs. B. Meijering, tel. (053) 489 4385
e-mail
b.meijering@veb.utwente.nl

 

Nieuwe oscillator goed voor patent en Young Scientist Award

Een zuivere sinus

promotie ir. S.L.J. Gierkink, faculteit Elektrotechniek, ‘Control Linearity and Jitter of Relaxation Oscillators’

In alle zenders en ontvangers, in de GSM-telefoon maar ook in de tv, zitten oscillatoren die een zuivere trilling moeten produceren, een signaal dat op een betrouwbare manier een mooie hoogfrequente sinus maakt of een ander periodiek signaal. De stabiliteit van de frequentie is een belangrijke voorwaarde, zeker nu de chips waarop de oscillatoren zijn aangebracht, steeds compacter worden. Gierkink heeft onderzoek gedaan naar deze stabiliteit en naar mogelijkheden voor verbetering. Het probleem bij het handhaven van een stabiele frequentie is de ruis die optreedt. Te onderscheiden zijn twee soorten ruis: thermische ruis en zogenaamde 1/f ruis. Vooral aan die laatste ruis-vorm heeft Gierkink veel onderzoek gedaan, dat ook leidde tot een bijzondere vinding. Hij ontdekte dat door de transistoren in een oscillatorcircuit periodiek uit te schakelen, de 1/f ruis drastisch afneemt. Het mooie is nu dat dit aan- en uitzetten gewoon mogelijk is in oscillatoren en een aantoonbare verbetering in de stabiliteit geeft. Bijkomend voordeel is dat de transistoren minder energie verbruiken, dat is in batterijgevoede apparaten zoals GSM's een van groot belang.

Het principe was goed voor de Young Scientist Award, die in het najaar van 1998 aan hem is uitgereikt op de European Solid-State Circuit Conference (ESSCIRC), een toonaangevende conferentie op het gebied van micro-elektronica. Ook heeft het door Gierkink ontwikkelde oscillator-concept een patent opgeleverd.

promotor prof.ir. A.J.M. van Tuijl
informatie ir W.R. van der Veen, tel (053) 489 42 44
e-mail w.r.vanderveen@veb.utwente.nl

 

Belangrijke verbetering van bloedvatprothesen

* 18 juni 1999, 14.45 uur

promotie ir. M.J.B. (Marcel) Wissink, faculteit Chemische Technologie, ‘Endothelialization of collagen matrices. Effects of crosslinking, heparin immobilization and bFGF loading’

Menselijke bloedvaten kunnen worden aangetast door bijvoorbeeld aderverkalking, een afzetting van vetten en ‘kalk’ in de wand van bloedvaten, waardoor de bloedstroom wordt belemmerd. Aangetaste bloedvaten kunnen chirurgisch worden vervangen door een gezond bloedvat uit het been van de patiënt zelf, maar in ongeveer 60 procent van de gevallen worden er kunststof bloedvatprothesen gebruikt. Deze prothesen worden al jarenlang met succes toegepast voor het vervangen van slagaders met een grote diameter, zoals de grote lichaamsslagader (aorta). Voor vaten met een kleinere diameter, zoals in de onderbenen en armen, voldoen kunststof vaten minder goed dan bloedvaten uit de patiënt zelf. Bloedvatprothesen zijn namelijk van een lichaamsvreemd materiaal gemaakt en daardoor raken prothesen met een kleine diameter op den duur verstopt door bloedstolsels.

Om de vorming van stolsels te voorkomen, kan de binnenkant van de kunststof bloedvaten bekleed worden met dezelfde cellen (endotheelcellen) als een gezond bloedvat. Men neemt een klein stukje vat uit een patiënt en daaruit worden endotheelcellen geïsoleerd. Deze cellen worden in het kunststof bloedvat gebracht (‘gezaaid’), dat kort daarna geïmplanteerd kan worden. Een probleem is, dat de huidige kunststof vaten een slechte ondergrond vormen voor endotheelcellen.

"Wij hebben nu een coating ontwikkeld voor kunststof bloedvaten, waarop endotheelcellen goed hechten en groeien", aldus Marcel Wissink. De coating bestaat uit drie hoofdbestanddelen. Allereerst het eiwit collageen; in een verbeterde versie van het collageen dat tot nu toe in de medische wereld wordt gebruikt. Collageen is een goed substraat voor de groei van endotheelcellen, maar leidt wel tot bloedstolling. Daarom is er een antistollingsmiddel (heparine) aan gekoppeld. "En omdat we geen meters bloedvaten uit een patiënt kunnen halen, moeten we met een beperkte hoeveelheid cellen toch snel een volledige bedekking krijgen. Daarom hebben we aan de coating ook een groeifactor voor endotheelcellen (bFGF) toegevoegd."

Het zaaien van endotheelcellen in prothesen wordt al een jaar of acht met succes toegepast. Groepen die deze techniek toepassen, gebruiken echter een andere benadering dan Wissink voor ogen staat. Geïsoleerde endotheelcellen worden in een laboratorium in een prothese gezaaid. Daar worden ze in een week of vier opgekweekt tot een volledige bedekking. Daardoor moet de patiënt er enkele weken op wachten en dus moet hij twee keer geopereerd worden. Het opkweken leidt tot een verhoogd risico op bacteriële infectie, wat na implantatie weer kan leiden tot bijvoorbeeld het verlies van een onderbeen. Een bloedvat prothese kan daarom het best direct na het zaaien van endotheelcellen worden geïmplanteerd.

De laboratorium- en dierentests met de aan de UT ontwikkelde coating zijn hoopgevend en er is dan ook een patent aangevraagd. De promovendus: "De cellen hechten goed, ze groeien ontzettend snel en met zeer weinig cellen kunnen we toch redelijk snel een volledige bedekking van het oppervlak realiseren. De belangrijkste verbetering ten opzichte van de bestaande techniek is, dat wij waarschijnlijk het isoleren en zaaien van de cellen in het implantaat wel in één operatie uit kunnen voeren."

promotor prof. dr. J. Feijen
co-promotor
prof. dr. W.G. van Aken
informatie drs. B. Meijering, tel. (053) 489 4385
e-mail
b.meijering@veb.utwente.nl

Stellingen

Sander Gierkink, faculteit Elektrotechniek, Universiteit Twente

Het door in het nauw gedreven politici ter verdediging steevast aangevoerde argument van een niet-tijdig of onvoldoende ingelicht zijn door departementale ambtenaren pleit voor een beter evenwicht in de verdeling van tijd die politici steken in media-training en communicatie-training.

Het naar een nog later tijdstip verschuiven van sluitingstijden van supermarkten is economisch desastreus voor de nu ook tot Enschede doorgedrongen gemaksdiensten als de pizzakoerier, de shoarmabezorge, de bezorg-Griek of -Chinees en de zich in een groeiende populariteit verheugende Bennie’s rijdende bierservice.