Natuurkunde & materialen

Schaatsen met snelheden boven de 50 kilometer per uur. Hoe halen olympiërs die topsnelheid op het ijs? De afzet is natuurlijk cruciaal, maar wist je dat bij olympische snelheden ongeveer 80 procent van de tegenwerkende kracht luchtweerstand is? In deze aflevering van Kees Study duik ik de windtunnel in om te ontdekken hoe aerodynamica het verschil kan maken tussen zilver en goud.

Olympische schaatsers glijden moeiteloos over het ijs. Kunstschaatsers draaien alsof wrijving nauwelijks bestaat. Schaatsen ziet er vanzelfsprekend uit, maar voor natuurkundigen is dat alles behalve normaal. Sterker nog: volgens klassieke regels van de natuurkunde zou schaatsen helemaal niet mogelijk moeten zijn.

Oudjaarsdag, hard geknal met melkbussen in het weiland, warme chocolademelk erbij: een echte Twentse traditie. In meer regio’s is carbidschieten stevig ingebed rondom de jaarwisseling, met duidelijke veiligheidsvoorschriften om de traditie in goede (en veilige) banen te leiden. Zal carbidschieten het winnen aan populariteit nu particulier vuurwerk vanaf 2026 verboden wordt? En is het ook veiliger?

Hoe kun je CO₂ opvangen zonder ingewikkelde installaties of hoge energiekosten? Een Twents onderzoeksteam ontdekte dat het antwoord letterlijk onder onze voeten lag: klei. Uit dat inzicht groeide CarbSorbTec, een spin-off van de Universiteit Twente die CO₂ met een speciaal kleimateriaal uit biogas haalt.

Iedereen kent het wel: je telefoon of laptop lijkt steeds sneller leeg te raken. Maar waarom gebeurt dat eigenlijk? In deze video van de Universiteit van Nederland legt materiaalkundige Mark Huijben van de UT uit wat er binnenin een batterij gebeurt – en hoe je de levensduur van je accu kunt verlengen.

Elke oude telefoon in je lade is meer dan vergeten technologie—het is een schatkist vol kritieke materialen zoals goud, kobalt en zeldzame aardmetalen. Door ze te recyclen besparen we het milieu, verkleinen we de afhankelijkheid van China en Congo en versterken we Europa’s groene toekomst. Daarom doet jouw oude telefoon ertoe.

Hittegolven, droogte en een groeiende bevolking maken het steeds lastiger om aan de vraag naar water te voldoen – zelfs in een waterrijk land als Nederland. Naar verwachting is er in 2030 jaarlijks zo’n 100 miljoen kubieke meter extra drinkwater nodig. Een membraantechnologie die aan de Universiteit Twente wordt onderzocht, kan van de Noordzee een bron van zoet water maken en zo toekomstige tekorten voorkomen. Toch vraagt UT-hoogleraar Wiebe de Vos zich af: “Is dat wel de slimste keuze?”

Een elektronische neus die whisky’s van elkaar kan onderscheiden? Klinkt als een grap, maar achter dit idee schuilt een serieuze technologie met grote impact. Dr. Ir. Sissi de Beer, wetenschapper en opleidingsdirecteur Technische Natuurkunde aan de Universiteit Twente, werkt aan een draagbare sensor die, net als de menselijke neus, geuren herkent. Handig voor een whiskyproeverij, maar vooral bedoeld om boeren te helpen ziektes bij hun dieren vroegtijdig op te sporen — nog vóór een dierenarts het ruikt.

Van de banden die onze auto's veilig over de weg laten rijden tot de zolen van onze schoenen die comfort bieden bij elke stap – rubber is overal. Maar wat maakt dit materiaal zo essentieel voor ons dagelijks functioneren? In deze story duiken we samen met Prof. Dr. Anke Blume, expert in elastomeertechnologie aan de Universiteit Twente dieper in de wereld van rubber en ontdekken we de veelzijdigheid en het belang ervan in ons moderne leven.

Batterijen zijn overal. In je broekzak, in je auto en op tal van andere plekken. Maar tegelijkertijd zijn onze huidige batterijen nog lang niet uitontwikkeld. Je kent het wel: de capaciteit neemt af en ze laden steeds langzamer op. Vaak zijn ze ook nog eens gemaakt van onethisch geproduceerde of milieubelastende materialen. Wetenschappers werken hard om dit te veranderen en de Universiteit Twente loopt daarin voorop.

Hoe houdt je regenjas regen tegen, zonder dat je baadt in je eigen zweet? Dit komt door de bijzondere eigenschappen van de stof en het ontwerp. In deze video legt UT hoogleraar Wiebe de Vos uit hoe dit werkt.

Schuim is overal om ons heen, ook al staan we er vaak niet bij stil. Denk aan de oorkussens in je koptelefoon, de zitting van je bureaustoel, je autostoel en zelfs je schoenen. Dat betekent echter ook dat veel schuim op de vuilnisbelt belandt en de productie ervan een dramatische impact heeft op het milieu.

Meer dan je denkt! Wist je dat nanotechnologie een cruciale rol speelt in alledaagse producten zoals zonnebrandcrème, waterafstotende kleding én tennisballen? Nanotechnoloog Femke Witmans van de Universiteit Twente neemt je mee in de fascinerende wereld van nanodeeltjes.

Heb je ooit gefrustreerd op het perron gestaan omdat je trein weer eens vertraging had? Spoiler: het ligt niet alleen aan die vervelende blaadjes op de rails.

Nederland staat voor een watercrisis: te veel water, een tekort aan water, landbouwmeststoffen, industriële vervuiling zoals PFAS en medicijnresten bedreigen onze drinkwatervoorziening. Nu al krijgen sommige nieuwe bedrijven geen drinkwateraansluiting; in de nabije toekomst treffen nieuwe woonwijken mogelijk hetzelfde lot. Het is cruciaal om te investeren in watertechnologie voor een duurzame toekomst.

Nu de wereld overstapt op duurzame energie, komt het elektriciteitsnet - oorspronkelijk ontworpen voor stabiele energiestromen vanuit gecentraliseerde fossiele brandstofcentrales - onder druk te staan. Elektrische voertuigen, zware machines en wisselvallige bronnen zoals zon en wind stellen steeds hogere eisen aan het net. Kan blauwe en groene waterstof de oplossing zijn om de lichten te laten branden en de machines draaiende te houden?

In deze story vertelt Dr. Yashar Hajimolana, docent energysysteemintegratie aan de Universiteit Twente, hoe waterstof kan bijdragen aan een duurzamer en stabieler energiesysteem.

De grootste atleten halen de ene na de andere medaille op de olympische spelen in Parijs. Tegelijkertijd doen hele kleine atleten in Twente hen na. In het Nanolab van MESA+ maakt een groep enthousiaste PhD-studenten olympiërs-op-een-chip. Ze organiseren de Nanolympics. De mooiste sportfragmenten krijgen een plekje op chips van slechts vijf bij vijf millimeter groot.

Stel je voor dat je je favoriete biertje drinkt uit een beker gemaakt van afvalwater uit het riool. Onderzoekers van de Universiteit Twente maken het werkelijkheid. Een team van professors Jeroen Cornelissen, Frederik Wurm en Boelo Schuur onderzoekt een nieuw proces om afvalmaterialen om te zetten in bioplastics met behulp van bacteriën die zich voeden met wat mensen dagelijks weggooien.

De Universitent op de Zwarte Cross, het grootste festival van Nederland, is al jaren een geslaagd concept. In deze zomerserie kan je de minicolleges nog eens rustig bekijken. In aflevering 2 vertelt Jeroen Cornelissen over de bierbekers van de toekomst.

Stel je voor: een achtbaan zonder veiligheidsbeugel. Klinkt ongelooflijk, maar Jurnan Schilder, werktuigbouwkundige aan de Universiteit Twente, bewijst dat het mogelijk is. In deze fascinerende video demonstreert hij hoe natuurkundige krachten je veilig in je stoeltje houden, zelfs tijdens een looping. Hij legt uit hoe deze krachten dagelijks op o…

Voor de transitie van fossiele brandstoffen naar hernieuwbare energie is vernuftige technologie nodig die afhankelijk is van scheikundige elementen die we tot nu toe niet veel gebruikten. De de meeste daarvan komen uit mineralen in gesteenten in de aardkorst. Vijf van deze mineralen springen eruit als de potentiële redders van de aarde.

De provincie Overijssel staat bekend om zijn robuuste landbouw- en veeteeltactiviteiten. Maar de drukke veehouderijen hebben een prijs. De dieren produceren een overweldigende hoeveelheid mest, wat leidt tot watervervuiling en schadelijke uitstoot. Maar wat als dit 'afval' een bron van energie kan zijn?

We leven in het Plastic Tijdperk, zo'n grote rol speelt plastic in ons leven. Het plastic afval in waterecosystemen alleen zal naar verwachting bijna verdrievoudigen van 11 miljoen ton in 2016 tot 29 miljoen ton in 2040*. Biologisch afbreekbare materialen, zoals polymelkzuur, worden gezien als een alternatief voor gebruik in verpakkingen, landbouw en medische hulpmiddelen. Maar hoe biologisch afbreekbaar zijn deze materialen in werkelijkheid? Zouden dit de kunststoffen van de toekomst kunnen zijn?

Onderzoeker Bettina Schwab ontving in september 2023 een ERC Starting Grant voor haar onderzoek naar diepe hersenstimulatie. Met haar project ‘DECODE’ onderzoekt ze de invloed van deze onontgonnen factor van diepe hersenstimulatie: zwakke elektrische velden.

Hoe kunnen we duurzamer op vakantie? Een vraag die veel ingenieurs, wetenschappers én burgers bezighoudt. De uitstoot moet omlaag, maar in de vliegtuigbranche is dat nog niet zo eenvoudig. Op de Universiteit Twente wordt onderzoek gedaan naar een veelbelovende technologie die kan leiden tot vliegtuigen op waterstof: cryogene supergeleiding.

Een dreigend tekort aan schoon drinkwater schreeuwt om innovaties op het gebied van waterzuivering. Het Waterlab van het Membrane Science and Technology cluster geeft een inkijkje in mogelijke oplossingen.

Lee Calladine heeft al 25 jaar diabetes en de routine van het insuline bijvullen is hem zo vertrouwd dat hij al lang niet meer bang is om een gaatje in zijn huid te prikken. Toch is de praktijk belastend. Wetenschappers van het TechMed Centre van de Universiteit Twente naderen een pijnloze methode voor mensen zoals Calladine.

STERN Motorcycles, een startup van de Universiteit Twente, bouwde een revolutionaire elektrische enduro motor met een opvallend verwisselbaar batterijpakket. Hun missie? Een motorwereld die elektrisch rijden omarmt.

Al jaren scheiden we netjes ons afval, maar een groot deel van de afvalstroom is (nog) niet te recyclen. Universiteit Twente onderzoekt samen met bedrijven hoe je ook uit complexe en ‘natte’ afvalstromen nieuwe producten maakt. Dat draait om het efficiënt isoleren van chemische bestanddelen die je gebruikt in nieuwe materialen. Het meerjarige project ReBBloCS - Renewable Building Blocks from Complex and wet waSte is afgelopen jaar net gestart met een subsidie van 3,8 miljoen euro van de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland.

De afvalstoffen van aardappelen als bron voor snoepjes, veganistische kaas of andere voedingsproducten. Dankzij UT-onderzoeker Sissi de Beer, tevens directeur van de opleiding Technische Natuurkunde, wordt het mogelijk. Ze ontwikkelt vernieuwende scheidingstechnologieën die veel minder schadelijk zijn voor ons milieu. Sissi en haar team ontvingen een paar jaar geleden een flinke onderzoeksbeurs van NWO en de eerste belangrijke resultaten worden nu geboekt.

Nederland voert al eeuwen een strijd tegen het water. Deze symboliek van water als vijand was populair onder 20e-eeuwse ingenieurs. In de 21e eeuw is er meer aandacht voor natuurlijke processen en spreken we in plaats daarvan van watermanagement. Maar hoe ziet het Nederlandse waterlandschap er over een eeuw uit?

Ga mee op reis door de piepkleine wereld van nanotechnologie. Dit onderzoeksgebied richt zich op materialen die bestaan uit slechts een paar atomen of kleine moleculen. Soms vormen de kleinste structuren de sleutel tot baanbrekende ontwikkelingen. Op deze schaal volgt de wereld niet dezelfde regels.