Op 22 mei 2007 is ir. Ger Brinks bij Saxion in Enschede geïnstalleerd als lector Smart Functional Materials. Als lector richt Ger Brinks zich op de ontwikkeling en vermarkting van hoogwaardig textiel. Zijn lectoraat richt zich ook op onderzoek naar de voorwaarden voor innovaties in functionele materialen. Daarbij werkt het lectoraat intensief samen met vooraanstaande kennisinstellingen. Dit boekje bevat de tekst van de lectorale rede van Ger Brinks. Bedrijven in de textielsector bevinden zich vaak in een spagaat: enerzijds staan ze voor de uitdaging om zich (verder) te richten op hoogwaardige technologie en designs, anderzijds moeten ze kostenbewust opereren, wat vaak leidt tot uitbesteding en inkoop van textiel in ontwikkelingslanden. Textielbedrijven kunnen zich onderscheiden door kennis, innovatie en creativiteit toe te passen in de ontwikkeling van hun producten. Het leggen van de verbinding tussen creativiteit, techniek en businessmodellen is de kern van succesvol en onderscheidend ondernemen, waarbij functionaliteit hét sleutelbegrip is. Deze driehoek is de kern van het onderwijs waarbij textiel niet alleen spannend is, maar ook maakbaar moet zijn en vermarktbaar onder economisch rendabele condities met minimale milieu-impact. Het lectoraat speelt in op de erkenning van het belang van kennis en creativiteit van deze branche voor de Nederlandse economie en het grote belang van materiaaltechnologie.
MULTIFILE
In het dagelijks leven hebben we voortdurend met verschillende plastics te maken. Overal om ons heen komen we plastics tegen. Denk bijvoorbeeld aan verpakkingsmaterialen, flessen, flacons, kratten, tapijten en plastic draagtassen. Een leven zonder kunststoffen is in onze huidige maatschappij vrijwel ondenkbaar geworden. In 2014 werd er volgens Plastics Europe [1] wereldwijd maar liefst 311.000.000 ton aan kunststoffen geproduceerd, in 1950 was dit nog slechts 1.700.000 ton. Vanaf 1950 stijgt de wereldwijde productie van kunststoffen met gemiddeld 9% per jaar. Bij de huidige productiecapaciteit komt dit volgens Plastics Europe neer op gemiddeld 40 kg/jaar per hoofd van de wereldbevolking! Naar verwachting zal het gebruik van plastics verder toenemen naar gemiddeld 87 kg/jaar per hoofd van de wereldbevolking in het jaar 2050. In Nederland ligt het verbruik momenteel op gemiddeld 126 kg per inwoner. Maar volgens prognoses van VLEEM (Very Long Term Energy Environment Model) [2] zal dit groeien naar gemiddeld 220 kg per inwoner in 2050!! De toenemende vraag naar plastics wordt mede veroorzaakt omdat plastics op zich een gemakkelijk te verwerken materiaal is. Plastics zijn relatief goedkoop, hebben een lage specifieke dichtheid (t.o.v. bijvoorbeeld metalen), en zijn snel en gemakkelijk verwerkbaar.
Biomimicry fascineert. En wel op een manier die totaal verschillend en veel sterker is dan andere gebieden van onderzoek en ontwikkeling. Dit komt ondermeer tot uiting in het aantal publicaties en artikelen in wetenschappelijke en semiwetenschappelijke uitgaven, die vrijwel altijd gepaard gaan met prachtige afbeeldingen. Ook neemt het aanbod van documentaires op televisie en radio met biomimicry als onderwerp toe. En last but not least: biomimicry blijkt een sterke aantrekkingskracht op (beginnende) studenten te hebben, daar waar technische opleidingen niet altijd even populair zijn. Ook in Nederland is er in toenemende mate interesse voor biomimicry oftewel voor innovatie geïnspireerd op de natuur. Op dit moment is er vooral veel interesse vanuit (product)ontwerp gerelateerde bedrijfstakken, onderwijsinstellingen, de architectuur en de bouwwereld. Maar er is ook een groeiende interesse waar te nemen vanuit de management en (bedrijfs-)economische hoek. Dit blijkt onder andere uit de groeiende stroom van artikelen en publicaties al dan niet voorzien van prachtige afbeeldingen van natuurlijke organismen. Deze uitgave geeft een beeld van wat biomimicry nou eigenlijk is en welke rol biomimicry kan vervullen bij productontwikkeling. Met behulp van veel voorbeelden uit de (ontwerp)praktijk laten we zien wat de mogelijkheden en toepassingen van biomimicry voor professionele productontwikkeling zijn. Dit is een uitgave van het Innovatief Materialen Platform Twente (IMPT). Het IMPT is een project dat mede mogelijk is gemaakt door de Provincie Overijssel en de Regio Twente. De partners zijn Saxion Kenniscentrum Design en Technologie (penvoerder), Industrial Design Centre, en biomimicryNL en er wordt intensief samengewerkt met het regionale bedrijfsleven. Het Innovatief Materialen Platform Twente (IMPT) verzamelt en distribueert kennis over nieuwe, innovatieve materialen en biedt de mogelijkheid om producten te ontwikkelen met die innovatieve materialen. De insteek is om de eigenschappen van een materiaal enerzijds, te verbinden met een vraag of toepassing uit de markt anderzijds. De ambitie is om ‘open minds’ bij bedrijven te bereiken door de kennis over de bruikbaarheid van de nieuwe (materiaal)mogelijkheden voor het MKB te vergroten. Dit moet leiden tot ontwerpcases waarin productontwerpers, materiaaldeskundigen en MKB-ers samenwerken aan innovaties. Het boekje ‘Biomimicry; biologie als ontwerp- en innovatietool’ heeft als doel om ontwerpers te inspireren biomimicry in het ontwerpproces in te zetten als innovatietool. Dit boekje laat heel goed zien hoe samenwerking kan leiden tot nieuwe inzichten in ontwerpprocessen. Het is geschreven onder verantwoordelijkheid van biomimicryNL onder meer gebruikmakend van de input en ervaringen opgedaan in het kader van het IMPT-project.
MULTIFILE
Actuele vraagstukken zoals klimaatverandering, plastic soep en toekomstige schaarste van fossiele grondstoffen zijn hedendaagse onderwerpen die ook zijn invloed beginnen te hebben op consumentengedrag. Verpakkingen zijn de laatste decennia een belangrijk onderwerp in de maatschappelijke bewustwording omtrent duurzaamheid, hernieuwbare grondstoffen en circulair gebruik. Papier en kunststof zijn de meest gebruikte verpakkingsmaterialen. De MKB partners in BioKLEUR merken ook een toenemende vraag naar biobased materialen en zien kansen om nieuwe markten te creëren voor hun producten, vooral als er een mogelijkheid is de materialen 100% biobased te maken. Het probleem dat de MKB-partners belemmert om de 100 % biobased materialen te produceren is dat op de markt biobased kleurstoffen zeer beperkt beschikbaar zijn en indien beschikbaar voldoen ze niet aan de kwaliteitscriteria gesteld voor toepassingen in papier en kunststof. Daarom zijn de synthetische kleurstoffen momenteel de enige oplossing. Omdat synthetische kleuren zo stabiel zijn, zijn ze niet afbreekbaar in het milieu. De stoffen zijn ook vaak toxisch en samen met de stabiliteit ontstaat er een cumulatief effect. Dit zelfde probleem gaat ontstaan wanneer deze synthetische kleurstoffen in biologisch afbreekbaar verpakkingsmateriaal worden gebruikt en in het milieu terecht komen. Natuurlijke kleurstoffen zijn een mogelijke oplossing. Het project wordt uitgevoerd door Avans Hogeschool in samenwerking met Stenden hogeschool, NRK -Branchevereniging , Waterschap Brabanse Delta en 11 MKB partners in biobased producten, innovatie en design. Het project zal leiden tot verdieping in en gebruiksklaar maken van kennis over natuurlijke kleuren en de toepassingsmogelijkheden in papier en kunststof en sterk bijdragen aan het doel van de deelnemende MKB-partners en de behoefte van de maatschappij om tot de 100 % biobased en milieuvriendelijke producten te komen.
Ontwikkelen van bioraffinage-processen is één van de belangrijkste technologische ontwikkelingen voor de transitie van de op fossiele grondstoffen gebaseerde economie naar de biobased economie. Onder bioraffinage verstaat men het geheel aan extractie- en scheidingstechnologieën die het mogelijk maakt om biomassa te fractioneren in zijn individuele componenten. Deze componenten krijgen elk nieuwe hoogwaardige toepassingen. Momenteel zijn in Nederland een gering aantal bedrijven bezig met bioraffinage. Hierbij wordt ge-bruik gemaakt van biomassa’s die tot voor kort gezien werden als afval. Echter, in de biobased economie spreekt men niet over afval maar over nevenstromen. Door nevenstromen te raffineren tot hoogwaardige producten wordt waarde gecreëerd én wordt biomassa volledig benut. De eerste stap in veel bioraffinage-processen is het scheiden van biomassa in de oplosbare waterige fractie en de onoplosbare vezelfractie. De onoplosbare vezelfractie wordt momenteel gebruikt als bijvoorbeeld verpakkingsmateriaal of voedingsvezel in de diervoeding. De oplosbare fractie wordt momenteel als geheel gebruikt in meestal laagwaardige toepassingen zoals diervoeding of biovergisting. Steeds meer bedrijven vragen om hoogwaardigere toepassingen en daarvoor zullen de fracties verder gescheiden moeten worden. De hiervoor benodigde technologieën zijn nog volop in ontwikkeling. Op verzoek van de deelnemende bedrijven zal in dit project een aantal scheidings- en extractietechnologieën met elkaar vergeleken en verder ontwikkeld worden zodat ze als onderdeel van het bioraffinage-proces leiden tot producten met een zo hoogwaardig mogelijke toepassing. De productie van zogenaamde platformchemicaliën met behulp van fermentatie kan één van de toepassingen zijn. Dit project heeft tot doel een proof-of-principle te laten zien om vanuit biomassa tot platformchemicaliën te komen die kunnen worden ingezet als grondstof van bioplastics. Dit project moet leiden tot kennis over en toepassing van bioraffinage extractie- en scheidingstechnologieën waarbij tevens de economische factoren van implementatie van nieuwe processen en toepassingen in kaart wordt gebracht. De kennis zal gedeeld worden met belanghebbende marktpartijen en het onderwijs.
Het recyclen van textielafval is een belangrijk speerpunt van de overheid in het beleidskader circulaire economie. Textiel inzameling wordt recent sterk gestimuleerd, gelijktijdig neemt de afzet van tweedehandskleding internationaal structureel af. Hierdoor moeten er andere manieren gevonden worden om textiel opnieuw in te zetten als grondstof. Mechanische verwerking wordt al toegepast, maar leidt tot laagwaardige producten en draagt onvoldoende bij aan de circulaire gedachte. Het lectoraat Smart Functional Materials van Saxion hogeschool is daarom al langer bezig alternatieve technieken te ontwikkelen om textiele afvalstromen opnieuw in te zetten. SaXcell is hiervan een belangrijke resultante, waarbij katoenafval geregenereerd wordt tot een cellulosevezel die als hoogwaardige grondstof gebruikt kan worden in de textielindustrie. NHL Stenden hogeschool en de bedrijven Cumapol, Morssinkhof en DSM-Niaga werken samen om de polyester kringloop in de kunststofindustrie te sluiten. Beide processen gaan wel uit van zuiver uitgangsmateriaal: mono-stromen van katoenafval, cq polyester afval. Het overgrote deel van textielafval bestaat echter uit garens die opgebouwd zijn uit een mix van katoen- en polyester vezels (polycotton). Het upcyclen van deze gemengde polycotton afvalstroom is daarmee in de praktijk nog steeds een aanzienlijk probleem. Doelstelling van dit project is om binnen twee jaar de bestaande kennis in het consortium en de literatuur (TRL 3-4) op het gebied van polycotton recycling te vertalen naar een procesomschrijving (TRL 5-6), die door leden van het consortium en andere textielbedrijven omgezet kan worden naar een industrieel proces. Hierdoor kan een zeer grote fractie van het Nederlandse textielafval hoogwaardig verwerkt worden en als vervangende grondstof dienen. Hogescholen Saxion en NHL Stenden ondersteund door brancheorganisaties Modint en FTN gaan samen met het bedrijfsleven deze uitdaging aan. De betrokken MKB-bedrijven kunnen deze kennis gebruiken op hun eigen specifieke producten en processen. Daarnaast wordt de kennis ingezet voor nieuwe casuïstiek binnen de bachelor en masteropleidingen van beide hogescholen.
