The increased cultivation of highly productive C4 crop plants may contribute to a second green revolution in agriculture. However, the regulation of mineral nutrition is rather poorly understood in C4 plants. To understand the impact of C4 photosynthesis on the regulation of sulfate uptake by the root and sulfate assimilation into cysteine at the whole plant level, seedlings of the monocot C4 plant maize (Zea mays) were exposed to a non-toxic level of 1.0 µl l−1 atmospheric H2S at sulfate-sufficient and sulfate-deprived conditions. Sulfate deprivation not only affected growth and the levels of sulfur- and nitrogen-containing compounds, but it also enhanced the expression and activity of the sulfate transporters in the root and the expression and activity of APS reductase (APR) in the root and shoot. H2S exposure alleviated the establishment of sulfur deprivation symptoms and seedlings switched, at least partly, from sulfate to H2S as sulfur source. Moreover, H2S exposure resulted in a downregulation of the expression and activity of APR in both shoot and root, though it hardly affected that of the sulfate transporters in the root. These results indicate that maize seedlings respond similarly to sulfate deprivation and atmospheric H2S exposure as C3 monocots, implying that C4 photosynthesis in maize is not associated with a distinct whole plant regulation of sulfate uptake and assimilation into cysteine.
Plant parasitaire aaltjes (nematoden) zijn een groot probleem in de land- en tuinbouw. Chemische bestrijding is niet langer gewenst. Biologische bestrijding van aaltjes is een welkom alternatief. Het Afrikaantje (Tagetes erecta) is een biologische bestrijder van het uiterst schadelijke wortellesie aaltje Pratylenchus penetrans, dat veel schade in de bollen- en aardappelteelt veroorzaakt. De inzet van Tagetes wordt beperkt door de hoge teeltkosten zonder dat daar een oogstbaar product tegenover staat. Tagetes wordt na teelt in zijn geheel in de bodem als groenbemester ingewerkt. De bloemen van Tagetes zijn rijk aan de carotenoïde inhoudstoffen luteïne en zeaxanthine. Luteïne heeft een actieve werking onder andere bij het voorkomen van leeftijd gerelateerde netvlies degeneratie (ARMD) en als anti-aging ingrediënt bij huidverzorgende cosmetica. Luteïne is een krachtig antioxidant en beschermt de huid tegen schadelijke UV-stralen. Het doel van dit onderzoek is het ontwikkelen van een circulair ontwerp voor het duurzaam bestrijden van plant parasitaire aaltjes met Tagetes vanggewassen waarbij restproducten van de biologische bestrijding benut worden voor creëren van producten met extra toegevoegde waarde voor anti-aging cosmetica. Op deze wijze ontstaat een nieuwe productieketen die een volwaardig alternatief is voor chemische grondontsmetting waarbij tegelijkertijd hoogwaardige consumententoepassingen mogelijk zijn. Luteïne is met superkritische CO2 als groen extractie middel in zeer zuivere vorm uit de bloemen van Afrikaantjes geëxtraheerd. Mogelijke verbetering is door ook plantaardige olie (zonnebloemolie) te gebruiken. Luteïne extracten zijn in-vitro en in-vivo getest. Luteïne voorkwam collageen afbraak in huidcellen. Gebruik van luteïne rijke cosmetische crèmes door vrijwilligers verhoogde huidhydratie en huid elasticiteit.Kosten-Baten analyse van het circulaire luteïne productieproces met superkritisch CO2 extractie liet zien dat deze keten in principe rendabel kan zijn als plantaardige al mede-oplosmiddel gebruikt wordt. Hiermee is in principe een duurzaam circulair proces te creëren voor zowel biologische betrijding van planteziekten als voor hoogwaardige consumentenproducten.
Aandoeningen die te maken hebben met slijtage, zoals degeneratieve kraakbeen defecten, zullen steeds meer voorkomen vanwege de ouder wordende generatie. Momenteel zijn alleen al in Nederland 1,5 miljoen mensen die lijden aan een dergelijke aandoening. Kraakbeen is van zichzelf niet in staat om te genezen. Met dit project werken we naar een mogelijkheid om defecten te verhelpen met 3D-bioprinten.
Door de grote ontwerpvrijheid van 3D printen heeft het de belofte om echte maatwerkproducten te creëren. Zo biedt het grote kansen voor het maken van poreuze, en dus lichtgewicht, structuren. In vergelijking met traditionele schuimen, waar de porositeit moeilijk te beïnvloeden is, kan met 3D printen de poreuze structuur geheel gecontroleerd worden geïntroduceerd en gevarieerd binnen een object. Dit is zeer interessant voor sectoren als (i) zorg, (ii) bouw en (iii) automotive industrie omdat (i) het kansen biedt protheses/implantaten te maken die het (vaak inhomogene) natuurlijk weefsel nabootsen; (ii/iii) lichtgewicht, stijve constructies gemaakt kunnen worden waarbij de massa wordt geminimaliseerd wat leidt tot lagere materiaalkosten binnen de bouw en minder brandstofgebruik bij transport. Vergelijkbaar met de opkomst van spuitgieten in de jaren ’70-’80, is de kennis rondom 3D printen nog gefragmenteerd. Om hoogwaardige functionele producten te ontwikkelen is het nodig om kennis over materiaalkeuze, printstrategie en microscopisch en macroscopisch ontwerp te koppelen. In dit project werken ontwerpers, machinebouwers en materiaaldeskundigen van bedrijven en kennisinstituten samen aan de uitdaging: Hoe kunnen unieke, functionele en hoogwaardige lichtgewicht producten verkregen worden via 3D printen? Door het printen van diverse polymere materialen met verschillende printstrategieën en microstructuren wordt nieuwe kennis verkregen omtrent eigenschappen als sterkte, zachtheid, warmte-regulerend vermogen en de onderlinge werking/samenhang. Vervolgens zal deze kennis toegepast worden in een drietal Use Cases: o Printen van duurzame comfortabele borstprotheses. Naast pasvorm zijn eigenschappen als zachtheid, warmte- en vochtregulering en gewicht belangrijk voor het draagcomfort. o Printen van innovatieve gevelelementen die voldoende sterk en isolerend moeten zijn. Lichtgewicht biedt hier het voordeel dat het de bouwprofessionals ontlast en transportkosten spaart. o Printen van een lichtgewicht auto om brandstof te besparen. Als demonstrator is gekozen voor het printen van een raceauto die voldoet aan de veiligheidseisen van Formula Student races.
Aanleiding 3D-printen krijgt veel media-aandacht door de haast onbegrensde ontwerpmogelijkheden. De behaalde printsuccessen in de kunst en medische en industriële sector zorgen voor hoge verwachtingen. Niet alleen in de consumentenmarkt, maar ook in de sector voor functionele biomedische producten. De successen zijn echter grotendeels gebaseerd op metalen vormdelen en levend weefsel. Van polymere objecten zijn de printsnelheid en kwaliteit daarentegen ondermaats, zo stellen printerproducenten, dienstverleners en producenten van medische implantaten. Om 3D-printtechnieken naar een hoger plan te tillen, zijn polymeren nodig waarmee men functionele onderdelen met voldoende mechanische eigenschappen en langdurige vormvastheid kan printen binnen een acceptabel tijdspad. Doelstelling Hoofddoel van het project is de ontwikkeling van een selectie polymere materialen die optimaal presteren als filament ('3D-printgrondstof'). Het projectteam onderzoekt eerst de succesfactoren van meestgebruikte polymeer in 3D-printers: Polimelkzuur (PLA). Vervolgens wordt onderzocht hoe de PLA's verbeterd kunnen worden met secundaire hulpmiddelen, zoals kiemvormers en materiaalspecifieke vloeicondities. Daarna worden de moleculaire randvoorwaarden voor polyamiden en polyurethanen (twee veelbelovende polymeren) in filamentproductie onderzocht en naast de moleculaire randvoorwaarden voor 3D-printen gelegd: sluiten deze randvoorwaarden op elkaar aan of zijn er compromissen nodig? En hoe presteren op maat gemaakte polymeren? Beoogde resultaten Het programma beoogt drie resultaten: 1) Het ontwikkelen van hoogwaardige polymeren voor 3D-printen. Hiervoor moeten de nu losstaande processen van de waardeketen verbonden worden door professionals uit alle domeinen bij het project te betrekken. 2) Het implementeren van de verworven kennis in het onderwijs via mkb-stages bij consortiumpartners en Communities for Development (CfD's). Binnen een CfD werken studenten samen met een ervaren professional uit het bedrijfsleven. De professionals worden gecoacht door senior docent-onderzoekers van de opleiding Applied Sciences. Daarnaast zullen ook studenten en docenten van andere opleidingen van Zuyd Hogeschool, materiaaltechnologie-studenten van Fontys Leeuwenborgh (mbo) en studenten van Universiteit Maastricht participeren in de CfD's. Jaarlijks zullen minimaal 8 studenten deelnemen aan het onderzoek. 3) Verspreiding van de kennis via interne en externe nieuwsbrieven, 2 events en via de netwerken en websites van de deelnemende partijen.
