Zelfreparerende materialen zijn in staat, min of meer zelfstandig en autonoom, om scheuren en krassen te doen verdwijnen. Zelfherstellende materialen kunnen van grote waarde zijn voor maatschappij en economie, zeker voor topsectoren als chemie, hightech en energie. De ontwikkeling van het zelfhelende vermogen van materialen zoals asfalt, beton en coatings is een technologische innovatie. Deze innovatie kan een grote impuls geven aan duurzame productie en bouw. Want de levensduur van producten neemt sterk toe als scheuren ‘spontaan’ genezen. ‘Zelfreparerend’ klinkt misschien futuristisch, maar er zijn inmiddels enkele materialen op de markt die deze eigenschap bezitten. Er loopt tevens een groot onderzoeksprogramma (IOP Self Healing Materials), waar door middel van fundamenteel onderzoek doorbraken worden gezocht in deze bijzondere eigenschap. Toepassing van deze materialen op moeilijk bereikbare plaatsen leidt tot grote kostenbesparingen.Denk hierbij aan hoge gebouwen, windturbines op zee, pijpen en leidingen onder de grond en kabels en leidingen onder water. Toepassingen waarbij betrouwbaarheid en veiligheid de belangrijkste eisen van het materiaal vormen zijn ook geschikt voor zelfreparerende materialen, hierbij wordt gedacht aan vliegtuigen, ruimtevaartuigen, (hogesnelheids-)treinen en lange-termijn-opslag van nucleair afval. Verder zullen zelfreparerende eigenschappen kostenbesparend werken in structuren die zeer lang (meerdere tientallen jaren) moeten meegaan, zoals in grote infrastructurele toepassingen als waterkeringen, tunnels en bruggen. Toepassingen waarbij grote reparaties zorgen voor maatschappelijk overlast kunnen ook worden beperkt door zelfreparerende materialen, denk hierbij aan reparaties aan wegdekken en energievoorziening.Daarnaast kunnen deze materialen een uitkomst bieden op het gebied van esthetiek. Een voorbeeld hiervan is de topcoat van Sikkens, die haarscheurtjes onder invloed van UV licht laat dichtvloeien. Hierdoor blijft de auto glanzen. Verder kunnen zelfreparerende materialen, met esthetiek als hoofddoel, worden toegepast in optische systemen en ramen.Dit document is opgeleverd in het project Innovatief Materialen Platform Twente (IMPT). In dit project heeft het IMPT 75 innovatieve materialen in kaart gebracht. Met een tiental materialen is toegepast onderzoek gedaan, zodat ondernemers en ontwerpers weten of en hoe zij deze kunnen toepassen.
MULTIFILE
De veelheid van eisen enerzijds en verbindingstechnieken anderzijds maken een juiste keuze van het verbindingsproces moeilijk. De FME heeft het initiatief genomen om samen met andere partijen als de FDP, TNO, Syntens, NIMR, NIL, TU-Delft en Universiteit Twente, te komen tot kennisoverdracht op dit gebied. Dit initiatief is ondersteund door een financiële bijdrage van het Ministerie van Economische zaken (SenterNovem) en heeft geleid tot vele publicaties en de ontwikkeling van de website www.dunneplaat-online.nl. Via deze website kan de gebruiker komen tot de selectie van een verbindingsproces voor zijn specifieke situatie. Ten aanzien van het verbinden geldt de proceskeuze voor een materiaaldikte van 0,3 mm tot 3 mm, terwijl voor het lassen de proceskeuze geldig is voor materiaaldikten van 0,3 tot 20 mm. De verbindingsproceskeuze matrix wordt voortdurend aangevuld met de laatste ontwikkelingen en beschikbare informatie (nieuwe materialen, nieuwe verbindingsprocessen), zodat de gebruiker altijd verzekerd is van de meest recente informatie.
Afsluiting Tot slot geef ik u een korte samenvatting van mijn openbare les. Ik ben de les begonnen met een verwijzing naar het rapport Micro Systems Technlogy, exploring opportunities van de Stichting Toekomstbeeld der Techniek. Ik heb laten zien dat er inmiddels grote markten zijn ontstaan waarin microsysteemtechnologie een essentiële rol speelt. Ik heb verteld over de wereld van de microsystemen en hoe die in onze dagelijkse omgeving een steeds belangrijker rol gaan spelen. Over microsystemen die steeds kleiner worden, zelfs de grootte van zandkorrels zullen hebben. Ik heb geprobeerd aan te geven dat er mogelijk dramatische veranderingen in onze leefomgeving en in onze levensstijl kunnen gaan optreden. Kleine zaken, grote gevolgen. Tot slot heb ik u mijn plannen ontvouwd voor een tweetal concrete projecten. Hiermee wil ik proberen te helpen met het toepassen van MST-technologie bij bedrijven en in de medische wereld. Door het onderwijs aan concrete projecten te koppelen, wil ik het onderwerp MST aantrekkelijk maken voor de studenten. Studenten die kiezen voor een vak met toekomst. Die toekomst begint nu.
Consumenten wensen light-emitting diodes (LEDs) die energie-efficiënt zijn, maar tegelijkertijd de gewenste kleuren licht uitzenden. Binnenverlichting moet bijvoorbeeld voldoende rood bevatten om een warme sfeer te creëren, terwijl beeldschermen mooie pure kleuren moeten produceren. De Universiteit Utrecht en het bedrijf Seaborough B.V. gaan samenwerken aan nieuwe manieren om efficiënt licht te genereren met nanokristallen. Nanokristallen hebben als voordeel dat het uitgezonden lichtspectrum nauwkeurig kan worden gestuurd en dat hun fabricage minder schaarse materialen gebruikt dan bestaande technologieën. Om ze licht te laten uitzenden, moet er echter energie worden toegevoerd. De onderzoekers gaan een strategie uittesten om energie zo snel en efficiënt mogelijk door een dunne film van nanokristallen te laten reizen. De beoogde strategie berust op het gebruik van golfgeleiders, die elektromagnetische straling in een gewenst richting sturen. Succes in dit project zal bijdragen aan het efficiënter en mooier maken van kunstmatige lichtbronnen, terwijl er minder materialen gebruikt hoeven te worden.
Light-emitting diodes (LEDs) vervangen andere typen kunstmatige verlichting in rap tempo, omdat ze zuiniger en robuuster zijn. LEDs vormen dan ook een alsmaar groeiende markt van vele tientallen miljarden. De meest voorkomende technologie maakt gebruik van InGaN om blauw licht te maken onder elektrische aandrijving. “Fosforen” zetten vervolgens een deel van dit blauwe licht om in de andere kleuren van de regenboog. Helaas werken bestaande fosforen vooral goed in toepassingen waarbij lage lichtintensiteit voldoende is. Bij hogere lichtintensiteit treedt “verzadiging” op: de efficiëntie van kleuromzetting wordt minder. Dit leidt tot energieverliezen. Daarnaast kan verzadiging de kleurbeleving van een LED-lamp ongewenst blauwig oftewel “koel” maken, aangezien vooral “warme” rode fosforen last hebben van dit probleem. De onderzoekers willen innovatieve fosformaterialen ontwerpen die efficiënt blijven ook bij hoge lichtintensiteit. Ze gaan samengestelde nanomaterialen maken met twee componenten, waarbij blauw licht wordt geabsorbeerd door de ene component en rood licht uitgezonden door de andere. Via het ontwerp van de samengestelde fosfor kan de snelheid van energieoverdracht van de ene naar de andere component worden gecontroleerd. Berekeningen wijzen uit dat slim gebruik van energieoverdracht verzadiging van de kleuromzetting kan verminderen. Dit project zal deze berekeningen toetsen en de praktische mogelijkheden verkennen om dit concept te gebruiken. Het kan daarmee de basis leggen voor vervolgonderzoek waar de beste ontwerpen verder worden ontwikkeld tot heldere rode fosforen. Deze zijn nodig voor de realisatie van zuinigere verlichting met een prettigere kleurbeleving voor de consument.
