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
With a market demand for low cost, easy to produce, flexible and portable applications in healthcare, energy, biomedical or electronics markets, large research programs are initiated to develop new technologies to provide this demand with new innovative ideas. One of these fast developing technologies is organic printed electronics. As the term printed electronics implies, functional materials are printed via, e.g. inkjet, flexo or gravure printing techniques, on to a substrate material. Applications are, among others, organic light emitting diodes (OLED), sensors and Lab-on-a-chip devices. For all these applications, in some way, the interaction of fluids with the substrate is of great importance. The most used substrate materials for these low-cost devices are (coated) paper or plastic. Plastic substrates have a relatively low surface energy which frequently leads to poor wetting and/or poor adhesion of the fluids on the substrates during printing and/ or post-processing. Plasma technology has had a long history in treating materials in order to improve wetting or promote adhesion. The µPlasma patterning tool described in this thesis combines a digital inkjet printing platform with an atmospheric dielectric barrier discharge plasma tool. Thus enabling selective and local plasma treatment, at atmospheric pressure, of substrates without the use of any masking materials. In this thesis, we show that dependent on the gas composition the substrate surface can either be functionalized, thus increasing its surface energy, or material can be deposited on the surface, lowering its surface energy. Through XPS and ATR-FTIR analysis of the treated (polymer) substrate surfaces, chemical modification of the surface structure was confirmed. The chemical modification and wetting properties of the treated substrates remained present for at least one month after storage. Localized changes in wettability through µPlasma patterning were obtained with a resolution of 300µm. Next to the control of wettability of an ink on a substrate in printed electronics is the interaction of ink droplets with themselves of importance. In printing applications, coalescence of droplets is standard practice as consecutive droplets are printed onto, or close to each other. Understanding the behaviour of these droplets upon coalescence is therefore important, especially when the ink droplets are of different composition and/or volume. For droplets of equal volume, it was found that dye transport across the coalescence bridge could be fully described by diffusion only. This is as expected, as due to the droplet symmetry on either side of the bridge, the convective flows towards the bridge are of equal size but opposite in direction. For droplets of unequal volume, the symmetry across the bridge is no longer present. Experimental analysis of these merging droplets show that in the early stages of coalescence a convective flow from the small to large droplet is present. Also, a smaller convective flow of shorter duration from the large into the small droplet was identified. The origin of this flow might be due to the presence of vortices along the interface of the bridge, due to the strong transverse flow to open the bridge. To conclude, three potential applications were showcased. In the first application we used µPlasma patterning to create hydrophilic patterns on hydrophobic dodecyl-trichlorosilane (DTS) covered glass. Capillaries for a Lab-on-a-chip device were successfully created by placing two µPlasma patterned glass slides on top of each other separated by scotch tape. In the second application we showcased the production of a RFID tag via inkjet printing. Functional RFID-tags on paper were created via inkjet printing of silver nanoparticle ink connected to an integrated circuit. The optimal operating frequency of the produced tags is in the range of 860-865 MHz, making them usable for the European market, although the small working range of 1 m needs further improvement. Lastly, we showed the production of a chemresistor based gas sensor. In house synthesised polyemeraldine salt (PANi) was coated by hand on top of inkjet printed silver electrodes. The sensor proved to be equally sensitive to ethanol and water vapour, reducing its selectivity in detecting changes in gas composition.
The nonlinearity induced by light-emitting diodes in visible light communication (VLC) systems presents a challenge to the parametrization of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). The goal of the multi-objective optimization problem presented in this study is to maximize the transmitted power (superimposed LED bias-current and signal amplification) for both conventional and constant envelope (CE) OFDM while also maximizing spectral efficiency. The bit error rate (BER) metric is used to evaluate the optimization using the non-dominated sorting genetic algorithm II. Simulation results show that for a BER of 1×10 −3 , the signal-to-noise ratio (SNR) required decreases with the guard band due to intermodulation distortions. In contrast to SNR values of approximately 13 and 25 dB achieved by traditional OFDM-based systems, the VLC system with CE signals achieves a guard band of 6% of the signal bandwidth with required SNR values of approximately 10.8 and 24 dB for 4-quadrature amplitude modulation (QAM) and 16-QAM modulation orders, respectively.
Despite Dutch Hospitality industry’s significant economic value, employers struggle to attract and retain early career professionals at a time when tourism is forecasted to grow exponentially (Ruël, 2018). Universally, hospitality management graduates are shunning hospitality careers preferring other career paths; stimulating the Dutch Hospitality to find innovative ways of attracting and retaining early career professionals. Following calls from the Human Resource Management (HRM) community (Ehnert, 2009), we attribute this trend to personnel being depicted as rentable resources, driving profit’’ often at personal expense. For example, hotels primarily employ immigrants and students for a minimum wage suppressing salaries of local talent (Kusluvan, et al 2010, O’Relly and Pfeffer, 2010). Similarly, flattening organizational structures have eliminated management positions, placing responsibility on inexperienced shoulders, with vacancies commonly filled by pressured employees accepting unpaid overtime jeopardizing their work life balance (Davidson, et al 2010,). These HRM practices fuel attrition by exposing early career professionals to burnout (Baum et al, 2016, Goh et al, 2015, Deery and Jog, 2009). Collectively this has eroded the industry’s employer brand, now characterized by unsocial working hours, poor compensation, limited career opportunities, low professional standing, high turnover and substance abuse (Mooney et al, 2016, Gehrels and de Looij, 2011). In contrast, Sustainable HRM “enables an organizational goal achievement while simultaneously reproducing the human resource base over a long-lasting calendar time (Ehnert, 2009, p. 74).” Hence, to overcome this barrier we suggest embracing the ROC framework (Prins et al, 2014), which (R)espects internal stakeholders, embraces an (O)pen HRM approach while ensuring (C)ontinuity of economic and societal sustainability which could overcome this barrier. Accordingly, we will employ field research, narrative discourse, survey analysis and quarterly workshops with industry partners, employees, union representatives, hotel school students to develop sustainable HRM practices attracting and retaining career professionals to pursue Dutch hospitality careers.
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.
