De missie van het lectoraat Fotonica is om een bijdrage te leveren aan een gezonde wereld en een duurzame economie door het toepasbaar maken van fotonicatechnologie in de praktijk. Ook draagt het lectoraat bij aan het opleiden van professionals op het gebied van fotonica, wat een voorwaarde is om de ambities van deze groeisector waar te kunnen maken. Het fotonica-onderzoek richt zich op de toepassingsgebieden Hightech Industrie, Agri & Food, Energie & Klimaat, Gezondheid en Mobiliteit. Digitale technologie speelt in de ontwikkeling van deze gebieden een grote rol, waarbij fotonica op grote schaal wordt ingezet voor het verkrijgen van digitale data. Sleutelwoorden voor het onderzoek zijn spectroscopie, metrologie en afbeelding. Het toepassen van optische sensoren, zoals spectrometers of glasvezel-gebaseerde sensoren, speelt hierbij een centrale rol. De lijfspreuk van de natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes ‘door meten tot weten’, aangevuld met ‘door weten tot handelen’, is dan ook een leidraad voor het lectoraat.
DOCUMENT
In het kader van actualisering van voorlichtingspublicaties (een samenwerkingsverband tussen FDP, FME, NIL, NIMR, Syntens en TNO Industrie & Techniek), is deze voorlichtingspublicatie aangepast aan de huidige stand der techniek. De originele publicatie is in 1992 tot stand gekomen door samenwerking van de Vereniging FME/CWM en het Nederlands Instituut voor Lastechniek in het kader van het FME/NIL project "Het lijmen als verbindingstechniek".
DOCUMENT
Op de Klimaatconferentie in Parijs van 2015 is het 4 per 1000 initiatief gelanceerd. Dit initiatief stimuleert het vastleggen van koolstof in de bodem om de klimaatverandering tegen te gaan en tegelijkertijd de kwaliteit van de bodem te verbeteren en daarmee de voedselzekerheid te vergroten. De uitvoering van dit initiatief in Nederland is vastgelegd in het Klimaatakkoord. Tijdens een symposium bij de Amsterdam Green Campus (AGC) in 2019 over ‘Aansluiting onderzoek en onderwijs op het klimaatakkoord’, is de kiem gelegd voor een samenwerking tussen de partners van het AGC en de Université Catholique de Louvain (UCLouvain) m.b.t. het meten en monitoren van koolstofvastlegging in de bodem aan de hand van satellietbeelden.In 2020 is een verkennend onderzoek gestart, gefinancierd door de provincies Flevoland en Noord-Holland, met cofinanciering vanuit de onderwijsinstellingen. Hiermee is een eerste stap gezet om te bepalen of/hoe deze innovatieve meetmethode met satellietbeelden geschikt kan worden gemaakt voor toepassing onder Nederlandse omstandigheden (grondsoorten en teelt). Het project heeft inzicht en leerpunten opgeleverd over zowel de methodische aanpak als de samenwerking tussen de kennisinstellingen onderling en met het bedrijfsleven. Het inhoudelijke resultaat bood diverse aangrijpingspunten om de meetmethode gericht mee te optimaliseren. Daarom is in 2021 een nieuwe meetronde uitgevoerd met een aangepaste werkwijze.
DOCUMENT
Vibrational and structural properties of lead-free piezoelectric (1-x)Na0.5Bi0.5TiO3–xCaTiO3 (0 < x < 1.00) solid solutions have been investigated using Raman spectroscopy and X-ray diffraction. Different anomalies were detected and analyzed taking into consideration the phase transition from rhombohedral to orthorhombic phase at room temperature. All Raman bands were interpreted through the variation in the peak positions (frequency) and the corresponding half-widths at half maximum (HWHM) as a function of x. XRD used as a complementary technique to Raman spectroscopy, showed that the rhombohedral – orthorhombic phase transition went gradually through an intermediate phase consisting of a mixture of rhombohedral (R3c) and orthorhombic (Pnma) structures and that the fraction of orthorhombic phase increased with CT composition. The results show that the morphotropic phase boundary (MPB) is located between 0.09 and 0.15.
DOCUMENT
We have investigated the photoionization and photodissociation of free coronene cations C24H12+ upon soft X-ray photoabsorption in the carbon K-edge region by means of a time-of-flight mass spectrometry approach. Core excitation into an unoccupied molecular orbital (below threshold) and core ionization into the continuum both leave a C 1s vacancy, that is subsequently filled in an Auger-type process. The resulting coronene dications and trications are internally excited and cool down predominantly by means of hydrogen emission. Density functional theory was employed to determine the dissociation energies for subsequent neutral hydrogen loss. A statistical cascade model incorporating these dissociation energies agrees well with the experimentally observed dehydrogenation. For double ionization, i.e., formation of intermediate C24H123+trications, the experimental data hint at loss of H+ ions. This asymmetric fission channel is associated with hot intermediates, whereas colder intermediates predominantly decay via neutral H loss.
LINK
The age estimation of biological traces is one of the holy grails in forensic investigations. We developed a method for the age estimation of semen stains using fluorescence spectroscopy in conjunction with a stoichiometric ageing model. The model describes the degradation and generation rate of proteins and fluorescent oxidation products (FOX) over time. The previously used fluorimeter is a large benchtop device and requires system optimization for forensic applications. In situ applications have the advantage that measurements can be performed directly at the crime scene, without additional sampling or storage steps. Therefore, a portable fiber-based fluorimeter was developed, consisting of two optimized light-emitting diodes (LEDs) and two spectrometers to allow the fluorescence protein and FOX measurements. The handheld fiber can be used without touching the traces, avoiding the destruction or contamination of the trace. In this study, we have measured the ageing kinetics of semen stains over time using both our portable fluorimeter and a laboratory benchtop fluorimeter and compared their accuracies for the age estimation of semen stains. Successful age estimation was possible up to 11 days, with a mean absolute error of 1.0 days and 0.9 days for the portable and the benchtop fluorimeters, respectively. These results demonstrate the potential of using the portable fluorimeter for in situ applications.
DOCUMENT
Non-invasive, rapid, on-site detection and identification of body fluids is highly desired in forensic investigations. The use of fluorescence-based methods for body fluid identification, have so far remain relatively unexplored. As such, the fluorescent properties of semen, serum, urine, saliva and fingermarks over time were investigated, by means of fluorescence spectroscopy, to identify specific fluorescent signatures for body fluid identification. The samples were excited at 81 different excitation wavelengths ranging from 200 to 600 nm and for each excitation wavelength the emission was recorded between 220 and 700 nm. Subsequently, the total emitted fluorescence intensities of specific fluorescent signatures in the UV–visible range were summed and principal component analysis was performed to cluster the body fluids. Three combinations of four principal components allowed specific clustering of the body fluids, except for fingermarks. Blind testing showed that 71.4% of the unknown samples could be correctly identified. This pilot study shows that the fluorescent behavior of ageing body fluids can be used as a new non-invasive tool for body fluid identification, which can improve the current guidelines for the detection of body fluids in forensic practice and provide the robustness of methods that rely on fluorescence.
MULTIFILE
BACKGROUND: Near-infrared spectroscopy (NIRS) measurements of oxygenation reflect O2 delivery and utilization in exercising muscle and may improve detection of a critical exercise threshold.PURPOSE: First, to detect an oxygenation breakpoint (Δ[O2HbMb-HHbMb]-BP) and compare this breakpoint to ventilatory thresholds during a maximal incremental test across sexes and training status. Second, to assess reproducibility of NIRS signals and exercise thresholds and investigate confounding effects of adipose tissue thickness on NIRS measurements.METHODS: Forty subjects (10 trained male cyclists, 10 trained female cyclists, 11 endurance trained males and 9 recreationally trained males) performed maximal incremental cycling exercise to determine Δ[O2HbMb-HHbMb]-BP and ventilatory thresholds (VT1 and VT2). Muscle haemoglobin and myoglobin O2 oxygenation ([HHbMb], [O2HbMb], SmO2) was determined in m. vastus lateralis. Δ[O2HbMb-HHbMb]-BP was determined by double linear regression. Trained cyclists performed the maximal incremental test twice to assess reproducibility. Adipose tissue thickness (ATT) was determined by skinfold measurements.RESULTS: Δ[O2HbMb-HHbMb]-BP was not different from VT1, but only moderately related (r = 0.58-0.63, p<0.001). VT1 was different across sexes and training status, whereas Δ[O2HbMb-HHbMb]-BP differed only across sexes. Reproducibility was high for SmO2 (ICC = 0.69-0.97), Δ[O2HbMb-HHbMb]-BP (ICC = 0.80-0.88) and ventilatory thresholds (ICC = 0.96-0.99). SmO2 at peak exercise and at occlusion were strongly related to adipose tissue thickness (r2 = 0.81, p<0.001; r2 = 0.79, p<0.001). Moreover, ATT was related to asymmetric changes in Δ[HHbMb] and Δ[O2HbMb] during incremental exercise (r = -0.64, p<0.001) and during occlusion (r = -0.50, p<0.05).CONCLUSION: Although the oxygenation threshold is reproducible and potentially a suitable exercise threshold, VT1 discriminates better across sexes and training status during maximal stepwise incremental exercise. Continuous-wave NIRS measurements are reproducible, but strongly affected by adipose tissue thickness.
DOCUMENT
De afgelopen jaren is duidelijk geworden dat er in toenemende mate verzilting en/ of dreiging van verzilting is in 14% van de landbouwgronden in Nederland. Het zoute water kan de wortelzone van gewassen bereiken waardoor de gewasgroei verminderd of helemaal stopt. Op dit moment is bodemverzilting dynamisch in Nederland. Kennis omtrent waar, wanneer en in welke mate er verzilting in de wortelzone plaatsvindt is beperkt. De huidige bemonsteringsmethodes zijn gelimiteerd in tijd en ruimte vanwege de arbeidsintensiviteit. In dit project voeren we een verkennende studie uit voor het vaststellen van bodemverzilting door gebruik te maken van de gevoeligheid van gewassen voor zout in hun wortelzone, we zetten ze in als (bio-) sensoren. De plantreacties worden nauwkeurig gemeten door middel van bladreflecties in het zichtbare deel van het electromagnetisch spectrum, het verrode en het infrarode deel. Onder invloed van zout veranderen deze reflecties en kan er een verziltingssignatuur opgesteld worden. Deze verziltingssignatuur gaat vervolgens toegepast worden voor het herkennen van verzilting met de biosensoren in een proefveld van SPNA waar gecontroleerd zoutwater ingebracht wordt. De lokale bladsignatuur wordt in het veld gecalibreerd met een innovatieve bodemsensor van het bedrijf Fixeau gebaseerd op electrochemische impedante spectroscopie (EIS). Deze sensor is onafhankelijker van de grondsoort en heeft de potentie verzilting accurater vast te stellen dan de huidige saliniteitssensoren. De haalbaarheid om vanuit deze puntcalibratie met de plantsignatuur en de bodemsensor drones in te zetten voor opschaling naar perceelsniveau zal onderzocht worden in samenwerking met ABdrone. De kennis uit dit project kan bijdragen aan verdere opschaling, maar ook versnelling van saliniteitsmetingen voor een beter handelingsperspectief voor agarisch ondernemers en voor het maken van beleid voor landbouw. Sleuteltechnologiën als imaging technologie, sensortechnologie en biosensoren dragen bij een toekomstbestendige agrarische productiesysteem.
Arsenic contamination of groundwater is a major public health concern worldwide. The problem has been reported mainly in southern Asia and, especially, in Bangladesh. Slow-sand filters (SSF) augmented with iron were proven to be a simple, low-cost and decentralized technique for the treatment of arsenic-contaminated sources. In this research, three pilot-scale SSF (flowrate 6 L·h−1) were tested regarding their capability of removing arsenic from groundwater in conditions similar to those found in countries like Bangladesh (70 µg As(III) L−1, 26 °C). From the three, two filters were prepared with mixed media, i.e., sand mixed with corrosive iron matter (CIM filter) and iron-coated sand (ICS filter), and a third conventional SSF was used as a reference. The results obtained showed that the CIM filter could remove arsenic below the World Health Organization (WHO) guideline concentration of 10 µg·L−1, even for inlet concentrations above 150 µg·L−1. After 230 days of continuous operation the arsenic concentration in the effluent started increasing, indicating depletion or saturation of the CIM layer. The effluent arsenic concentration, however, never exceeded the Bangladeshi standard of 50 µg·L−1 throughout the whole duration of the experiments.
DOCUMENT
