Het glazen laboratorium

De entree is nog niet klaar. Daar komt een wandvullende striptekening te hangen over de geschiedenis van de microscopie. Vanaf Antoni van Leeuwenhoek tot de meest geavanceerde elektronenmicroscoop. De Delftse kunstenaar Mark van Huystee werkte ervoor nauw samen met hoogleraar deeltjesoptica prof.dr.ir Pieter Kruit (faculteit Technische Natuurwetenschappen). De historische wand vormt een passend entree naar het Van Leeuwenhoek Laboratory for Advanced Imaging Research (VLLAIR), zoals het nieuwe laboratorium officieel heet, waar onderzoekers nieuwe methoden van microscopie en beeldvorming ontwikkelen.

Doordat het oude laboratorium moest wijken voor de uitbreiding van Qutech ontstond de mogelijkheid voor een compleet nieuw microscopielab. Pieter Kruit koos voor transparantie: “Je moet naar binnen kunnen kijken zodat studenten, bezoekers en collega’s zien wat er gebeurt. Andersom zitten promovendi en studenten ook niet meer in een donker hok.

Vroeger sloten natuurkundigen zich graag af van de wereld, tegenwoordig zijn ze socialer, opener en communicatiever.”

Openheid
Een glazen microscopielab stuit soms op praktische bezwaren vanwege ongewenst strooilicht. Daglicht is vaak minder een probleem dan te voorkomen dat laserlicht ongewenst naar buiten prikt. In het nieuwe lab gaan daarom lasers alleen aan als de lichtdichte gordijnen gesloten zijn. Ze openen automatisch zodra de laser gedoofd is.

De transparantie gaat verder dan het oog rijkt. Het staat ook voor openheid naar gebruikers en industrie. Zo kunnen biologen hier hun samples bekijken in een nieuw licht. Microscoopfabrikanten kunnen hier nieuwe methoden ontwikkelen en uittesten in samenwerking met de TU. Ook in die samenwerkingen is Kruit helder en transparant: onderzoeksresultaten worden gepubliceerd. Vindingen kunnen beschermd worden met patenten.

Als voorbeeld van zo’n samenwerking met de industrie noemt Kruit de Delftse startup Delmic die optische en elektronenmicroscopie met elkaar combineert. Delmic beschikt nu over een fraai demonstratielab binnen VLLAIR waar gebruikers hun meegebrachte samples kunnen bekijken.

Multibundel
Een ander voorbeeld is de multibundelmicroscoop die hier in ontwikkeling is. Een elektronenmicroscoop scant normaal gesproken een gebied van enkele vierkante micrometers, legt Kruit uit. Maar biologen hebben vaak samples van enkele vierkante millimeters, een miljoen keer groter dus. Dan is het fijn om 196 bundels te hebben (14 bij 14) in plaats van één enkele. “Het maakt nogal wat uit of je één dag aan het scannen bent, of tweehonderd.”

De multibundelmicroscoop maakt gebruik van dezelfde technologie als het bedrijf Mapper. Dat ontwikkelde het gebruik van meerdere elektronenbundels voor de ultrafijne lithografie van halfgeleiders (chiptechnologie). Kruit toont de multibundelmicroscoop die op het oog niet verschilt van de andere elektronenmicroscopen hier. Juist dat heeft ingenieuze ingrepen gevergd. Vergelijkbare opstellingen elders zijn een stuk grover en groter, aldus een zichtbaar trotse Kruit.

Wie door de deuren de voormalige D-vleugel van het natuurkundegebouw inloopt ziet een gebouw in een gebouw. De centrale as met blauwe vloeren en muren biedt ruimte aan ondersteunende techniek: koeling, elektronica, vacuümpompen en klimaatbehandeling. Als de temperatuur in een microscopielab meer dan een graad verandert, zien onderzoekers het preparaat ‘weglopen’. In de blauwe gang zoemt en bromt allerlei apparatuur zodat de witte laboratoria aan weerszijden een serene rust kunnen ademen.

Het geheel van centrale as en laboratoria vormt een soort glazen doos waar je omheen kunt lopen. Hier wordt op de grenzen van het haalbare gewerkt. In het eerste lab op de hoek werkt een promovendus aan een ultrasnelle lasertechniek die het mogelijk moet maken om veranderingen in een miljoenste van een miljoenste seconde vast te leggen. Op die tijdschaal voltrekken zich faseovergangen in halfgeleiders. Andere opstellingen zijn voorzien van een ionenbundel waarmee tijdens de waarneming 3D structuren gebouwd kunnen worden met een resolutie van 10 nanometer.

Als knipoog naar het verleden staat in de hoek een Philips elektronenmicroscoop van vijftig jaar geleden. Destijds ongetwijfeld de trots van de afdeling, nu een museumstuk.

Kruit en zijn medewerkers zijn blij met het resultaat. Ze hebben er een jaar langer op moeten wachten dan gepland doordat de locatie binnen het natuurkundegebouw twee maal veranderd is. Afgezien daarvan is de bouw binnen budget en termijn afgerond.

Ooit zal ook dit laboratorium het veld moeten ruimen wanneer het gebouw voor technische natuurkunde gesloopt wordt. “Maar wanneer dat is weet je bij de TU nooit”, zegt Kruit luchthartig.