Het maken van vuurvast staal en betere Li-ion-batterijen en quantummechanisch rekenen in diamant. Het zijn de drie uitdagingen die Delftse onderzoekers aangaan met de vidi-subsidies die ze deze zomer ontvingen.
Als een kaartenhuis viel het wereldhandelsgebouw van New York in 2001 ineen nadat de brand de stalen constructie flink had opgewarmd. “Door de warmte groeiden de ijzerkristallen in het metaal”, vertelt dr.ir. Erik Offerman van Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek & Technische Materiaalwetenschappen. “Hierdoor werd het minder sterk en kon het zo vervormen.”
Offerman is een van de drie Delftse gelukkigen die deze zomer een vidi-subsidie kreeg van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Een subsidie van zeshonderdduizend euro waarmee wetenschappers vijf jaar lang een eigen onderzoekslijn mogen ontwikkelen. Offerman zal het geld gebruiken om te kijken hoe nanodeeltjes, deeltjes van enkele miljoenste millimeter, het metaal steviger kunnen maken. Stukjes koper bijvoorbeeld, of deeltjes van het iets minder bekende niobium carbide.
De deeltjes zouden verhinderen dat de ijzerkristallen groeien tijdens verhitting. Daarnaast zitten er hier en daar foutjes in de kristalstructuur van het ijzer. De atomen zijn niet overal perfect uitgelijnd. Deze ‘foutjes’ willen zich nog wel eens door het metaal verplaatsen, vooral als het warm is. Ook dit komt de stevigheid niet ten goede. Maar de nanodeeltjes fungeren als een soort blokkades voor deze bewegingen.
Om het effect van de nanodeeltjes precies te onderzoeken neemt Offerman staal letterlijk onder de loep. Hij zal de deeltjes bekijken met een Europese supermicroscoop in Grenoble, die door middel van hoog energetische röntgenstraling tot enkele millimeters diepte in het staal doordringt.
Dr.ir. Ronald Hanson van Technische Natuurwetenschappen richt zich met zijn vidi-subsidie op een heel andere tak van wetenschap. Hij onderzoekt of het mogelijk is quantummechanische berekeningen uit te voeren op kamertemperatuur. Quantummechanische verschijnselen in vaste stof zijn doorgaans alleen te bestuderen in geïsoleerde en diepgekoelde systemen. Diamant vormt hierop een uitzondering: het heeft unieke eigenschappen voor de opslag en bewerking van quantuminformatie bij kamertemperatuur.
Met zijn onderzoeksproject ‘Hoe kan kleiner beter zijn?’ wil dr.ir. Marnix Wagemaker van Technische Natuurwetenschappen de materiaaleigenschappen van Li-ion elektrode deeltjes onderzoeken. Hij wil achterhalen hoe het komt dat de deeltjes zich anders gedragen als ze kleiner worden gemaakt. Die kennis moet uiteindelijk leiden tot verbeterde Li-ion batterijen. (TvD)
Als een kaartenhuis viel het wereldhandelsgebouw van New York in 2001 ineen nadat de brand de stalen constructie flink had opgewarmd. “Door de warmte groeiden de ijzerkristallen in het metaal”, vertelt dr.ir. Erik Offerman van Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek & Technische Materiaalwetenschappen. “Hierdoor werd het minder sterk en kon het zo vervormen.”
Offerman is een van de drie Delftse gelukkigen die deze zomer een vidi-subsidie kreeg van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Een subsidie van zeshonderdduizend euro waarmee wetenschappers vijf jaar lang een eigen onderzoekslijn mogen ontwikkelen. Offerman zal het geld gebruiken om te kijken hoe nanodeeltjes, deeltjes van enkele miljoenste millimeter, het metaal steviger kunnen maken. Stukjes koper bijvoorbeeld, of deeltjes van het iets minder bekende niobium carbide.
De deeltjes zouden verhinderen dat de ijzerkristallen groeien tijdens verhitting. Daarnaast zitten er hier en daar foutjes in de kristalstructuur van het ijzer. De atomen zijn niet overal perfect uitgelijnd. Deze ‘foutjes’ willen zich nog wel eens door het metaal verplaatsen, vooral als het warm is. Ook dit komt de stevigheid niet ten goede. Maar de nanodeeltjes fungeren als een soort blokkades voor deze bewegingen.
Om het effect van de nanodeeltjes precies te onderzoeken neemt Offerman staal letterlijk onder de loep. Hij zal de deeltjes bekijken met een Europese supermicroscoop in Grenoble, die door middel van hoog energetische röntgenstraling tot enkele millimeters diepte in het staal doordringt.
Dr.ir. Ronald Hanson van Technische Natuurwetenschappen richt zich met zijn vidi-subsidie op een heel andere tak van wetenschap. Hij onderzoekt of het mogelijk is quantummechanische berekeningen uit te voeren op kamertemperatuur. Quantummechanische verschijnselen in vaste stof zijn doorgaans alleen te bestuderen in geïsoleerde en diepgekoelde systemen. Diamant vormt hierop een uitzondering: het heeft unieke eigenschappen voor de opslag en bewerking van quantuminformatie bij kamertemperatuur.
Met zijn onderzoeksproject ‘Hoe kan kleiner beter zijn?’ wil dr.ir. Marnix Wagemaker van Technische Natuurwetenschappen de materiaaleigenschappen van Li-ion elektrode deeltjes onderzoeken. Hij wil achterhalen hoe het komt dat de deeltjes zich anders gedragen als ze kleiner worden gemaakt. Die kennis moet uiteindelijk leiden tot verbeterde Li-ion batterijen. (TvD)
Comments are closed.