Millions for terahertz antennas and nanocoatings

“It was simple luck which lead me to discover a physical phenomenon which could ultimately speed up wireless telecommunications a million fold,” says Professor Andrea Neto (faculty EEMCS).

Ten years ago, when Neto worked for space agency Nasa, he was fiddling with an antenna that for some mysterious reasons didn’t behave as expected. While doing so he found out that electromagnetic waves could be sucked up by dielectric material and subsequently be radiated and redirected. The same happens to charged particles when they pass through a dielectric medium at a speed greater than the velocity of light in that medium. This equivalent is well-known in physics: the particles emit light, which is called Cherenkov radiation.

That something similar happens with electromagnetic waves is a discovery that earned Prof. Neto his grant. The researcher believes that he can use this phenomenon to develop a new kind of ultra-sensitive antenna for terahertz waves – electromagnetic waves with frequencies higher than 100 gigaHertz (0.1 TeraHertz).

Among that which makes these antennas so promising is the fact that the terahertz bandwidth is virgin and thus a widely available resource – applications such as radios, televisions and telephones all use waves in the lower frequency, the gigahertz domain.

Terahertz antennas are of great interest for space researchers as well, since cold cosmic dust from far away galaxies emit terahertz waves. And terahertz radiation can penetrate fabrics and tissues, making it potentially useful for security screening (to expose hidden weapons) and the detection of cancers.

When scientists try to use this bandwidth however they run into a seemingly insurmountable physical limit called dispersion. “Terahertz waves are weak, and so in order to obtain and transmit enough information one has to use broad bandwidths,” Prof. Neto explains. “Yet antennas are not fit to transmit and receive a whole range of different frequencies. Most of them consist of small resonators that resonate at one frequency. Thus they efficiently transmit signals only when exposed to a single kind of wave, usually a wave that is twice the length of the resonator. All other waves are not well transmitted, which leads to dispersion of the signal.”

Prof Neto will try to solve this problem by recreating that special kind radiation which he first observed while working for Nasa. For this he will develop an antenna with much longer resonators, on top of which he will place a dielectric lens. Eventually he will also try to figure out how to use this novel technique to make antenna arrays.

Nanotechnologist Dr. Ruud van Ommen, of the faculty of Applied Sciences, will use his grant to ameliorate coating techniques for nanoparticles. He is experimenting, for example, with techniques to add a protective coating of aluminium oxide to lithium manganese oxide particles, which are used in lithium ion batteries, in order to extend their lifespans.

In his laboratory, white substances bubble and fizz in long glass cylinders. The levels of the substances rise before ones eyes, just like a cake made of self-rising flour.

“What you see here are fluidized beds,” Dr Van Ommen says. “We pump gasses trough the cylinder, causing the nanoparticles to float in the air and behave much like a liquid.”

Dr Van Ommen and his colleagues succeeded in coating nanoparticles in fluidized beds under atmospheric pressure, which is quite a feat in process technology.

The goal of his research project is to understand how nanoparticles agglomerate to little clusters in the fluidised beds, and to better control this agglomeration process to obtain optimal coating results. 

Stoelen
De befaamde stoelencollectie van de faculteit Bouwkunde is weer in zijn geheel te bewonderen door het publiek. Sinds vorige week staan ze alle driehonderd in de hal bij de bouwkundebibliotheek, in vijf rijen boven elkaar. De stoelen konden na de brand bij Bouwkunde door de brandweer uit de puinhopen worden gered. Daarna stonden ze in depot. De faculteit onderstreept met de expositie het historische belang dat ze hecht aan de collectie. Niet voor niets worden de stoelen vaak gebruikt door de afdeling geschiedenis. Volgens projectleider Shaida Freese laat de collectie vooral zien dat de stoel de laatste decennia qua vormgeving en materiaalgebruik weinig is veranderd. De permanentie expositie wordt op 5 oktober officieel geopend.

CO2-membraan
Volgens het promotieonderzoek ‘DD3R zeolite membranes in separation and catalytic processes’ van dr.ir. Johan van den Bergh (Technische Natuurwetenschappen) zijn zeolietmembranen erg geschikt om aardgas te zuiveren van CO2-verontreinigingen. Zeolieten zijn kristallijne verbindingen van aluminium en silica, met poriën kleiner dan een nanometer. Dat maakt ze geschikt om gasstromen te scheiden op basis van de molecuulgrootte. Bezwaarlijk is nog wel de prijs van het materiaal (duizend tot drieduizend euro per vierkante meter). Ook zijn de membranen minder effectief bij hogere temperaturen. Het is dan ook de vraag of het membraan geschikt is om CO2 uit hete rookgassen af te vangen. Wel ziet Van den Bergh een grote toekomst in de zuivering van aardgas en biogas. In het verlengde daarvan verwacht hij twintig jaar na de eerste introductie een energiesparende doorbraak van zeolietmembranen in de industriële gaszuivering.

Elektrische auto
Er is veel positieve publiciteit over de elektrische auto en Financiën stimuleert ‘m fiscaal. Maar stappen we straks massaal over? Over onder meer die vraag gaat het op 27 september tijdens het Elsevier Technologiedebat. Gespreksleider is TU-alumnus en wetenschapsredacteur Simon Rozendaal. Aan het debat neemt onder anderen IO-decaan Cees de Bont deel. 

Locatie: Campus Den Haag van Universiteit Leiden aan de Lange Houtstraat 5-7 in Den Haag. Aanvang: 16.30 uur. Inschrijven via info@campusdenhaag.nl

Nieuwe leden
De vakbonden hebben relatief veel nieuwe leden gekregen sinds de TU eind 2009 aankondigde te gaan reorganiseren. Abvakabo FNV heeft sindsdien een kleine honderd nieuwe leden bijgeschreven op een totaal van achthonderd. Nieuwe aanwas is fijn, maar Hans van Schagen van de Abvakabo vindt het dramatische tijden. “Zelfs de jonkies zien nu het nut van een vakbond.” Het veel kleinere AC Hop heeft sinds eind 2009 relatief een even grote groei doorgemaakt: tien leden erbij op een totaal van tachtig. Volgens contactpersoon Leo Gerrese was er bij de vorige reorganisatie ook een piekje in de aanmeldingen, “maar je zou verwachten dat het er nu meer zouden zijn”. “Mensen zijn afwachtend”, zegt hij. En dat is volgens hem niet handig, want de vakbonden nemen liever geen leden aan die al in een arbeidsconflict zitten.

Herbenoeming
Louis de Quelerij is met ingang van 1 oktober 2010 voor één jaar herbenoemd als decaan van de faculteit Civiele Techniek & Geowetenschappen. De maximale benoemingstermijn is gewoonlijk tweemaal vier jaar, maar De Quelerij plakt daar nog een jaartje aan vast. Zowel hij als het college van bestuur vinden dit wenselijk vanwege de afronding van het convenant waarin het bedrijfsleven en de sector financiële steun beloven. De Quelerij (58) zegt open te staan voor nog één maal een nieuwe functie binnen of buiten de TU.

Rekenwerk
Maar liefst 65 duizend processoren tegelijk gaat prof. Harm Jonker van Multi-Scale Physics (Technische Natuurwetenschappen) inzetten om de atmosfeer beter te doorgronden. Zijn aanvragen voor rekentijd aan de Amsterdamse supercomputer Huygens in het kader van de Dutch Computational Challenge en aan het Duitse rekenmonster Bluegene zijn onlangs gehonoreerd. Het Nederlandse project wordt gefinancierd door NWO/NCF, het Europese door Prace (Partnership for Advanced Computing in Europe). “In totaal mogen we meer dan een half miljoen verstoken”, aldus Jonker. Zijn onderzoek gaat over de grenslaag tussen het aardoppervlak en de vrije atmosfeer daarboven. Die grenslaag groeit van een paar honderd meter dikte in de ochtend tot een kilometer of meer in de middag. In die turbulente laag vindt vrijwel alle uitwisseling van temperatuur, beweging en vervuiling plaats. Computersimulaties moeten duidelijk maken hoe de grenslaag zich ontwikkelt.

Stagerecensies
Stagelopen pakt niet altijd goed uit. Soms is de begeleiding matig, dan weer blijkt een stagiair vooral goed om de koffieautomaat te bedienen. Nadine van Boxtel (Fontys Hogeschool Tilburg) en Esmée Pater (Hogeschool Windesheim Zwolle) hadden evenmin goede ervaring en begonnen daarom begin augustus de website www.stagerecensies.nl, waarop studenten van mbo, hbo en wo hun stage kunnen recenseren. Inmiddels is dat 28 keer gebeurd.

Deelauto’s
Het duurde langer dan gepland, maar Delft krijgt op 1 november een deelauto van StudentCar. Eigenlijk wilde het Rotterdamse bedrijf er vanaf begin dit jaar twee of drie op de campus en bij studentenhuizen stationeren. StudentCar, dat net zo werkt als Green Wheels, zet de auto bij de studentenflats aan de Balthasar van der Polweg en is nog bezig met een tweede plek in de Delftse binnenstad. Delft is de achtste (studenten)stad waar studenten en niet-studenten zich kunnen abonneren op een deelauto.

LinkedIn
De magische grens van duizend leden is gepasseerd. De ‘TU Delft PhD Group’ op LinkedIn is populair met 1026 leden. Hoewel pas eind maart opgericht, weten zowel huidige promovendi als PhD-alumni de groep te vinden. TU-medewerkers Rob Speekenbrink en Mira Pasveer begonnen de groep als laagdrempelige mogelijkheid om elkaar te vinden. Leden kunnen er discussies beginnen en nieuwsberichten of aankondigingen van bijvoorbeeld workshops vinden.

Superbus
De Superbus van astronaut en hoogleraar luchtvaart- en ruimtevaarttechniek prof.dr.ir. Wubbo Ockels heeft afgelopen vrijdag zijn eerste testrondjes gereden op een testbaan in Lelystad. In Ockels’ toekomstvisie razen de elektrische voertuigen, die plaats bieden aan 23 passagiers, met 250 kilometer per uur over speciale Superbusrijbanen door het land. De bus gaat nu tachtig kilometer per uur. Ockels zegt desgevraagd dat het met de motor en accu in de bus mogelijk is om 250 kilometer per uur te rijden. Het onderzoeksteam gaat de komende maanden de snelheid van de bus opvoeren tot 120 kilometer per uur en vervolgens op een hogesnelheidsbaan in Duitsland verder experimenteren. Het ministerie van verkeer en waterstaat droeg negen miljoen euro bij aan het project, openbaarvervoersbedrijf Connexxion één miljoen en de TU anderhalf miljoen euro. De bus is nu tijdelijk tentoongesteld op de Internationale Automobil-Ausstellung in Hannover.

bit.ly/d5oAsW