Elektronen opzuigen met zuur – en meer toponderzoek

Hoe kun je elektronen opzuigen met zuur? Hoe laat je robots (en mensen) samenwerken? En kun je het magnetische veld van de Melkweg karakteriseren met sterrenlicht? Deze vragen zullen de komende vijf jaar worden beantwoord door onderzoekers met een ERC Consolidator Grant.

Vorige week zijn namelijk 25 ERC Consolidator Grants toegewezen aan Nederlanders en 13 aan Belgen. De onderzoekssubsidies van maximaal 2 miljoen euro per toekenning gingen naar respectievelijk 7 en 5 technische onderzoeken.

De ERC Consolidator Grants zijn bedoeld voor excellente onderzoekers, ongeacht nationaliteit of leeftijd, met tussen de zeven en twaalf jaar ervaring na het behalen van hun PhD en een veelbelovend wetenschappelijk track record. Het bedrag wordt toegekend voor een periode van maximaal vijf jaar en dekt vooral de kosten van het in dienst nemen van researchers en ander stafpersoneel om de onderzoeksteams van de ontvanger te versterken.

De volgende onderzoeken in Nederland en België krijgen een toelage:

Hoe laat je robots (en mensen) samenwerken?

Ming Cao, Rijksuniversiteit Groningen

Ming Cao’s doel is om algoritmen te ontwerpen die autonome robots helpen samen te werken. Dezelfde algoritmen zijn echter ook bruikbaar om het besluitvormingsproces van mensen te sturen.
Cao zal de wiskunde van de speltheorie en controletheorie gebruiken om een algoritme te ontwikkelen dat netwerken van autonome systemen in staat stelt een oplossing te vinden die optimaal is voor het totale netwerk. "Over vijf jaar hoop ik een theoretisch model te hebben gemaakt waarmee je dit soort netwerken kunt ontwerpen. Iedereen kan dit dan gebruiken om hun eigen toepassingen te maken. We zullen deze algoritmen testen op de autonome robots in ons lab."

Stap richting toekomstig quantum-internet

Ronald Hanson, TU Delft
Professor Ronald Hanson wil het eerste netwerk met meerdere knooppunten maken dat is gebaseerd op quantum-verstrengeling. Dit QNetwork-project verbindt meerdere spins in diamant-defecten via enkele foton-verbindingen. Hanson: "Ik ga de fundamentele fysica bestuderen van de verstrengeling van meerdere deeltjes in deze hybride quantumsystemen en een netwerk laten zien dat is gebaseerd op volledig gecontroleerde multi-qubit knooppunten."

Elektronen opzuigen met zuur

Syuzanna Harutyunyan, Rijksuniversiteit Groningen

Aromatische verbindingen vind je veel in de natuur, maar ook chemische fabrieken maken er jaarlijks miljoenen tonnen. ‘Aromatisch’ verwijst naar de aanwezigheid van een ringstructuur van koolstofatomen in het molecuul. Dit soort structuren is erg stabiel en helemaal plat. Harutyunyan gaat een methode ontwikkelen waarmee 3D structuren zijn te maken van 2D ringen.

"Driedimensionale moleculen die bestaan uit een aantal verbonden niet-aromatische ringen zijn belangrijk voor het namaken van natuurlijke producten en geneesmiddelen", legt Harutyunyan uit. "Organisch chemici moeten dit soort verbindingen nu opbouwen uit losse koolstofatomen. Het zou veel eenvoudiger zijn om aromatische ringen als bouwsteen te gebruiken, maar die kun je niet zomaar veranderen in niet-aromatische ringen.’ Je moet dan eerst de ring eerst destabiliseren.

Hiervoor doet Harutyunyan ‘een trucje’ met een Lewiszuur, dat vrije elektronenparen aantrekt. "Een promovendus uit mijn groep heeft een paar experimenten gedaan en het werkt. Nu is het zaak om het precies zo te laten werken als ik wil.’ De komende vijf jaar zullen drie promovendi en wat postdocs uitzoeken hoe specifieke moleculen zijn te maken van aromatische bouwstenen.

Het magnetische veld van de Melkweg karakteriseren met sterrenlicht

Marijke Haverkorn, Radboud Radboud Universiteit Nijmegen
Marijke Haverkorn wil een 3D-standaardmodel ontwikkelen van het magneetveld in de Melkweg. Haverkorn en haar team gebruiken hiervoor een nieuwe methode, namelijk optische polarisatie van sterrenlicht. Het uiteindelijke magneetveldmodel geeft een beeld van magnetische turbulentie in het gas van de Melkweg, helpt de invloed van magnetisme op stervorming te begrijpen en levert het een bijdrage aan begrip van ontstaan en evolutie van sterrenstelsels en van kosmisch magnetisme.

Door mens gemaakte materialen komen tot leven

Nathalie Katsonis Universiteit Twente
Nathalie Katsonis ontwikkelt kunstmatige moleculaire materialen die beweging kunnen genereren, vaak geactiveerd door licht. Om dit voor elkaar te krijgen, ontwikkelt ze strategieën om kunstmatige moleculaire machines, motors of schakelingen (in de praktijk allemaal objecten op nanoschaal) in macroscopische materialen te verwerken. De wetenschappelijke uitdaging is het laten samenwerken van de moleculaire machines, waarbij complexe beweging op macroniveau ontstaat.

Het leeuwendeel van het onderzoek op dit vakgebied vindt plaats met synthetische moleculen, opgelost in een vloeistof. Dit voorkomt dat ze arbeid kunnen verrichten. Katsonis werkt daarentegen niet in een vloeistof, maar gebruikt polymeren of vloeibare kristallen. "Een kleine stimulus kan bij deze materialen leiden tot een grote verandering in eigenschappen of vorm. Dat gegeven gebruik ik, omdat dat exact is wat nodig is om de beweging van individuele moleculen te versterken."

Welke micro-organismen voeden zich met plastic?

Helge Niemann Stichting Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek (NIOZ)
Hoe breken micro-organismen plastic af in de oceaan? Er is nog weinig bekend over dit belangrijke proces, terwijl grote hoeveelheden plasticafval in de oceaan verdwijnen en een bedreiging vormen voor het leven in zee. Welke factoren een belangrijke rol spelen bij microbiële afbraak van plastic zijn grotendeels nog onbekend. Marien wetenschapper Helge Niemann gaat uitzoeken hoe microbiële afbraak van kunststoffen in de oceaan werkt.

Er zijn aanwijzingen dat sommige micro-organismen plastics kunnen afbreken. "Ik wil weten hoe de microbiële afbraak werkt in de waterkolom en in het sediment. Welke micro-organismen voeden zich met plastic? En welke milieuomstandigheden beheersen dit raadselachtige proces?"

Om deze vragen beantwoorden, zal Niemann een nieuwe onderzoeksgroep samenstellen bij het NIOZ Koninklijk Instituut voor Onderzoek der Zee. De komende 5 jaar voeren zij experimenten uit waarbij micro-organismen gevoed worden met ‘isotopisch gelabelde micro-plastics’, ofwel, kunststoffen waarin de reguliere koolstofatomen zijn uitgewisseld met de zware koolstofisotoop. Micro-organismen die zich voeden met plastic zullen die zware koolstof opnemen en verteren. "De afdeling Marine Microbiologie en Biogeochemie van het NIOZ heeft zeer gevoelige apparatuur om de zware koolstof in afbraakproducten en diagnostische moleculen te vinden zoals vet-biomarkers en DNA", legt Niemann uit. "Ik hoop dat dit tot een doorbaak zal leiden in onze kennis over de afbraak van micro-plastics in de oceaan."

Over onderstaande projecten vonden wij geen aanvullende informatie

  • Evolutie en Variatie gedurende het CeNozoicum
    Appy Sluijs Universiteit Utrecht
  • Development and use of an integrated in silico – in vitro mesofluidics system for issue engineering
    Liesbet Geris Universiteit van Luik
  • The Multiplicity of supernova progenitors
    Hugues Sana, Universiteit Leuven
  • Picometer metrology for light -element nanostructures: making very electron count
    Sandra Van Aert, Universiteit Antwerpen
  • The Spatial Dynamics of Room Acoustics
    Toon Van Waterschoot, Universiteit Leuven
  • Mix-in organic-inorganic redox events for next generation energy storage technologies
    Alexandru Vlad, Universiteit Leuven