30 nov. 2015
2 minuten
Frederik van Loock (Lucht- en Ruimtevaart Technische Universiteit Delft) ontvangt vandaag in Haarlem bij de Koninklijke Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen de Tata Steel Prijs voor Werktuigbouwkunde en Materiaalkunde van 5000 euro. Hij wint deze Jong Talent Afstudeerprijs voor onderzoek naar nieuwe piëzo-elektrisch composietmaterialen. Zijn onderzoek is van belang voor het omzetten van onbruikbare mechanische energie naar nuttige elektrische energie in de lucht- en ruimtevaartindustrie.
Frederik deed onderzoek voor zijn masterthesis bij de Novel Aerospace Materials groep (Novam) van de faculteit Lucht- en Ruimtevaart naar nieuwe piëzo-elektrische materialen. Deze slimme materialen kunnen elektrische lading opwekken wanneer ze worden vervormd. Zo kunnen ze mechanische energie omzetten in elektrische energie en omgekeerd. Een interessante toepassing in de lucht- en ruimtevaartsector is bijvoorbeeld het oogsten van elektrische energie van mechanische vervorming (zoals trillingen in de vleugelstructuur) om zo sensoren te voeden die kleine scheurtjes in de structuur kunnen opsporen. Voor dit soort toepassingen moeten de gangbare broze piëzo-elektrische keramische materialen worden aangepast. Een alternatief is dan composietmateriaal, waarbij kleine piëzo-elektrische keramische deeltjes worden geïntegreerd in een polymeermatrix. Met dit minder breekbare en impactbestendige materiaal wordt alleen minder energie geoogst dan met puur keramisch materiaal.
Schuifvervorming
Frederik deed bij de Novam groep onderzoek naar het verbeteren van de piëzo-elektrische eigenschappen van het composietmateriaal. Hij onderzocht als eerste het gedrag van deze materialen in schuifvervorming (van vierkant- naar ruitvormig) in plaats van vervorming door middel van trek- of duwbewegingen. Hiervoor stelde hij een nieuwe meetmethode op voor het experimenteel vaststellen van de piëzo-elektrische eigenschappen in schuifvervorming. Vervolgens ontwikkelde hij een numeriek model om de eigenschappen van het composiet te simuleren, waarna hij geslaagde experimenten uitvoerde. Uit de experimentele en numerieke resultaten blijkt dat schuifvervorming een hogere energieopbrengst van zo’n 20 procent kan opleveren. Op dit moment verwerkt Frederik samen met zijn supervisor en begeleidende professoren de vernieuwende onderzoeksresultaten in een internationale wetenschappelijke publicatie.
Inmiddels doet Frederik promotieonderzoek bij de Universiteit van Cambridge naar superlicht nanoschuimmateriaal. Hij is volkomen verrast door de toekenning van de Tata Steel Afstudeerprijs en vindt het een geweldige eer dat hij deze prijs heeft gewonnen.
De Tata Steel Prijs wordt uitgereikt door Arjan van den Hoogen, Director R&D Research Excellence Tata Steel, en wordt jaarlijks ter beschikking gesteld door Tata Steel Research & Development. De jurering is in handen van de Koninklijke Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen te Haarlem. Deze maatschappij jureert ook allerlei andere belangrijke wetenschappelijke prijzen (www.khmw.nl).
Anderen lazen ook
