Wat is onderzoeksgeld waard: metamaterialen, een hitteschild of lignine-arm hout?

Een van de genomineerden is TU/e’s hitteschildspecialist Peter Rindt. Hij werkt aan hitteschilden van vloeibaar metaal voor fusiereactoren. "Het vermogen dat op die schilden komt, is vergelijkbaar met wat een ruimtevoertuig moet weerstaan bij terugkeer in de atmosfeer. Deze schilden moeten die belasting jarenlang volhouden." En vloeibaar metaal kan niet barsten van de hitte. Wanneer het verloren gaat, door bijvoorbeeld verdamping, kan het bovendien makkelijk worden aangevuld. "De volgende uitdaging is om het vloeibare metaal op zijn plek te houden", zegt Rindt. "Hiervoor zijn we aan de slag gegaan met 3D-geprinte spons-structuren. Die combinatie levert nu baanbrekende resultaten op."

Hout uit duurzame bossen kan een milieuvriendelijk alternatief zijn voor grondstoffen als steenkool, olie en gas. Maar het verwerken van hout wordt bemoeilijkt door de lijmstof lignine, die het materiaal van stevigheid voorziet. Barbara De Meester van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie ontdekte een methode waarmee ze de hoeveelheid lignine in bomen nauwkeurig kan afstellen. Ze paste vier ‘letters’ in het genoom van de populier aan met de DNA-bewerkingsmethode CRISPR. Dat leverde bomen op met minder lignine die toch normaal groeiden. De ligninearme bomen van De Meester zijn 40 procent beter verwerkbaar. En dat maakt de productie van bijvoorbeeld papier, bio-ethanol en hernieuwbare bioplastics een stuk energiezuiniger. 

Zo flexibel als een papiertje fladdert, zo stug blijkt datzelfde velletje wanneer je het verkreukelt. Metamaterialen zijn materialen die door hun structuur onverwacht gedrag vertonen. Dat gedrag komt niet voort uit het materiaal waarvan ze gemaakt zijn, maar uit hun inwendige ‘architectuur’. Anne Meeussen onderzoekt aan de Universiteit Leiden de regels die hierachter schuilgaan: hoe maak je een materiaal dat precies doet wat jij wilt? Denk bijvoorbeeld aan een structuur die schokken kan opvangen bij een botsing. Door te begrijpen waarom de tafel waaraan je zit zo hard is en hoe je een melkpak zo klein mogelijk opvouwt, kun je de bijbehorende eigenschappen in nieuwe materialen inbouwen. Meeussen hoopt met haar onderzoek bij te dragen aan een ‘gereedschapskist’ voor het ontwerp van materialen in allerlei producten, van schoenzolen en opvouwbare zonnepalen tot zachte robots. 

Dit zijn slechts drie van de vijftien genomineerden. Bekijk hier de complete lijst en ga naar het stemformulier.