Portfolio wetenschaps- en techniekjournalistiek

Steeds strengere reguleringen zorgen ervoor dat een leger aan wetenschappers zich bezig houdt met het in kaart brengen van ons menu. Op de verpakking moet al staan welke stoffen en hoeveel energie erin zit. Er zijn echter voedingsmiddelen die dwars liggen. Het aantal calorieën in pepermunt, bijvoorbeeld, laat zich niet exact bepalen.

Het probleem zit hem in de Arabische gom (codenaam: E414), een belangrijk bestanddeel van pepermunt. Arabische gom is de gedroogde hars van een aantal soorten acacia’s. Het bestaat uit complexe polysacchariden, ketens van suikermoleculen, en daarvan afgeleide zouten. In pepermunt, drop, poedersoep en andere voedingsmiddelen dient het vooral als geleermiddel tussen de smaakstoffen. Daarnaast is de in water oplosbare gom in opmars in dieetdrankjes.

Chemisch gesproken valt Arabische gom namelijk onder de voedingsvezels en die bevatten volgens de Europese regels geen calorieën. Daar word je dus niet dik van. De Amerikanen daarentegen houden het op vier calorieën per gram, evenveel als suiker en andere koolhydraten. Daar word je dus juist wel dik van. Beide standpunten zijn onjuist, rekent de Britse voedingstechnoloog Glyn Philips deze maand voor in een artikel in Food Additives and Contaminants.

Lees meer Pepermunt zal wel zien of hij dik maakt

Dat sonderen bij uitstek een Nederlandse technologie is, ligt voor de hand. De grond is hier immers vrijwel overal slap genoeg om grondonderzoek te doen zonder te moeten boren. Er zijn wereldwijd echter genoeg (delta)gebieden waar ook vraag is naar sondeertechnologie. Relatief nieuw is grondonderzoek in de diepzee. Ook daar is wereldmarktleider A.P. van den Berg uit Heerenveen van de partij.

‘Met onze digitale conussen krijg je iedere 0,2 centimeter data over puntdruk, hellingshoek, kleef en waterspanning’, vertelt commercieel directeur Mark Woollard. ‘Daarnaast hebben we ook modules voor seismische en magnetische metingen. De seismische zeggen iets over het afschuiven van de grond. Dat is bijvoorbeeld van belang als je een windturbine gaat neerzetten, want vibraties van die “toren” brengen ook de fundering in trilling. Magnetomodules gebruik je onder meer om de aanwezigheid van bommen vast te stellen. Wij leveren niet alleen de meetinstrumenten zelf, maar ook de apparatuur om die de grond in te drukken.’

Lees meer A.P. van de Berg: sondeerapparatuur op land en onder water

Iedereen die wel eens de schroef van een groot containerschip gezien heeft, weet wat een monstrueuze dingen dit zijn, aangedreven door enorme assen vanuit zware scheepsmotoren. Toch lukt het VAF Instruments in deze machinerie verplaatsingen van 25 nanometer waar te nemen – en dat is precies waarom het Dordtse bedrijf (110 man, omzet circa 25 miljoen) ruim negentig procent van zijn productie exporteert. Er is simpelweg niemand anders die dit kan.

‘Zo’n scheepsas trilt en zet uit als hij opwarmt’, legt technical manager Douwe Vellinga uit. ‘Ook in andere opzichten zijn de condities lastig. Toch wil je graag nauwkeurig de stuwkracht bepalen. Die is immers recht evenredig met de weerstand van het schip. Een containerschip verbruikt al gauw twintig miljoen dollar brandstof per jaar, dus als de weerstand stijgt, bijvoorbeeld door aangroei aan de romp, stijgen de kosten voor de reder – nog los van de milieukosten.’

VAF levert complete systemen om de prestaties van het schip te monitoren, maar het paradepaardje is de stuwkrachtsensor, die de torsie en compressie van de scheepsas meet. De sensor bestaat uit twee ringen die om de as geklemd worden. Aan beide ringen zitten vier armen, die naar elkaar toe reiken. De ene bevat steeds een LED, de ander een fotodiode. Minuscule vervormingen van de as vertalen zich in een andere positie van de LED tegenover de diode.

Betrouwbaarheid

Naast stuwkrachtsensoren maakt VAF ook onder andere viscositeitsensoren (om te meten of zware stookolie dun genoeg is om te kunnen inspuiten in de hoofdmotor), traditionele flowsensoren voor brandstofverbruik en olie/watermonitoren om vast te stellen of ballastwater niet te vervuild is om te mogen lozen. Meestal worden de apparaten los geleverd, maar Vellinga signaleert een toenemende vraag naar geïntegreerde systemen. ‘Op de printplaten na maken we alles zelf, hier in Nederland. Daar zijn we trots op.’

De sleutel van het succes is de focus op betrouwbaarheid, zegt Vellinga: ‘We hebben wel eens gebeld met een laboratorium dat brandstoffen test met de vraag: mogen wij monsters van de smerigste stookolie die jullie ooit zijn tegengekomen? Ook daar moeten onze instrumenten tegen bestand zijn. ’

VAF heeft permanent acht man op onderzoek zitten, naast de engineering en tekenkamer. Daarnaast wordt intensief samengewerkt met universiteiten. De stuwkrachtsensor heeft een rol gespeeld in twee promotieonderzoeken aan tu’s. Vellinga: ‘Het traject van onderzoek tot marktacceptatie kan rustig acht tot tien jaar duren, maar dat schrikt ons niet af.’

Geschreven voor TW

Het is nog grotendeels een raadsel waarom vogels zoveel soepeler en efficiënter vliegen dan de luchtwaardige constructies die ingenieurs bedenken. David Lentink werkt vanuit zijn eigen lab bij Stanford aan een dieper begrip. Dat moet tot betere ontwerpen leiden. ‘Maar we zullen niet snel een Boeing 777 met flappende vleugels zien.’

Pas sinds een jaar of twintig weten we hoe een vlieg erin slaagt in de lucht te blijven. Volgens de geldende modellen, zoals die voor vliegtuigen gebruikt worden, is het insect namelijk vijftig procent te zwaar om van de grond te komen. En dan lukt het de vlieg ook nog eens om uit stand op te stijgen en bizarre manoeuvres uit te halen.

Ander voorbeeld. De rosse grutto, een weidevogel met een gewicht van een halve kilo, vliegt in een week non-stop ruim 10.000 kilometer over de Stille Oceaan van zijn broedgebied in Alaska naar zijn overwinterplaats in Nieuw-Zeeland. Een drone met een vergelijkbaar gewicht is na een half uurtje wel leeg (en het moet niet teveel waaien).

Er valt, kortom, voor de luchtvaart nog heel veel te leren van dieren, denkt David Lentink, alumnus van de TU Delft en Wageningen RU, en tegenwoordig werkzaam aan Stanford University, waar hij een naar hem vernoemd lab bestiert.

Lees meer David Lentink: &?8216;Luchtvaart kan veel leren van vogels&?8217;

Vanwege de grote genetische variatie is het lastig om het genoom van een virus in kaart te brengen. Onderzoekster Jasmijn Baaijens puzzelde voor haar promotie de stukjes wiskundig in elkaar.

Virussen hebben compact DNA. Eenmaal in een lichaam vermenigvuldigen ze zich razendsnel, waarbij veel varianten ontstaan. Het DNA van een enkel virus sequencen lukt niet, het is altijd materiaal van een heleboel exemplaren. Bovendien levert sequencen kleine stukjes op, zogeheten reads, die later aan elkaar geplakt moeten worden tot een genoom. Bij een mens weet je dat er precies twee kopieën zijn van ieder chromosoom. Bij een hoeveelheid virusmateriaal weet je niet hoeveel gelijke kopieën er zijn. Bovendien zijn er mutaties. Dat maakt het reconstrueren van het genoom ingewikkeld.

‘In de overlapgraaf die ik gemaakt heb, vormt iedere read een knoop’, vertelt Jasmijn Baaijens, die in september bij het Centrum voor Wiskunde en Informatica in Amsterdam promoveerde op genoomreconstructie van virussen. ‘De pijlen in de graaf geven aan dat de reads overlappen en dus waarschijnlijk van dezelfde kopie van het virus afkomstig zijn.’

Lees meer Grafentheorie brengt virus in kaart

Atomen zwaarder dan uranium kunnen alleen in een laboratorium gemaakt worden. Kit Chapman schreef een vlot boek over de zoektocht naar nieuwe zwaargewichten.

Tijdens een vlucht in 1952, toen de jacht op zware atomen een internationale prestigestrijd was, bedacht natuurkundige Albert Ghiorso, een slimme manier om het element met atoomnummer 101 te maken, dat wil zeggen een atoom met 101 protonen in de kern. Daarvoor had hij apparatuur nodig die niet bestond, grondstoffen die niet direct voor handen waren en een razendsnelle, nauwkeurige meetmethode.

Drie jaar later had hij geld verworven om de apparatuur in Berkeley, zijn universiteit, 100 biljoen alfadeeltjes (helium, atoomnummer 2) per seconde uit te laten spuwen. Daarmee bombardeerde hij een minuscuul klompje van een miljard Einsteinium-atomen (atoomnummer 99), dat tussen twee laagjes goudfolie zat. Na een paar uur zou dat een handjevol 101-atomen moeten opleveren.

Lees meer Op jacht naar zware atomen

In de jaren dertig was MIT een van de belangrijkste spionnencentra van de Sovjet Unie. Dat was voor een belangrijk deel het werk van één man, Stanislav Shumovsky.

Toen Stalin in 1927 de touwtjes van de Sovjet Unie definitief in handen had, realiseerde hij zich dat zijn land technologisch mijlenver achterlag bij grootmachten als Duitsland, Japan en de Verenigde Staten. Dat verontrustte de dictator, die overal vijanden zag. Als het tot een grootschalige oorlog kwam, waren de Sovjets het haasje. Er moest een inhaalslag komen, binnen tien jaar.

Als onderdeel van die inhaalslag werden begin jaren dertig studenten naar de Verenigde Staten gestuurd, gewoon om te studeren en de kennis mee naar huis te nemen. Dat was allemaal legaal, maar echte toptechnologie kreeg je er niet mee in handen. Dus rekruteerde de Russische geheime sommigen van hen om langer te blijven. Zij moesten netwerken opbouwen om ook in de buurt te komen van (militaire) technologie die de Amerikanen liever voor zichzelf hielden.

Lees meer De naam is Shumovsky, Stan Shumovsky

Wanneer je alle scheepvaartroutes en beoogde windenergievelden intekent, is het Nederlandse gedeelte van de Noordzee alweer bijna vol. Dus is het tijd voor studies naar efficiënt ruimtegebruik op zee, denkt onderzoeksinstituut Marin.

Vorig jaar was in een van de testfaciliteiten van Marin in Wageningen een minder gebruikelijke opstelling te zien: een keurig grid van windturbines met daartussen netten vol zeewier en drijvende zonnepanelen. Gewoon om eens te kijken hoe dat samen gaat. Hoe gedragen zonnepanelen zich bij golfslag? Zijn ze goed te verankeren? Wat is de invloed van zeewiervelden op de golven? Wat betekent de combinatie voor de bereikbaarheid van de turbines voor onderhoud?

‘We weten dat zelfs als Nederland de complete energievoorziening op zee brengt, er in de toekomst op land waarschijnlijk niet genoeg ruimte is voor voedselproductie’, vertelt project manager Floor Spaargaren. ‘Je moet dus ook op zee voedsel verbouwen. Een geschikte plek daarvoor is tussen de fundaties van windturbines. Omdat Marin veel expertise heeft op het gebied van testen met schaalmodellen, leek dat een logische manier voor ons om bij te dragen aan kennis hierover.’

Lees meer De Noordzee als krappe bouwplaats

Na succesvolle proeven met grotere deeltjes is het bellenscherm van The Great Bubble Barrier in beeld als methode om microplastics met een doorsnede van 0,5 tot 0,02 millimeter in gezuiverd rioolwater te onderscheppen. Daarmee betreedt het een notoir lastig terrein.

Eind april 2019 hing het RIVM nog maar eens aan de bel: de hoeveelheid microplastics in drinkwater (en bijgevolg in voedsel en levende wezens) neemt hand over hand toe. De gevolgen voor de gezondheid zijn weliswaar nog niet duidelijk, maar positief zijn die vermoedelijk niet. De belangrijkste bron is kleding van synthetische stoffen. Bij iedere wasbeurt worden er kleine deeltjes vanaf geschraapt. De grootste boosdoener is fleece, vaak gemaakt van gerecyclede petflessen – nog niet zo lang geleden gingen de duimpjes van de milieubeweging juist omhoog bij dergelijk hergebruik.

Er bestaan diverse soorten filters om minuscule plasticdeeltjes uit het water te halen. Grotere deeltjes kunnen mechanisch eruit worden gezeefd, maar ook bekende methoden om drinkwater te zuiveren, zoals carbonfilters en omgekeerde osmose, zijn bruikbaar om kunststofdeeltjes tegen te houden. Een probleem daarbij is dat filters relatief duur zijn per behandelde liter water.

Lees meer Bellenscherm tegen microplastics

De snel toenemende vraag naar de hittebestendige polymeer Noryl, met name door de opkomst van de elektrische auto’s en zonnepanelen, heeft Sabic doen besluiten de productiefaciliteit in Bergen op Zoom te herstarten. De fabriek werd eerder in 2014 gesloten.

De hoogste destillatiekolommen op het terrein van Sabic in Bergen op Zoom staan in de steigers. Op een kille januarimiddag onlangs was de bijna vijftig meter hoge stellage verlaten, maar nog even en er staan zo’n 400 mensen op en om de installatie om haar weer aan de praat te krijgen. Het eerste werk is al gedaan: her en der hangen oranje testlabels aan pijpleidingen en kranen.

De roest, echter, is nog alomtegenwoordig. Er zal veel geslepen en geverfd moeten worden om de enorme ketels weer in tiptop conditie te krijgen. Gelukkig zijn de wanden bij de bouw in de jaren tachtig dik genoeg gemaakt om het wegschrapen van een roestlaag te doorstaan. Uit inspectie moet blijken of sommige kleinere vaten en leidingen aan vervanging toe zijn. Dat geldt zeker voor de pompen, die na vijf jaar stilstand allemaal vernieuwd moeten worden. Ook de bekabeling, voor zover nog aanwezig, heeft de tand des tijds niet goed doorstaan.

Lees meer Sabic heropent Nederlandse PPE-fabriek