Portfolio wetenschaps- en techniekjournalistiek

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

Het Bataafsch Genootschap der Proefondervindelijke Wijsbegeerte is een van de oudste verenigingen van Nederland. Het vierde afgelopen vrijdag het 250-jarig bestaan in Rotterdam. Ter gelegenheid daarvan werd een jubileumboek overhandigd aan HKH Prinses Beatrix. Het schrijven van teksten voor dat boek was mijn grootste klus van het afgelopen jaar.

Het grootste deel van het boek bestaat namelijk niet uit historisch terugblikken, maar uit verhalen van medici en technici uit Rotterdam en Delft, die de leden van het genootschap vormen. Proefondervindelijke wijsbegeerte was in 1769 namelijk de benaming voor wat we nu wetenschap noemen, het verwerven van kennis door proeven te doen. Ik sprak met acht (emeriti) hoogleraren over hun bijdragen aan het vakgebied (van audiologie tot zonnecellen), hun ambities en verwachtingen, hun gedachten bij de rol van de wetenschap in deze tijd. Het is een prachtig mooi boek geworden, maar in de handel komt het niet.

Hoewel vrijwel niemand van het Bataafsch Genootschap gehoord heeft (ook ik niet voordat ik de opdracht voor het boek kreeg), heeft het een grote rol gespeeld in de industriële ontwikkeling van Nederland, bijvoorbeeld bij de totstandkoming van het eerste stoomgemaal van Nederland. Tot de universiteiten honderd jaar geleden die rol overnamen, waren de genootschappen (er zijn er meer) de belangrijkste kapitaalverstrekkers voor wetenschappelijk onderzoek in Nederland.

De Super aEgis II is een slim kanon dat volautomatisch personen kan detecteren en ze naar een andere wereld helpen. Hij is vooral populair in het Midden-Oosten, waar hij wordt ingezet om militaire bases te bewaken. Alle opdrachtgevers tot nu toe hebben een aanpassing gevraagd van het Zuid-Koreaanse bedrijf dat ze maakt: niet schieten zonder menselijke tussenkomst. Maar de killer robot is dus een feit – al spreekt de branche liever van lethal autonomous weapons. Dat klinkt minder confronterend.

Logisch dat tijdens de controversiële wapenbeurs DSEI van 2017 een conferentie gewijd werd aan de mogelijkheden en risico’s van robots op het slagveld. Zelfs wanneer je om ethische redenen zelf geen robots zou willen inzetten, moet je als leger immers rekening houden met een vijand die dat wel doet.

Lees meer De ethiek van een robotleger (2)

Twee schijnbaar tegengestelde bewegingen zijn zichtbaar in de militaire technologie: enerzijds nemen robots meer taken van militairen over, anderzijds neemt het morele gewicht van door militairen te nemen beslissingen toe.

Volgens de planning beschikken de Verenigde Staten in 2034 over een autonoom opererend robotleger. Dat klinkt als science fiction, maar de ontwikkelingen gaan snel. In Irak worden zo’n 20.000 robots ingezet, de meeste vliegend. Deze worden nog op afstand bestuurd, maar de eerste autonome apparaten worden in 2015 verwacht.

‘Een van de vragen die dit opwerpt is of dit soort wapens – want dat zijn het – voldoen aan de beginselen van het internationaal humanitair oorlogsrecht’, zegt mr.dr.ir. Lambèr Royakkers. Het is immers de vraag of zelfstandig opererende robots niet de verleiding groter maken om onnodige schade en slachtoffers te maken, en of ze betrouwbaar het onderscheid kunnen maken tussen burgers en militairen. ‘Bij onbewapende robots, die bijvoorbeeld een ruimte verkennen voor soldaten binnengaan, zie ik geen probleem. Maar bewapende robots, die zelf beslissingen over leven en dood nemen, zouden verboden moeten zijn. De risico’s die verbonden zijn aan bewapende robots zijn namelijk zo groot dat ze onaanvaardbaar zijn. Niemand kan voorspellen hoe ze zich gedragen in dynamische en complexe omgevingen, en bijvoorbeeld bij een defect.’

Lees meer De ethiek van een robotleger (1)