„Development and Innovations in Advanced Microsystems And NanoTechnology“
Interreg IV A 6 Toekomstprojecten voor microsysteem- en nanotechnologie
Colofon Oost NV - Ontwikkelingsmaatschappij Oost Nederland NV Meander 601 / Postbus 5215 6802 EE Arnhem Tel.: +31 26 38442-22 Email:
[email protected] www.oostnv.com
NMWP.NRW Merowingerplatz 1 40225 Düsseldorf Tel.: +49 211 385459-0 Fax: +49 211 385459-19 Email:
[email protected] www.nmwp.nrw.de
„Het idee van DIAMANT is de verbetering van het innovatiepotentieel in het grensgebied. Daarvoor hebben we zes projecten uitgekozen, die zeer boeiende nieuwe resultaten en producten beloven“, aldus drs. Karin van Willigen, CEO van leadpartner Oost NV. Oost NV, met vestigingen in Arnhem en Enschede, ondersteunt bedrijven bij hun uitbreidingsplannen in het oosten van Nederland en ondersteunt start-ups. Het kan daarbij gaan om internationale bedrijven of MKB’s. Als leadpartner geeft Oost NV leiding aan het Interreg IV A-project DIAMANT en wordt daarbij ondersteund door de twee Duitse core partners, de Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen (NMN) c/o innos - Sperlich GmbH en het Landescluster NanoMikroWerkstoffePhotonik.NRW.
„We verheugen ons de ontwikkeling en uitvoering van het Interreg IV A-project te kunnen ondersteunen. DIAMANT overtuigt vooral door de hoge inhoudelijke kwaliteit van de projecten en de boeiende, veelzijdige thema’s”, aldus dr. Andreas Baar, procuratie- en aandeelhouder van innos - Sperlich GmbH. innos - Sperlich GmbH is specialist voor management en marketing van „nieuwe technologieën en nieuwe markten“. In opdracht van het ministerie van economische zaken van de Duitse deelstaat Niedersachsen begeleidt deze organisatie daarnaast de ‘Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen (NMN)’, die de competenties in deze deelstaat op het gebied van nieuwe materialen, oppervlakken en bouwen met lichte materialen bundelt.
Drs. C.W. van Willigen , CEO van Oost NV Lead-partner van Interreg IV A-project DIAMANT
Dr. Andreas Baar, innos - Sperlich GmbH Corepartner van Interreg IV A-project DIAMANT
„We zijn van mening dat het van groot belang en innovatiebevorderend is, in wetenschap en onderzoek ook eens wat verder te kijken. Daarom zijn we ook sterk onder de indruk van de grensoverschrijdende samenwerking in de projecten van het DIAMANT-initiatief”. Het cluster NMWP.NRW, gevestigd te Düsseldorf, heeft een publieke taak. Sinds 2009 representeert en begeleidt deze organisatie het geheel van de R&D en de bedrijven op de gebieden nanotechnologie, microsysteemtechniek, innovatieve materialen en optische technologieën. De organisatie ondersteunt met een breed aanbod partijen die op het terrein van deze sleuteltechnologieën actief zijn.
Harald Cremer, Landesclustermanager NanoMikroWerkstoffePhotonik.NRW Corepartner van Interreg IV A-project DIAMANT
De kaart laat de grensregio Nederland-Duitsland zien, die het Interreg IV A-programmagebied beslaat. Het Interreg IV A-programma bevordert de grensoverschrijdende samenwerking tussen Duitse en Nederlandse partners in dit gebied. Zichtbaar zijn hier ook de plaatsen waar de projectpartners - van de 6 subprojecten - zijn gevestigd. Doel is om het programmagebied tot een samenhangende europese regio te ontwikkelen, waarbij de grens niet meer dan een karakteristieke scheidslijn is.
GRENSOVERSCHRIJDEND SUCCES Het Interreg-initiatief werd begin jaren ’90 door de Europese Gemeenschap in het leven geroepen. Het programma is vooral bedoeld voor de grensoverschrijdende samenwerking binnen de Unie en behoort tot de centrale instrumenten van het Europese territoriale cohesie- en regionaal beleid. Interreg (IV A) en andere programma’s zorgen ervoor, dat de soms sterk afwijkende ontwikkelingssnelheden in de regio’s meer op een lijn worden gebracht. Hiervoor investeert de Commissie in de vierde subsidieperiode (2007 tot 2013) een bedrag van 8,5 miljard euro. Hiermee wordt samenwerking en innovatie van bedrijfsleven en wetenschap in het programmagebied duurzaam gestimuleerd. De middelen worden via het Europese Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO) ter beschikking gesteld. Het Interregprogramma is ondertussen in drie delen opgesplitst: Interreg A: bevordering van grensoverschrijdende samenwerking in gebieden die aan de grens of aan de zee liggen (bv. Interreg IV A „Deutschland Nederland“). Interreg B: bevordering van de transnationale samenwerking. Subsidiabel zijn alle Europese regio’s (bv. het programma „North-West-Europe“). Interreg C: Bevordering van interregionale samenwerking, netwerken en kennisuitwisseling. Interreg is vooral ook aan de Nederlands-Duitse grens een succesverhaal. Interreg I, dat tot 1993 liep, heeft de mensen, organisaties en bedrijven van beide landen dichter bij elkaar gebracht en hiaten in de infrastructuur van de vier subregio’s weggewerkt. Het programmagebied was onderverdeeld in
de Eems Dollard Regio, de EUREGIO, de Euregio Rijn-Waal en de euregio rijn-maas-noord. In de tweede fase (Interreg II van 1994 tot 1999), stond vooral de verdieping van de samenwerking en de verhoging van de kwaliteit van de gesubsidieerde projecten centraal. Interreg IIIA, dat tussen 2000 en 2006 liep, mikte voor het eerst sterker op de samenwerking tussen het bedrijfsleven en de wetenschap aan beide zijden van de grens. Dit om de innovatiekracht van de regio’s te verbeteren en grensoverschrijdende netwerken op te bouwen. Daarbij werd het voor het eerst ook mogelijk om overkoepelend aan projecten te werken.
De EUREGIO, de Euregio Rijn-Waal en de euregio rijnmaas-noord realiseerden bijvoorbeeld een gezamenlijk programma. Het programma Interreg IVA (looptijd 2007-2015) gaat intensief op dit pad voort. De vroeger los van elkaar staande programmaregio’s, zijn nu versmolten tot een aaneengesloten programmagebied. Dit strekt zich uit van de Noordzeekust tot aan de Neder-Rijn. Centraal staan vooral de bevordering van netwerken voor verbetering van de samenwerking tussen bedrijfsleven en wetenschap. Op deze wijze moet de innovatiekracht van de regio worden verbeterd.
“
Het wordt in toenemende mate belangrijk om op het gebied van basistechnologieën zoals nanotechnologie of microsysteemtechniek, niet alleen interdisciplinair maar ook over landsgrenzen heen samen te werken. Het INTERREG IV A-programma Deutschland-Nederland laat zien dat grensoverschrijdende samenwerkingsverbanden tussen economie en wetenschap succesvol ondersteund kunnen worden. Projecten zoals DIAMANT tonen aan dat de intensivering van de samenwerking tussen Nederland en Duitsland tot een waarneembare versterking van de innovatiekracht van de betrokken regio’s zal leiden.
”
Dr. Günther Horzetzky, staatssecretaris, Ministerium für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittelstand und Handwerk des Landes Nordrhein-Westfalen
DIAMANT: WAARDEVOLLE SAMENWERKING Het Interreg IV A-programma „Deutschland - Nederland“ bevordert de grensoverschrijdende samenwerking tussen Nederlandse en Duitse partners. De grensregio moet steeds meer tot een voorbeeld van Europese integratie worden, waarin de grens een wellicht karakteristiek, maar geen scheidend kenmerk meer is. Verder moeten subsidiegelden helpen om de concurrentiekracht van de regio aan te passen aan de globale uitdagingen. Een zwaartepunt van de subsidie ligt daarom op de innovatiedynamiek langs de Nederlands-Duitse grens. Een nieuw instrument in Interreg IVA zijn de zogeheten “majeure projecten”. Dit zijn grensoverschrijdende samenwerkingsprojecten, met effecten die de regio overstijgen. Ook het project DIAMANT (Development and Innovations in Advanced Microsystems And NanoTechnology) valt in deze categorie. Op basis van toegepast onderzoek worden namelijk duurzame technologieën ontwikkeld. Omdat majeure projecten bovenregionale effecten hebben, worden er ook bijzondere eisen aan de goedkeuring gesteld: •
De projecten dienen grote delen van de regio te betreffen en langdurig van opzet te zijn.
•
Initiatieven moeten aantoonbaar duurzaam zijn en aan beide zijden van de grens met verve gerealiseerd worden.
•
Daarnaast wordt uitgegaan van een grotere financiële behoefte die ook een grotere financiële inbreng van
het bedrijfsleven verlangt. Het besluit over de realisatie van een majeur project wordt genomen door het Comité van Toezicht van het Interreg IVA programma „DeutschlandNederland“. Contactpunt voor de ontwikkeling van projecten is het gezamenlijke Interregsecretariaat. Daar worden de aanvragen en ideeën met de verantwoordelijke personen van het regionale programmamanagement besproken. Actiegebied 1: Het accent van het Interreg IVA programma ligt op de stimulatie van economisch-technische samenwerking. Ca. 58% van de gelden gaan naar dergelijke projecten. Daarbij mikt dit actiegebied in het bijzonder op de verbetering van het innovatiepotentieel in het grensgebied. Voorbeeld is het initiëren en de daarmee samenhangende technologietransfer tussen wetenschap en bedrijfsleven. Actiegebied 2: Bevordering van economische netwerken en van grensoverschrijdende
samenwerking tussen ondernemingen. Het doel van dit actiegebied is de bevordering van de grensoverschrijdende samenwerking tussen partijen uit het bedrijfsleven, om potentieel dat in het buurland beschikbaar is optimaal te kunnen inzetten. Ook hier weer staat de verbetering van het innovatiepotentieel van de ondernemingen centraal. Actiegebied 3: Bevordering van de kwalificatie in de bedrijven. Het belangrijkste doel is de specifieke kennis van de medewerkers door bijscholing te verbeteren en grensoverschrijdende samenwerking te vergemakkelijken. Dit wordt gedaan door de inzetgebieden en de competenties van de medewerkers te verbeteren. In concrete projecten hebben deelnemende ondernemingen aangegeven, dat zij in 2011 duidelijke verbeteringen qua productie en organisatie konden boeken. Verder worden door het IV A-programma arbeidsplaatsen behouden of geschapen. De betrokken partijen zijn van mening dat men al
goed op weg is naar het doel om voor het einde van het programma in 2015 meer dan 4.000 arbeidsplaatsen te scheppen. Het ziet ernaar uit dat dit doel bereikt zal worden. DIAMANT ondersteunt grensoverschrijdende projecten voor micro- en nanotechnologie. Dit zowel in het fundamentele onderzoek als in de experimentele ontwikkeling en in de productie- en procestechniek. Dit kan ook worden afgelezen aan de concrete DIAMANT subprojecten. Deze houden zich met de miniaturisering en integratie van elektronische, mechanische en sensorische functies in microsystemen bezig en met de energetische omzetting en opslag in zonnecellen en batterij-managementsystemen.
“
DIAMANT gaat over technologische innovaties. Maar het realiseren van samenwerkingsverbanden tussen de projectpartners is ook relevant. Voor het Ministerie EZ eveneens een reden tot cofinanciering van dit project. Het Interregprogramma D-NL dient immers te leiden tot economische structuurversterking. En structuren bestaan uit de samenhang en samenwerking van de partners daarbinnen. Paul Schilderink, dossierhouder Interreg IVa D-NL, Ministerie van Economische Zaken
Naast de subprojecten genereren de bedrijven en onderzoeksinstellingen diepergaande grensoverschrijdende netwerken. DIAMANT ondersteunt de partners bij de uitwisseling van ervaringen en matchmaking met bedrijven en instellingen binnen en buiten de kring van de partners. Daarbij komt nog een snelle advisering van de bedrijven om nieuwe producten met succes op de markt te brengen. DIAMANT is ook een initiatief dat clusters en ontwikkelingsmaatschappijen bij elkaar brengt, die zich bezighouden met de ondersteuning van bedrijven op micro- en nanotechgebied. Met DIAMANT engageren ze zich voor een duurzame samenwerking. Waar mogelijk en gewenst, brengen zij ervaringen uit het DIAMANTproject in hun reguliere werk in.
”
Voor meer informatie over DIAMANT kunt u terecht bij: ing.Tom Cornelissen, Oost NV Tel.: +31 628 909194 Email:
[email protected] ir. Barry Peet MSc, Oost NV Tel.: +31 642 474989 Email:
[email protected] Dr. Andreas Baar, innos - Sperlich GmbH Tel.: +49 551 49607-0 Email:
[email protected] Dr. Heinz-Georg Nothofer, Cluster NMWP. NRW, Tel.: +49 211 385459-13 Email:
[email protected]
AmbuPRESS De huidige smartphones hebben weinig gemeen met de GSM’s uit het begin van de jaren ’90. Van app’s tot spraakcommando’s – dergelijke apparatuur heeft tegenwoordig een groot aantal functies. “Usability” is het toverwoord, iets dat inmiddels bijna alle gebieden van ons leven kenmerkt.
“
Ook op medisch gebied wordt dit aspect steeds belangrijker: Use-Lab GmbH in Steinfurt bij Münster specialiseerde zich alweer 13 jaar geleden op het onderzoeken, specificeren en optimaliseren van de usability van medische producten en laboratoriumapparaten. Deze organisatie werkt momenteel met drie Nederlandse projectpartners aan een draagbaar en vooral ook gebruiksvriendelijk bloeddrukmeetsysteem.
Healthy Ageing: gezond leven en gezond oud worden is een van de speerpunten in Noord-Nederland, ook in de samenwerking met Duitsland. “Ambupress” is hier een heel goed voorbeeld van. Een mooie innovatie die meerdere doelen dient: kleiner dus te gebruiken op locatie, gebruiksvriendelijker, goedkoper en energiezuiniger.
”
Werna Udding, Interreg A coördinator provincie Groningen
De trend om klanten een optimaal functionerend en daarbij ook een intuïtief te bedienen product te presenteren, signaleerde Use-Lab
GmbH al vroeg. „Gebruiksvriendelijkheid impliceert naast een grote klanttevredenheid allereerst ook een grote behoefte aan veiligheid”, onderstreept Torsten Gruchmann, directeur van Use-Lab GmbH. Voor internationale bedrijven als Siemens, Bosch of Dräger staat het „usability“onderzoek van hun producten al lang op de agenda. Gebruiksvriendelijkheid en ergonomie spelen ook op medisch gebied een steeds grotere rol. In ziekenhuizen, praktijken en zorginstellingen is bruikbaarheid een belangrijk kwaliteitskenmerk van medische producten geworden. “Om aan deze behoefte te kunnen voldoen, werkt bij UseLab GmbH een interdisciplinair team van ingenieurs, designers, fysici en vakpersoneel uit de OK en de intensive care, om apparaten steeds meer op de behoeften van de klant af te stemmen”, aldus Gruchmann.
In het project „AmbuPress“ zal tot eind 2013 een modern en draagbaar bloeddrukmeetsysteem worden geconstrueerd. Samen met Finapres Medical Systems, KWIC Healthcare BV en Demcon Advanced Mechatronics wil Use-Lab GmbH de traditionele techniek verder ontwikkelen. Weliswaar bestaan er sinds het midden van de jaren ’80 draagbare toestellen, maar de techniek is zo verouderd dat er in ziekenhuizen een grote behoefte aan beter ontwikkelde producten bestaat, licht Gruchmann toe. „De afzonderlijke componenten, die momenteel in de apparaten zitten, zijn al heel oud en duur. Ons doel is het toestel te moderniseren en te miniaturiseren. Daardoor wordt het energieverbruik verlaagd, het toestel wordt goedkoper en vooral ook gemakkelijker in gebruik.“ Verder is een draadloze communicatie van de vitale signalen naar een monitoringsysteem gepland, waardoor meer flexibiliteit mogelijk wordt. Het toestel zal vooral in ziekenhuizen en medische hulporganisaties door artsen en zorgpersoneel worden gebruikt. Bloeddruk meetsystemen kunnen meerdere parameters, zoals bloeddruk, hartslag en pompvolume per hartslag nauwkeurig bepalen. De bloeddruk van de patiënt wordt bij het „Ambupress“-model gemeten m.b.v. het finapres-systeem, dat inmiddels bij alle nietinvasieve bloeddruk meetsystemen gebruikt wordt. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een vingerhoedje om de cardiologische parameters te bepalen. Momenteel bevindt zich het project in de analyse- en specificatiefase, waarin de behoeften van de gebruikers worden geïdentificeerd. “Het is zaak om boven water te krijgen welke wensen de gebruiker heeft”, zegt Lars-Oliver Jansen, toepassingsspecialist bij Use-Lab GmbH. Afzonderlijke gesprekken en groepsdiscussies geven uitsluitsel over de behoeften in de praktijk. De volgende stap zal de ontwikkeling van een prototype zijn, dat op zijn beurt in meerdere stappen met typische groepen gebruikers wordt geverifieerd en gevalideerd.
Standaard bloeddrukmeetsysteem van Finapres Medical Systems
Projectpartners: Finapres Medical Systems Enschede Peter Frijters (Lead) Demcon Advanced Mechatronics Enschede Michiel Jannink Use-Lab GmbH, Steinfurt (DE) Torsten Gruchmann KWIC Healthcare BV, Groningen Kees Wiegers
>>>
DENSITY CONE Wanneer je een huis wilt bouwen en niet voor vervelende verrassingen wilt komen te staan, moet je wel weten hoe de gesteldheid van de ondergrond is. Want zonder solide fundament zal ook een droomhuis niet blijven staan. Maar hoe onderzoek je de grond het meest effectief? In de kleine plaats Tolbert, in de provincie Groningen, is het bedrijf Wiertsema & Partners BV gevestigd, dat geotechnisch bodemonderzoek tot een diepte van 150 meter uitvoert. Ingenieur dr. Kees-Jan van der Made gaat ons voor door de opslagruimte van het bedrijf, langs rekken die vol staan met grondmonsters. “In Nederland worden voor dijken en snelwegen bijna iedere 100 meter bodemmetingen uitgevoerd, bij gebouwen zelfs iedere 20 meter”, aldus Van der Made. „Onze klanten zijn particulieren, maar ook bedrijven die zich bezighouden met woning-, haven- en dijkbouw evenals initiatiefnemers van offshore-windparken.” In de laatste drie decennia heeft het bedrijf een naam gemaakt als erkend ingenieur-consultancy. “Bij ons komt alles uit één hand: wanneer iemand iets wil bouwen, doen wij het grond- en laboratoriumonderzoek, de analyse van de gegevens en de aansluitende advisering”, vervolgt de ingenieur.
Ze werken nu samen met twee Duitse partners, Ingenieurbüro dr. Greiser & Partner en Technologiepool GmbH uit Emden, aan een innovatief project met de naam „Density Cone“.
“
Density Cone is een vlaggenschipproject, een goed voorbeeld van de ontwikkeling van het innovatiepotentieel door de Duits-Nederlandse economische samenwerking in het kader van INTERREG IV A. Ik hoop van harte, dat we onze succesvolle samenwerking kunnen voortzetten met vergelijkbare innovatieprojecten binnen het INTERREG V A programma lopend van 2014 tot 2020. Gerhard Gizler, hoofd afdeling regionaal structuurbeleid - Ministerie van Economie, Arbeid en Transport Niedersachsen
Het is de bedoeling dat er een miniatuur ultrasoon-apparaat wordt ontworpen, waarmee het dichtheidsprofiel van vaste en vloeibare bodemlagen kan worden onderzocht. Basis van het
”
project vormt de zogeheten CPT-technologie (Cone Penetration Test), of ook wel druksondering. Dit is een methode die in Nederland al sinds geruime tijd gangbaar is om de bodemdichtheid te meten. In tegenstelling tot de in Duitsland gangbare boringen, wordt de grond hier niet meteen losgehaald. “Door boringen wordt het materiaal van het monster veranderd”, verklaart Van der Made. „Om het resultaat niet te vervalsen, zou men daarom eigenlijk in-situ moeten meten, m.a.w. meten ter plekke direct in de grond.” Bij de druksondering wordt een meetkop 30 meter of dieper met een constante snelheid in de grond gedrukt. Daarbij worden de lagen iedere twee cm opgemeten. “Aan de hand van de indringweerstand kunnen zeer nauwkeurige uitspraken over de bodemdichtheid worden gedaan. En, men kan ook nog eens 15 maal sneller meten dan met behulp van boringen.”
Ook bij bodemwerkzaamheden in havengebied kan het toestel worden gebruikt
meettoestel, dat met de kracht van max. 20 ton in de bodem gedrukt kan worden. Verder moet het toestel ook voor het meten van de dichtheid van vloeistoffen, bv. bij bouwprojecten in water, kunnen worden ingezet. „Wanneer bijvoorbeeld een haven uitgediept moet worden, moet het losse sediment worden afgezogen”, licht Van der Made toe. „Ons toestel moet informatie over de dichtheid van de havenbodem leveren.” Tot eind 2014 werken de drie bedrijven samen aan het project. Van der Made is tevreden: “Voor mij is de samenwerking met de Duitse partners erg belangrijk, omdat onze competenties perfect op elkaar aansluiten.”
Dr. Kees-Jan van der Made laat de meetkop van de druksondering zien
>>>
De toestellen die momenteel op de markt zijn, werken overwegend met radioactieve bronnen. “De resultaten die dit systeem oplevert zijn weliswaar betrouwbaar, maar toch bergt de technologie het risico van schadelijke straling”, aldus Van der Made. Zijn alternatief is gebruik te maken van ultrasoon, waarmee zonder gevaar hoogkwalitatieve analyses mogelijk zijn. Nieuw is ook: het meettoestel zal heel klein gemaakt worden. “Daarbij mag de stabiliteit niet achteruitgaan”, voegt de ingenieur toe. Het doel van het project is een geminiaturiseerd
Projectpartners: Wiertsema & Partners BV, Tolbert Kees-Jan van der Made (Lead) Dr. Greiser & Partner, Emden (DE) Norbert Greiser Technologiepool GmbH, Emden (DE) Thomas Schüning
>>>
MIKRoBLM Een volwassen mens bestaat uit ca. 100 biljoen cellen; 1014 microscopisch kleine structuren, bestaande uit celkern, celorganen, plasma en membranen, die samen de bouwstenen van het leven zijn. Ze zijn verantwoordelijk voor groei, energie en regeneratie, maar ook voor ziekte en dood. Om ze te kunnen begrijpen moet men hun functies en hun communicatie niet alleen kennen, maar ook kunnen meten en analyseren. Het DIAMANT-project „MikroBLM“ zorgt op dit terrein voor een revolutie: op basis van onderzoeksresultaten en toepassingen van het Osnabrückse bedrijf Ionovation GmbH, het fundamentele onderzoek naar het gebruik van lipide-membranen van de Universiteit Twente evenals de fabricage-expertise van Micronit Microfluidics, ontstaat een industriële toepassing voor multiplexmetingen van membraanproteïnen, die naast het elektrofysiologische onderzoek ook optische waarneming mogelijk maakt. In het samenwerkingsproject zal een complexe set-up voor multiplexmetingen aan membraanproteïnen door het gebruik van zogeheten „Black Lipid Membranes“ (BLM) worden geschapen. Membranen zijn voor bio-medisch onderzoek en analysen, zoals bv. het onderzoek van me-
dicijnen, essentieel. Membranen transporteren moleculen tussen de cellen en de celeenheden en brengen zo informatie over. Deze stromen geven uitsluitsel over de celfuncties en daarmee ook de levensprocessen. BLM zijn een sleutelinstrument bij het onderzoek van membraanproteïnen. Het gaat daarbij om kunstmatige membranen met precies vastgelegde lipide-samenstelling. De techniek, die deze membranen maakt en meet, wordt vanwege de dubbele structuur van de membranen “bilayer”techniek genoemd. Door de ”bilayer”-techniek kunnen membraanproteïnen op moleculeniveau worden opgemeten, wat vooral voor het onderzoek naar de oorzaak van ziekten en de ontwikkeling van werkzame stoffen noodzakelijk is. Een onderzoek van mitochondriale membra-
antechnologieën kan bv. uitsluitsel geven over veel voorkomende ziekten als kanker en Alzheimer. Het toestel van Ionovation GmbH produceert de BLM al binnen enkele seconden in een slechts ca. 2 cm grote meetkamer. Dan worden proteo-liposomen, die deel uitmaken van de doel-proteïne, toegevoegd die met de BLM fuseren. Aansluitend meet een speciale software de processen in de meetkamer. Daarnaast kan een gebruikelijke microscoop met het toestel worden gecombineerd, zodat de processen ook optisch kunnen worden gevolgd. Deze combinatie van elektro-fysiologie en microscopie is in deze vorm helemaal nieuw. In het project staat de verdere ontwikkeling van deze techniek op industriële schaal centraal. Hoewel onderzoekers goed overweg kunnen met het al bekende instrument, zijn de mogelijkheden van het apparaat ontoereikend voor toepassing op industriële schaal. Bij een hoeveelheid van 500 potentieel interessante moleculen van 100.000 monsters, zijn de materiaalonderzoekers aangewezen op methoden die multiplexmetingen en massaproductie mogelijk maken. Het momenteel nog utopische doel van de farmaceutische industrie is een “massa screening”, de meting van 100.000 monsters per dag. “Het uitgangspunt van ons project is om eerst eens ca. 1.000 monsters per dag te kunnen meten”, aldus dr. Karsten Gall, oprichter en manager van Ionovation GmbH. Dit doel moet worden bereikt door de meetapparatuur parallel te gebruiken. Dit zal door de specifieke opbouw van het apparaat mogelijk zijn. De kern van dit concept is een microfluïdische chip, waardoor de meetmethode geminiaturiseerd en parallel geschakeld kan worden. Verder wordt door de procesautomatisering gebruik in een industriële omgeving mogelijk. „De markt voor dergelijke meetsystemen, zoals het MikroBLM-project, is veelbelovend“, aldus Gall. Tot dusver heeft Ionovation 40-50 apparaten over de hele wereld voor een prijs van
€ 50.000 per stuk verkocht. Een sterke marktontwikkeling is niet onwaarschijnlijk omdat er veel toepassingsgebieden denkbaar zijn. „Ook voor analyses, bv. van de verdraagbaarheid van cosmetica, schadelijke stoffen in het milieu of in de levensmiddelenindustrie kan de technologie van groot nut zijn“, verklaart Gall.
Dr. Karsten Gall werkt aan het gezamenlijke project „MikroBLM“.
>>>
Projectpartners: Ionovation GmbH, Osnabrück (DE) Karsten Gall (Lead) Micronit Microfluidics BV Enschede , Marko Blom University of Twente, BIOS - Lab on a chip group, Enschede Séverine le Gac
MOPED Een bekend horrorscenario: brand in een bedrijf of een industriële opslaghal. Een rookwolk stijgt op, waarvan niemand weet welke gevaarlijke stoffen zich daarin bevinden en of dit een gevaar is voor de omliggende wijken. Een snelle analyse is van groot belang. De verantwoordelijke overheidsinstanties moeten beslissen of er ontruimd moet worden, of dat de mensen gerustgesteld kunnen worden. Een mobiele detector, die een analyse doet en duidelijkheid verschaft of en welke van de vele schadelijke stoffen vrijkomen, bestaat tot op heden niet. MOPED gaat daar verandering in brengen. Het project MOPED (MicroGC-PED) houdt zich bezig met de ontwikkeling van een klein draagbaar analysesysteem voor chemicaliën en gevaarlijke stoffen. Het principe van het toestel is gebaseerd op een combinatie van scheiding op basis van microgaschromatografie en een detectie door sensitieve plasma-emissie. Het doel van de projectpartners uit Enschede en Münster (DE) is een instrument voor de snelle en goede detectie van stoffen en stofgroepen. Daarbij mikt men in een eerste stap vooral op de
detectie van vluchtige chloor- of metaalhoudende verbindingen. Plaatsen waar de mobiele detectoren voor gevaarlijke stoffen ingezet kunnen worden, zijn vooral industriële processen. Voorbeelden zijn de chemische, petrochemische of farmaceutische industrie. “Ook bij de rampenbestrijding, bv. een brand in een industriële loods, kan het draagbare gasanalyse systeem worden ingezet”, bericht prof. dr. Uwe Karst van het Institut für Anorganische und Analytische Chemie van de Universiteit Münster. Er zijn ook nu al kleine, draagbare detectieapparaten. Maar deze kunnen niet ter plekke afzonderlijke verbindingen analyseren. “Traditionele apparaten werken met sensor-
atoomniveau biedt en zeer exacte detectie van substanties op verschillende oppervlakken mogelijk maakt.
Het Institut für Anorganische und Analytische Chemie van de Universiteit Münster
>>>
array’s. De systemen berusten op aannames en simulaties, die zich baseren op zeer nietselectieve metingen van de lucht“, verklaart dr. Michael Sperling, MOPED-projectleider van de Universiteit Münster. Het gevolg: in complexe omstandigheden is het bijna onmogelijk om tot een duidelijk resultaat te komen.
“
De plasma-emissiedetector voor het analysesysteem wordt in Münster ontwikkeld. Hierbij worden de substanties in de monsters door hoge temperatuur in atomen opgesplitst, die een karakteristiek licht uitstralen en op deze manier ondubbelzinnig gedetecteerd kunnen worden. Verder geeft de hoogte van de gemeten waarde ook informatie over de concentratie. Deze detectiemethoden worden weliswaar al langer in het laboratorium gebruikt, maar de verkleining van gaschromatografie en plasma-emissiedetectie voor een mobiel en gemakkelijk te bedienen toestel is een innovatie. Professor Karst is optimistisch: „Met het goede plasma, dat heel klein is maar wel de noodzakelijke temperatuur levert, en een goede instelling van het toestel, kunnen we dan in de toekomst bepaalde stoffen of stofgroepen herkennen.“
Het project MOPED draagt bij aan het verder versterken van de wetenschappelijke en economische positie van het Nederlands-Duitse grensgebied op het gebied van geavanceerde microsystemen en nanotechnologie. Het is tevens een mooi voorbeeld hoe micro- en nanotechnologie een bijdrage leveren aan maatschappelijke vraagstukken. In dit geval het sneller en effectiever nemen van de maatregelen ter bescherming van de volksgezondheid wanneer door een ongeluk gevaarlijke stoffen vrijkomen.
”
Theo Rietkerk, gedeputeerde provincie Overijssel - Economie, Energie en Innovatie
MOPED daarentegen, biedt de zekerheid van een chemische analyse. Dit m.b.v. de zeer kleine gaschromatograaf, die een groot aantal vooraf vastgelegde stoffen kan detecteren. „En dat binnen een paar minuten“, onderstreept Sperling. Het miniaturiseren van het detectie- en analyseproces is de belangrijkste uitdaging in het grensoverschrijdende project, waarbij naast de wetenschappers van de Universiteit van Münster, ook Tascon GmbH en het Nederlandse bedrijf Thermo Fisher Scientific betrokken zijn. De miniaturisering moet in het ideale geval zover gaan, dat de detectie in een chip geïntegreerd wordt. Tascon wil daarvoor m.b.v. de LEIS-technologie (low energy ion scattering) een beeldvormingmethode ontwikkelen, die een resolutie op
Projectpartners: Qmicro BV, Enschede Vincent Spiering (Lead) Tascon GmbH, Münster (DE) Daniel Breitenstein Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Anorganische und Analytische Chemie, Münster (DE) Michael Sperling
NANOSOL De zon is de grootste energiebron van de aarde. Zonder de zon zou ons hele ecosysteem instorten en leven op aarde zou niet mogelijk zijn. Zonne-energie kan verder heel goed voor onze energievoorziening worden gebruikt. Met behulp van speciale technieken kunnen zonnestralen worden omgezet in stroom, warmte of chemische energie. Door de huidige discussie over duurzame energieën staat de verdere ontwikkeling van het gebruik van zonne-energie hoog op de agenda van de politiek, het onderzoek en het bedrijfsleven. Dit thema heeft een enorm potentieel. Het Nederlandse bedrijf DNV GL werkt momenteel aan een innovatief fotovoltaïsch systeem, dat zowel stroom als warmte uit de zonnestralen kan halen. Een eenmalige investering zou de volledige behoefte aan warmte en stroom van een huishouden kunnen dekken. „Ons idee is, fotovoltaïsche cellen te combineren met een warmtewisselaar“, verklaart adviseur Jasper Lemmens. „De module moet kunnen worden aangebracht op daken van huizen en zowel
warmte als stroom kunnen leveren.“ De fotovoltaïsche module wordt daarbij door de toegevoerde lucht afgekoeld, waardoor tegelijkertijd ook warmte kan worden gewonnen. “We werken er nu aan om de optimale verhouding tussen stroom- en warmtewinning te bepalen. Ook andere zaken moeten nog worden opgelost, bv. welke materialen het beste geschikt zijn.“ De samenwerking met nog eens vijf andere projectpartners moet meer inzichten opleveren. Het project met de titel „Nanosol“ wordt gekenmerkt door een transnationale samenwerking tussen DNV GL, HyET Solar en Qing Groep aan Nederlandse, en nanoAnalytics en SM InnoTech GmbH aan Duitse zijde. „We vullen elkaar heel goed aan,
omdat iedere projectpartner zijn eigen onderzoeks- en kenniscompetenties heeft“, aldus Lemmens. „Dat is het uitgangspunt voor het bereiken van optimale ontwikkelingsresultaten”. Binnen de komende twee jaar zal gezamenlijk een nieuwe PV-technologie (fotovoltaïsch) worden ontwikkeld. De toekomstige hoog productieve PV-module, maakt gebruik van de nanotechnologie. „We construeren een tandemPV-cel”, bericht Lemmens. „Daarvoor gebruiken we een piramidevormige nano-texturering, die nieuw op de markt is. Bij tandem - thin film cellen zal het totale rendement hoger zijn dan bij de nu gebruikte cellen.
De projectpartners van Nanosol
>>>
Fotovoltaïsche folie: een deel van de solarmodule >>>
“De vraag of een huishouden door het gebruik van de solarmodule over een autonome stroom- en warmteverzorging kan beschikken, beantwoord de collega van Lemmens, Bas Vet, als volgt: „In theorie is dat mogelijk. Een probleem is echter dat de hoeveelheid energie die de zonnestralen leveren schommelt met het weer, het uur van de dag en het jaargetijde.” Juist in de wintermaanden, wanneer je meer stroom en warmte nodig hebt, is er weinig zonneenergie. Daarom is er zonder buffertechnologie geen constante energieverzorging mogelijk. De opslag van stroom en warmte is een uitdaging, waarmee DNV GL en de partners in het project „Nanosol“ aan het werk gaan.
Projectpartners: DNV GL, Arnhem Jasper Lemmens (Lead) HyET Solar BV, Arnhem Edward Hamers SM InnoTech GmbH, Bocholt (DE) Andreas Echterhoff nanoAnalytics GmbH, Münster (DE) Andreas Schäfer Qing Groep BV, Arnhem Martin Ruiter
SM2APP Robots die dieren op de boerderij voeren en het huishouden doen – het klinkt als sciencefiction, maar is al lang realiteit. Apparaten worden steeds productiever en tegelijkertijd ook kleiner, lichter en zuiniger. Vooral door de verdere ontwikkeling van elektrische opslagsystemen zal er nog meer vooruitgang geboekt worden op de verschillende terreinen van het leven. Het Nederlandse bedrijf IVRA Electronics BV werkt samen met meerdere partners aan een project, dat de markt voor elektrische accu’s een grote stap vooruit moet brengen. Het doel is een geminiaturaliseerd batterij-managementsysteem, dat apparaten en robots die ver van het elektrische net werken veel langer van energie kan voorzien. “We ontwikkelen een klein batterijmanagementsysteem, dat door een software bestuurd wordt en waarin lithium-ion batterijen zitten”, schetst Loet Berendse van IVRA Electronics het plan met de titel „Sm2APP“. De door IVRA ingezette lithium-ionen-batterijen werden zodanig uitgekozen, dat er op de bekende probleemgebieden duurzaamheid en veilig-
heid verbeteringen geboekt werden. “Een andere bijdrage voor meer veiligheid wordt geleverd door een software, die controleert of de cellen wel goed opgeladen worden en de batterijen niet kunnen ontvlammen,” licht Berendse toe. Als toekomstige gebruikers werden fabrikanten van energietoestellen op verschillende terreinen geïdentificeerd. “Enige tijd geleden zijn we in contact gekomen met de revalidatiemarkt; we zagen al snel dat er een grote behoefte aan rolstoelen en elektrische wagentjes bestaat”, herinnert zich Loet Berendse. Het probleem van de batterijen die in elektrische voertuigen voor mensen met een handicap ingezet worden, is de korte levensduur. “Omdat in de koude winter-
maanden de voertuigen vaak blijven staan zonder opgeladen te worden, werken de batterijen niet meer zodra ze weer gebruikt worden. Gemiddeld genomen moeten de batterijen ieder anderhalf jaar worden vervangen, verklaart Berendse. Daarom worden in de afgesloten huurcontracten vaak hoge servicekosten opgenomen, die te herleiden zijn tot het dure onderhoud aan de batterijsystemen. Het is de bedoeling dat dit in het project verbeterd wordt: “Onze batterijen moeten een levensduur van wel vijf jaar halen”, aldus Berendse. “Daarmee stijgt de levensduur met 300 – 400%, onderhoudskosten vallen weg en er ontstaat minder afval.“
“
Ik zie in SM2APP een sterk en innovatief Interregproject. Moderne toepassingen van batterijtechnologie zorgen voor een grensoverschrijdende ontwikkeling van het MKB. Deze regio wordt door SM2APP voorloper in slimme mobiliteitsontwikkelingen in de caravan-, revalidatie-, landbouw en schoonmaaksector. Ik wens ze alle succes! Annemieke Traag, gedeputeerde provincie Gelderland – Economie (innovatie), Milieubeleid, Klimaat en energie, Jeugdzorg, Cultuur en cultuurhistorie
aldus Berendse. „Ons systeem moet ook deze hoeveelheid energie kunnen leveren.“ De batterijen kunnen daarbij te allen tijde worden opgeladen. Door een PV-module op de woonwagen kan de batterij ook worden opgeladen met zonne-energie. Op grond van het grote aantal onbekende factoren, moeten in de komende tijd nog heel veel metingen en tests worden gedaan. „Met de grensoverschrijdende samenwerking met onze partners zijn we tot dusver heel tevreden”, zegt Loet Berendse.
Ontwerp van het batterij-managementsysteem >>>
Een ander toepassingsgebied zal de landbouw zijn: de batterijen zullen robots aandrijven, die het voeren van de dieren in de stal ondersteunen. “Terwijl de koeien vreten, wordt een deel van het voer ongewild steeds weer van de voederplaats weggeschoven. Om te voorkomen dat de boer het voer steeds weer moet terugschuiven, wordt dit door een machine gedaan die langs de voergang rijdt”, aldus Loet Berendse. De batterijsystemen zullen ook bij woonwagens worden gebruikt. “Om de vaak erg zware wagens te kunnen bewegen en op de camping naar de juiste plaats te loodsen, wordt korte tijd gebruik gemaakt van het elektrische aandrijfsysteem, waarbij echter een enorme stroombehoefte is“,
Projectpartners: IVRA Electronics BV, Arnhem Loet Berendse (Lead) Elten Medical, Elten (DE) Kumar Vivek Use-Lab GmbH, Steinfurt (DE) Torsten Gruchmann Noéton Policy In Innovation BV Nijmegen Michiel Scheffer
”
Ondersteund door:
www.deutschland-nederland.eu
