Kolloïden, Kennis, Kunde en Kassa

Kolloïden, Kennis, Kunde en Kassa Oratie1 uitgesproken door

Prof.dr.ir. Remco Tuinier

bij de aanvaarding van het ambt van bijzonder hoogleraar Kolloïd-Polymeermengsels 2 aan de Universiteit Utrecht3 op dinsdag 18 februari 2014

1

Opgedragen aan mijn vader, Herman Tuinier (1941-2004) Deze leerstoel is mede mogelijk gemaakt door Koninklijke DSM N.V. 3 Departement Scheikunde, Faculteit Bètawetenschappen 2

Kolloïden, kennis, kunde en kassa – Remco Tuinier

1.

Inleiding

Mijnheer de Rector Magnificus, zeer gewaardeerde collega’s, familie en vrienden, In het televisieprogramma Zomergasten was in 2012 Ben Verwaayen te gast, de voorzitter van de raad van bestuur van Alcatel-Lucent, een telecommunicatie-multinational met een jaarlijkse omzet van ongeveer 14 miljard euro. Over de technologie van Alcatel zei Verwaayen “bijna niemand begrijpt hoe het in elkaar zit. Ik heb geen idee hoe het in elkaar zit en dat is ook niet nodig.” Deze uitspraak zegt iets over de afstand tussen kassa, datgene waar een topman van een grote onderneming zich tegenwoordig vaak primair mee bezighoudt, en kennis en kunde. In deze oratie wil ik mijn gedachten met u delen over kennis, kunde en kassa en in het bijzonder welke rol kolloïden4, mijn liefhebberij, hierbij kunnen spelen. Regelmatig is er discussie in het publieke domein over de kenniseconomie. Het lijkt er op dat steeds meer mensen zich realiseren dat we het in West-Europa moeten hebben van onze kennis en kunde5 en dat we meer moeten innoveren. Innoveren is vernieuwen of verbeteren en voor innovatie is een goede connectie tussen kennis, kunde en kassa nodig. Echter, in politieke discussies lijken kennis en kunde, vaak wetenschap genoemd, nog slechts een rol te spelen als onderdeel van de kenniseconomie. Wetenschap wordt alleen dan serieus genomen wanneer deze direct een innovatie of waarde oplevert oftewel, zoals dit momenteel wordt genoemd, gevaloriseerd wordt. Het is soms onduidelijk wat precies wordt bedoeld met valorisatie6 maar het komt erop neer dat wetenschap direct geld of getallen moet opleveren. Deze valorisatie is vooral het laatste decennium ver doorgedrongen in de cultuur van de wetenschappelijke wereld: geleerden moeten tegenwoordig regelmatig publiceren in tijdschriften die veel impact hebben en worden gewogen op de zogenaamde Hirsch- of h-index7, een index die van een auteur aangeeft hoe vaak haar of zijn 4

De term kolloïd komt van het oud-Griekse word (kolla) en betekent lijm, maar wordt ook wel geschreven als colloïd. 5 Lang werd aangenomen dat alle productie vanuit West-Europa en de VS naar andere plekken in de wereld zal worden verplaatst. In dit gebied van de wereld is produceren wellicht duur maar het kan in West-Europa wel heel efficiënt. Dat heeft dan weer met kennis en kunde te maken. Zie ook ‘Nederlandse maakindustrie kan prima presteren zonder lagelonenlanden’, interview met Ben Dankbaar, Het Financieele Dagblad, 25 juni 2013. 6 De term ‘innovatie’ wordt ook wel gedefinieerd als iets nieuws dat binnen een bedrijf wordt ontwikkeld of toegepast. Dat is dus breder dan wetenschap. Zie A.H. van de Ven, L. Harold en M.S. Poole, Research on the Management of Innovation . Harper & Row, 1989. 7 J.E. Hirsch, An index to quantify an individual's scientific research output, PNAS 102 (2005) 16569. Zie ook Philip Ball, Index aims for fair ranking of scientists, Nature 436 (2005) 900.

2


wetenschappelijke publicaties geciteerd worden. Een soort beurswaarde van een geleerde dus8. Hoe anders werd de waarde van wetenschap gewogen in de Gouden Eeuw. In die tijd leefde de Nederlander Christiaan Huygens 9 , die baanbrekend werk deed op het gebied van de mechanica en de astronomie. Huygens publiceerde slechts enkele wetenschappelijke werken zodat zijn Hirsch index vandaag de dag nooit hoog genoeg zou zijn geweest om een vaste positie op een universiteit te verwerven. Zijn tijdgenoot Newton, één van de grootste geleerden ooit, publiceerde uit angst voor kritiek veel werk pas heel laat. Gelukkig werd hij in staat gesteld in stilte te werken aan zijn grootse natuurkundige en wiskundige theorieën. Zonder het werk van Newton en Huygens had ons bestaan er anders uit gezien. Zoals conferencier Fons Jansen begin jaren ‘80 zei: “Dan gingen we nu met paard en wagen naar de maan”10. Halverwege de 19e eeuw werkte Charles Darwin meer dan 20 jaar vrijwel onafgebroken11 aan zijn boek ‘On the Origin of Species’ waarin hij de evolutietheorie beschreef. En dat terwijl hij de basis van die theorie eigenlijk aan het begin al had12. Het werk van Darwin, Newton en Huygens was zo vernieuwend dat ze, als ze in onze tijd hadden geleefd, waarschijnlijk niet zoveel geciteerd zouden zijn. Echt nieuwe dingen hebben meestal niet meteen impact. Ook in de Verenigde Staten, waar de cultuur van lijstjes13 is ontstaan, was de situatie aan het begin van de vorige eeuw nog heel anders dan nu. In 1927 moedigde de president van Harvard de stafleden nog aan met de woorden: “Uw doel zal kennis en wijsheid zijn, niet de gloed van succes die daar bij hoort”14,15. Het is duidelijk dat mensen op invloedrijke posities zich ook ver na de Gouden Eeuw realiseerden dat fundamenteel onderzoek waardevol is zonder dat het direct gevaloriseerd wordt.

8

Veel geleerden die actief waren vóór 1990 zouden niet voldoen aan de hedendaagse criteria om een vaste positie te verwerven aan een westerse universiteit met naam. 9 Vincent Icke, Christiaan Huygens in de onvoltooid verleden toekomende tijd , Historische Uitgeverij Groningen, 2005. 10 Fons Jansen in Zullen we handhaven (1981-1984). 11 In die 20 jaar schreef Darwin acht publicaties die meer beschrijvend en geologisch van aard waren. 12 John van Wyhe, Darwin: The Story of the Man and His Theories of Evolution , London: Andre Deutsch (2008). 13 Ook in het Nederlands vaak ‘rankings’ genoemd 14 “Your aim will be knowledge and wisdom, not the reflected glamour of fame” 15 Robert Kagan, The Return of History and the end of Dreams (2008).

3


Figuur 1. Foto van de deelnemers16 van het eerste Solvay congres in 1911 in het Hotel Metropole in Brussel. Foto: Benjamin Couprie (1911).

Zo begon de Belgische grootindustrieel Solvay, die met zijn broer een slim proces ontwikkelde om op grote schaal sodazout te maken, een eeuw geleden met het organiseren van de zogenaamde Solvay conferenties. Deze congressen gingen over fundamentele natuurkunde. Beroemde geleerden als Curie, Einstein en Lorentz namen eraan deel, zie Figuur 1. Nu komt bij u wellicht de vraag op: pleit deze orator, die werkt voor een multinational, DSM, voor fundamenteel onderzoek? En het antwoord is: “ja”. Maar mét een randvoorwaarde. Essentieel is welk fundamenteel onderzoek wordt gedaan17. Ik pleit voor ruimte voor fundamenteel onderzoek maar vooral voor een sterke wisselwerking tussen fundamenteel ingestelde onderzoekers en industriële onderzoekers. In mijn 5½ jaar bij DSM heb ik ervaren dat toegepast onderzoek in een industriële omgeving je voor vraagstukken stelt die veel interessante kanten hebben die leiden tot uitdagende fundamentele vragen. Zo heb ik bij DSM aan verschillende, razend interessante thema’s gewerkt waaraan ik nooit gestart zou zijn wanneer ik voltijds in de academische wereld was gebleven. Zoals vakgenoot Peter Schurtenberger 16

Van links naar rechts zittend: W. Nernst, M. Brillouin, E. Solvay, H. Lorentz, E. Warburg, J. Perrin, W. Wien, M. Sk odowska-Curie en H. Poincaré. Staand van links naar rechts: R. Goldschmidt, M. Planck, H. Rubens, A. Sommerfeld, F. Lindemann, M. de Broglie, M. Knudsen, F. Hasenöhrl, G. Hostelet, E. Herzen, J.H. Jeans, E. Rutherford, H. Kamerlingh Onnes, A. Einstein en P. Langevin. 17 Een deel van het onderzoek zou volledig in de vrije ruimte moeten zijn/blijven.

4


ooit zei: “elke hoogleraar in ons vakgebied zou elke 5 jaar een half jaar een industriële stage moeten doen. Alleen al om externe impulsen te krijgen voor nieuwe ideeën”. Ik heb dat omgedraaid. Via mijn positie als deeltijdhoogleraar doe ik gemiddeld gezien elke 5 jaar een half jaar een universitaire stage. Dit was een wat lange inleiding. Excuus daarvoor; ik ben tenslotte nog maar een PIO (= professor in opleiding)18. Wat ik al wel heb geleerd is dat je bij het afstuderen wordt toegesproken bij de diploma-uitreiking, dat er bij de promotie tot doctor een discussie is en je dat na de benoeming als hoogleraar zelf mag spreken. Dat is een interessante opbouw. Terug naar de titel: Kolloïden, kennis, kunde en kassa. Ik heb al wat verteld over kennis, kunde en kassa en dat komt nog terug maar het is nu tijd om toe te lichten wat kolloïden eigenlijk zijn. 2. Kolloïden Een kolloïdale dispersie is een verdeling van deeltjes, de disperse fase, in een medium, de continue fase. De deeltjes kunnen een vaste stof zijn, ze kunnen vloeistofdruppels zijn of gasbelletjes, en dit geldt ook voor het medium. In Tabel 1 ziet u een overzicht van mogelijke kolloïdale systemen, zoals aerosolen als mist en rook, schuimen en emulsies. Tabel 1. Verschillende typen kolloïdale systemen met voorbeelden.

Continue fase Disperse fase (deeltjes)

Gas

Gas Vloeistof Vast

Aerosol / mist Aerosol / rook

Vloeistof

Vast

Schuim / slagroom Emulsie / melk

Vast schuim / puimsteen Vaste emulsie, gel / kaas Vaste sol / robijnglas

Sol / verf

Wanneer kunnen we een deeltje kolloïdaal noemen? Kolloïdale deeltjes zijn significant groter dan moleculen maar nog wel zo klein dat ze zich in veel opzichten als moleculen gedragen. Zo zakken kolloïdale deeltjes niet direct naar de bodem als je ze in een vloeistof brengt, en vertonen ze een 18

De term PIO werd geïntroduceerd door Prof. dr. H.N.W. Lekkerkerker.

5


willekeurige beweging. Ruwweg kan worden gesteld dat kolloïdale deeltjes afmetingen hebben tussen enkele nanometers en enkele micrometers, zie Figuur 2. De kolloïdchemie of, zoals Martien Cohen Stuart het beter noemt, de kolloïdkunde, is een vak dat zeker 150 jaar oud is.

Figuur 2. Voorbeelden van verschillende soorten in een vloeistof gedispergeerde vaste kolloïdale deeltjes.

Kolloïden spelen een belangrijke rol in diverse natuurlijke en industriële processen. Zo hebben kleideeltjes, kolloïdale plaatjes, veel invloed op de bodemstructuur en zien we verschillen in het klonteren van rode bloedcellen als de concentraties aan serumeiwitten schommelen ten gevolge van ziekten. Zuivelproducten als kaas, yoghurt en kwark worden gemaakt door de wisselwerkingen te veranderen tussen de voornaamste kolloïdale deeltjes in melk, de caseïne-micellen19, en in feite zijn kolloïdale deeltjes de bouwstenen van nieuwe ontwikkelingen in de nanotechnologie. De laatste decennia is dit vakgebied niet meer slechts het domein van chemici maar ook van natuurkundigen die de kolloïdkunde zien als onderdeel van de zachte gecondenseerde materie, ook wel ‘soft matter’ genoemd. Wanneer een vloeistof ook maar enigszins troebel of stroperig is hebben we

19

C.G. de Kruif, Harde Fysica, Zachte Zuivel , oratie Universiteit Utrecht, 15 maart 2000.

6


met een soft matter systeem te maken20. Soft matter experts houden zich ook bezig met macromoleculaire systemen. Een voorbeeld van een macromolecuul is een polymeer, zie Figuur 3. Een polymeer is een kralenketting van aan elkaar geregen moleculen. Voedselproducten, inkt en verf zijn vaak dispersies van kolloïden en polymeren. Het moge duidelijk zijn dat industriële producten veelal soft matter systemen zijn en het is dus heel relevant om te weten hoe deze werken. Figuur 3. Links: verschillende configuraties van geïsoleerde PVP polymeren 21 . Rechts: weergave van een polyethyleen polymeerketen met waterstofatomen (wit) en koolstofatomen (zwart).

Binnen dit vakgebied heb ik specifieke interesse in twee thema’s. Allereerst ben ik geïnteresseerd in de vorming van kolloïdale deeltjes via zelfassemblage van polymeren voor het inpakken van ingrediënten als medicijnen of vitamines. Dit onderwerp is sterk geïnspireerd door mijn DSMomgeving. Sinds midden jaren ‘90 werk ik aan geconcentreerde systemen met mengsels van verschillende kolloïden en/of polymeren of oppervlakteactieve stoffen 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 . Hierbij kunt u denken aan verf of aan de binnenkant van een levende cel of aan levensmiddelen als yoghurt of sladressing. De fasestabiliteit van deze mengsels met daarin kolloïdale deeltjes en polymeren en de dynamica, hoe snel bewegen deeltjes in een geconcentreerd of ‘crowded’ mengsel, houden mij bezig. De dynamica en de stabiliteit worden bepaald door de concentratie van en de wisselwerkingen tussen de kolloïdale deeltjes. Hierover valt wel degelijk iets zinnigs te zeggen want er is gelukkig al veel basiskennis ontwikkeld.

20

R. Piazza, Soft Matter, the stuff that dreams are made of , Springer 2011. Y. Roiter and S. Minko, J. Am. Chem. Soc. 127, (2005) 15688) 22 C.G. de Kruif, R. Tuinier, Polysaccharide-protein interactions, Food Hydrocolloids 15 (2001) 555-563. 23 R. Tuinier, J. Rieger, C.G. de Kruif, Depletion-induced phase separation in colloid-polymer mixtures, Adv. Colloid Interface Sci. 103 (2003) 1-31. 24 A. Fortini, M. Dijkstra, R. Tuinier, J. Phys.: Condens. Matt. 17 (2005) 7783-7803. 25 C.F. Rediguieri, O. de Freitas, P. Lettinga, R. Tuinier, Biomacromolecules 8 (2007) 3345. 26 R. Tuinier, J. Phys.: Condens. Matter 23 (2011) 194133. 27 K. van Gruijthuijsen, R. Tuinier, J.M. Brader, A. Stradner, Soft Matter 9 (2013) 9977. 21

7


3. Kennis Kennis is dat wat geweten en toegepast wordt en het is veel meer dan informatie. Als een scheikundestudent in Utrecht alle leerstof uit het hoofd leert zonder doorgedachte28, zonder te snappen wat de stof inhoudt dan vrees ik dat zij of hij weinig tentamens succesvol zal afronden. Ik ga u iets vertellen over enkele elementen uit de kennis die studenten in de schei- en natuurkunde hier in Utrecht kunnen opdoen over kolloïden, en ik kies daarbij enige zaken die relevant zijn voor mijn onderzoekslijn. U weet nu wat kolloïden zijn, en ik gaf al aan dat kolloïdale dispersies zich in diverse opzichten net zo gedragen als zeer grote atomen en moleculen. Deze analogie werd op overtuigende wijze geïllustreerd door Jean Perrin 29 met behulp van eenvoudige, maar briljante experimenten. Hij gebruikte harsdeeltjes van ongeveer 1 µm, deeltjes met een afmeting aan de bovenzijde van het kolloïdale domein. Perrin dispergeerde deze in water en bestudeerde hun gedrag met behulp van een lichtmicroscoop. Perrin demonstreerde dat de harsdeeltjes willekeurige zig-zag bewegingen vertoonden en hij liet zien dat deze thermische beweging kan worden beschreven met de theorieën die Von Smoluchowski en Einstein opstelden voor moleculen. Daarnaast toonde Perrin aan dat het concentratieprofiel van de harsdeeltjes in het zwaartekrachtveld kan worden beschreven met behulp van de barometrische hoogteverdeling van Boltzmann. Kortom, theorieën die ontwikkeld waren om het fysische gedrag van moleculen te beschrijven werden voor het eerst experimenteel ondersteund door de waarnemingen van Perrin aan harsdeeltjes. Er is dus een analogie tussen het gedrag van kolloïdale deeltjes en dat van moleculen. Het bijzondere van kolloïdale deeltjes ten opzichte van moleculen is dat de wisselwerkingen of interacties tussen de kolloïdale deeltjes in hoge mate aanpasbaar zijn. Experimenteel werk hier in Utrecht door “de 4 A’s” (geïnitieerd door Agienus Vrij en later synthese-werk geleid door Albert Philipse, Alfons van Blaaderen en Arnout Imhof) heeft sterk bijgedragen aan de huidige kunde van het maken van goed gedefinieerde kolloïdale deeltjes. De kolloïdchemie is in de laatste decennia zo ver ontwikkeld dat het mogelijk is om de wisselwerkingen tussen de kolloïdale deeltjes dusdanig in te stellen dat ze netto afstotend zijn of juist attractief of een combinatie van beide, zie Figuur 4.

28 29

De doorgedachte van Henny Vrienten en Tom Barman van het album Nacht , 2006. J. Perrin, Die Atome , Steinkopff, 1914.

8


Figuur 4. Voorbeelden van interactie-potentialen tussen kolloïdale deeltjes. Van links naar rechts: harde bollen, plakkende bollen, deeltjes met een elektrische dubbellaag en deeltjes bedekt met lange, verankerde polymeren.

Afstoting kan bijvoorbeeld worden gerealiseerd door gebruik te maken van geladen groepen op de kolloïdale deeltjes. In water kan de reikwijdte van de interactie

dan

vervolgens

worden

ingesteld

met

behulp

van

de

zoutconcentratie. Een andere manier om afstoting met aanpasbare reikwijdte aan de deeltjes te geven is door ze te bedekken met polymeren. Attracties tussen de deeltjes kunnen op een gecontroleerde manier worden ingesteld door gebruik te maken van de zogenaamde depletieinteractie30. Precies 60 jaar geleden publiceerden Asakura en Oosawa, van de universiteit van Nagoya in Japan, een eerste theorie31 voor de depletieinteractie op basis van werk dat ze gedurende enkele jaren daarvoor hadden gedaan. Nobelprijs winnaar Paul Flory haalde hen tijdens een bezoek aan Japan in 1953 over om het werk over de theorie van depletie-interactie in te dienen voor publicatie32. Met het baanbrekende werk van Sho Asakura en Fumio Oosawa werd zo’n 20 jaar nauwelijks iets gedaan, totdat Brian Vincent in Engeland bij de verffabrikant ICI en later op de universiteit van Bristol, Sei Hachisu in Tsukuba in Japan en Agienus Vrij in Utrecht begonnen te werken aan dit thema met behulp van goed gedefinieerde modelsystemen. De depletie-wisselwerking heeft te maken met het feit dat wanneer er aan een dispersie met kolloïdale deeltjes extra componenten worden toegevoegd, bijvoorbeeld polymeren of andere kolloïdale deeltjes met een andere grootte of vorm, deze een ongunstige verstoring aanbrengen in het aantal realiseringsmogelijkheden; de verschillende componenten zitten elkaar in de weg. En dingen of mensen die elkaar hinderen en de effecten daarvan komen we in ons dagelijks leven ook tegen. 30

Depletie komt van ‘plere’ (Latijn voor vullen). Depletie is dan ‘ontvuld’ = leeggemaakt. De term ‘depletion’ is waarschijnlijk voor het eerst gebruikt door de kolloïdchemicus D.H. Napper. 31 S. Asakura, F. Oosawa, J. Chem. Phys. 22 (1954) 1255. 32 F. Oosawa, Hyo-Hyo Rakugaku (Autobiografie in het Japans), Nagoya, 2005.

9


Figuur 5. Links: diner setting in een restaurant tijdens een rustige avond. Rechts: hetzelfde restaurant tijdens een druk feest. Tekeningen: Daan Frenkel.

Mensen vinden het zelf niet prettig om gehinderd te worden in hun realiseringsmogelijkheden. Daan Frenkel illustreerde het depletie-effect ooit eens met behulp van de strip in Figuur 5. In deze figuur34 ziet u een schets van een horeca ruimte in een restaurant-setting (Fig. 5, links): de tafels staan netjes verdeeld over de ruimte. Wanneer er veel mensen aanwezig zijn, zoals in de Senaatszaal bij de receptie die volgt na deze oratie, is het niet zo prettig als er her en der tafels staan. Deze hinderen ons dan namelijk flink in onze bewegingsvrijheid. Een natuurlijke reactie is om de tafels opzij te schuiven tegen de wand (Fig. 5; rechts). Dit ziet men dan ook typisch in de cocktail party setting: de ‘depletiekrachten’ leiden ertoe dat de gelijke objecten, de tafels, worden gesegregeerd van de mensen. In feite is dit dus een fasescheiding van mensen en tafels. De oorsprong van dit effect is gelegen in de zogenaamde uitgesloten volume wisselwerking; zowel de tafels als de mensen nemen een deel van de ruimte in. Dit leidt tot depletie-zones, gebieden waar een tekort is. Als we het zwaartemiddelpunt van een feestganger als zijn of haar positie nemen, dan zal deze nooit vlakbij de tafel kunnen komen; er is een depletiezone van, zeg, 20 cm rondom de tafels. Figuur 6A. Twee kolloïdale bollen met depletie-zones (gearceerd) in een polymeeroplossing. De kluwens beelden polymeerketens uit. Het centrum van een polymeerketen kan niet vlakbij een boloppervlak komen.

10


Het depletie-effect in een kolloïd-polymeer mengsel is geïllustreerd in Figuren 6A en B. Dit zijn schematische plaatjes van twee kolloïdale bollen in een polymeeroplossing. De depletie-zones geven de gebieden aan waar polymeren niet kunnen komen, zie Fig. 6A. Wanneer de depletie-zones overlappen kunnen de polymeerkluwens niet meer tussen de bollen komen, zie Fig. 6B. De depletie-zones beperken de bewegingsvrijheid van de polymeren. De polymeren kunnen hun bewegingsvrijheid echter vergroten door de bollen naar elkaar toe te duwen. Ze induceren aldus een attractieve wisselwerking tussen de bollen. Het gaat hier om een indirecte attractieve wisselwerking, oftewel ‘attractie door repulsie’33.

Figuur 6B. Bij overlap van de depletie-zones duwen de polymeren de bollen naar elkaar toe. In deze situatie kan een polymeerketen niet meer penetreren naar het gebied tussen de bollen. De richting van de effectieve krachten op de bollen is aangegeven door middel van de pijlen.

De attractieve wisselwerking wordt sterker als de concentratie van de polymeren toeneemt. Dit concept werkt net zo goed of zelfs beter wanneer we de polymeren vervangen door zeepmicellen, kolloïdale staafjes, kolloïdale plaatjes of kleine kolloïdale bollen. Als de depletie-attractie sterk wordt, leidt dit tot een fasescheiding in een systeem met veel deeltjes. Over dit onderwerp, de depletie-interactie en de resulterende fasescheiding, heb ik met Henk Lekkerkerker een boek geschreven dat verscheen in 2011 34 . In maart 2014 heb ik de eer om in Nagoya, Japan, te mogen spreken over ons boek in het bijzijn van Asakura en Oosawa ter ere van de 60e verjaardag van hun eerste depletie-theorie.

33

De uitdrukking “attractie door repulsie” komt van Prof. dr. A. Vrij. H.N.W. Lekkerkerker en R. Tuinier, Colloids and the Depletion Interaction , Springer, Dordrecht, 2011. http://www.springer.com/materials/book/978-94-007-1222-5 34

11


Delen uit ons boek34 gebruik ik voor een collegeserie over depletieinteractie en het resulterende fasegedrag en dat brengt me op onderwijs. Want wat is een hoogleraar zonder onderwijs? Er zijn onderzoekers die spreken over onderwijslast als het om onderwijs gaat. Zelf vind ik het gewoon erg leuk om bij te dragen aan onderwijs. Misschien wel omdat ik het vroeger zelf inspirerend vond om colleges en werkcolleges te volgen. Het is wel zo dat de waardering voor onderwijs binnen de universitaire wereld beperkt is. Het wetenschappelijk personeel zal eerder gaan voor een artikel in Nature of Science dan voor het flink herzien en aanscherpen van een BSc-cursus die wat moeilijk loopt. Vroeger was onderwijs gebaseerd op het systeem van kennisoverdracht: de docent vertelt wat hij of zij weet en de student absorbeert de kennis. Volgens sommigen is dit totaal achterhaald35. Zelf ben ik echter van mening dat deze klassieke vorm van kennisoverdracht nog steeds de kern zou moeten zijn van modern onderwijs. Bij colleges kunnen studenten ook wat leren over presenteren. Van sommige docenten kun je leren hoe je goed college kunt geven en van andere docenten kun je leren hoe je het juist niet moet doen. Verder is een college ook een stukje theater en dus kunst. Interacties met studenten zijn van belang en daar kun je ook als docent van leren. Zo zei een studente mij eind 2012 na een college: “Ik begrijp niet helemaal wat u allemaal zegt, maar u legt het wel duidelijk uit.” Het is nuttig om onze manier van interactie met de studenten en de middelen die we daarvoor gebruiken aan te passen. Inzetten van sociale media kan zinnig zijn, want de studenten kunnen elkaar veel leren. Daarom denk ik dat het openen van een discussiegroep op bijvoorbeeld Facebook of Twitter, waarin studenten interactie kunnen opzoeken met elkaar en met de docent, in de toekomst redelijk standaard zou kunnen worden. Ook visualisatie wordt steeds belangrijker: het gebruik van filmpjes en simulaties om principes, processen en fenomenen te illustreren zal dan ook een steeds groter deel van het onderwijs gaan worden. Ik heb bij het onderwijs geven in Aken en in Utrecht ervaren dat dat communicatie over en weer oproept met de student.

35

Jeroen van Merwijk in ‘Ik ben blij dat ik mezelf niet ben’, 2004.

12


4. Kunde Kunde is bekwaamheid. Als je iets met kennis kunt doen is dat kunde, bijvoorbeeld nieuw onderzoek doen of begrijpen waarom iets wel of niet werkt. Iemand die zeer kundig is op een bepaald gebied, vaak een heel nauw gebied, noemt men vaak een expert; dat is iemand die, zoals Niels Bohr ooit zei, alle mogelijke fouten heeft gemaakt die je maar kunt maken binnen die expertise. Al halverwege mijn promotieonderzoek36 , maar vooral sinds mijn tijd in Utrecht vanaf 1999, heb ik me gespecialiseerd in de depletie-interactie en het resulterende fasegedrag in mengsels van kolloïden en polymeren. Kolloïdpolymeermengsels vertonen zeer interessant fase- en ontmengingsgedrag34. Soms geleert het mengsel, soms treedt vloeistof-vloeistof ontmenging op en er zijn condities waarbij kolloïdale kristallijne fasen ontstaan. In sommige gevallen ontstaan er drie verschillende fasen, gescheiden door scherpe grensvlakken. Samen met Henk Lekkerkerker, Dirk Aarts en Gerard Fleer37,38 heb ik aangetoond dat het mogelijk is met theorie dit fasegedrag heel precies te beschrijven door in een geconcentreerd mengsel zo goed mogelijk de interacties in rekening te brengen tussen de kolloïdale deeltjes, tussen de polymeren en de depletie-interactie, zie Fig. 7 ter illustratie. Figuur 7. Fasediagram van een mengsel van harde bollen (volume fractie ) en polymeren (relatieve concentratie c/c*, met c* de overlapconcentratie) van gelijke grootte 39 . Gekleurde symbolen: experimenten. Curves en zwarte symbolen: theorie. Voor meer voorbeelden zie Fleer en Tuinier38.

36

R. Tuinier, An exocellular polysaccharide and its interactions with proteins , proefschrift Universiteit Wageningen, 1999. 37 D.G.A.L Aarts, R. Tuinier, H.N.W. Lekkerkerker, J. Phys: Condens. Matter 14 (2002) 7551. 38 G.J. Fleer, and R. Tuinier, Adv. Colloid Interface Sci. 143 (2008) 1. 39 R. Tuinier, P.A. Smith, W.C.K. Poon, S.U. Egelhaaf, D.G.A.L. Aarts, H.N.W. Lekkerkerker and G.J. Fleer, Europhys. Lett. 82 (2008) 68002.

13


De experimentele data in dit voorbeeld zijn verkregen met behulp van tamelijk geïdealiseerde systemen. De polymeren zijn monodisperse, ongeladen homopolymeren en de kolloïdale deeltjes zijn quasi-harde bollen. In de realiteit, waar ik 4 dagen per week mee te maken heb, zijn de systemen minder ideaal. Het eerste waar men tegenaan loopt is dat de polymeren en kolloïdale deeltjes vaak geladen zijn. Verder zijn industriële systemen polydispers, en er zijn vaak meerdere componenten. Veel fundamenteel ingestelde onderzoekers krijgen het benauwd als ze aan zulke ‘dirty systems’ denken. Echter, die praktische, complexe systemen zijn voor mij de wetenschappelijke uitdaging voor de toekomst. Binnen de kolloïdkunde richt ik mij op de fysisch-chemische eigenschappen van de vorming van deeltjes door zelf-assemblage, het begrijpen van de interacties tussen deeltjes, het resulterende fasegedrag en de dynamica in complexe kolloïd-polymeer mengsels met lading bij hoge concentraties. Wat ik beter wil begrijpen is de organisatie van en de dynamica in ‘crowded’ systemen. Dat is voor DSM van groot belang; de ingrediënten die DSM maakt voor toepassingen in voeding, gezondheid en in materialen, komen terecht in ‘crowded’ systemen als levensmiddelen, verf, kunststoffen, medicijnen en coatings. Dit onderzoek helpt om inzicht te krijgen in de functionaliteit van de ingrediënten in hun toepassing. Ik geef u enkele voorbeelden van zulke ‘echte’ systemen die me persoonlijk aanspreken en waarvoor het opbouwen van kunde van het fasegedrag en de dynamica in zulke mengsels relevant is. Ik begin met verf.

Figuur 8. Zeer eenvoudige, schematische weergave van verf gezien door de ogen van de kolloïdkundige.

14


Verf is een typisch voorbeeld van een complexe, geconcentreerde kolloïdale dispersie bestaande uit diverse kolloïdale componenten, zie Figuur 8.Ik richt me hier op watergedragen verf, aangezien de beperkingen van overheden op de klassieke verf op basis van organische oplosmiddelen toenemen. Ruwweg bestaat een watergedragen verf uit 55 vol% water, 35 vol% bindmiddel (hars deeltjes), 8 vol% pigment deeltjes en nog 2 vol% hulpstoffen (zoals oppervlakte-actieve stoffen en verdikkers). De pigmentdeeltjes bestaan meestal uit een combinatie van titanium dioxide, die witheid en dekkracht geven, en andere kleurstoffen die de kleur verzorgen. De titanium dioxide deeltjes in verf hebben afmetingen van een paar honderd nm en bevatten geladen groepen die worden beïnvloed door de ionsterkte en de pH. Het bindmiddel in de verf (aanwezig in de vorm van kleine zwevende harsdeeltjes40) is een belangrijke productgroep voor DSM. De diameter van deze bindmiddel- of harsdeeltjes varieert ruwweg tussen de 50 en 500 nm. Het zijn geladen deeltjes die vaak uit amphipolaire polymeren bestaan; met een deel dat graag in aanraking met water komt en een deel dat contact met water mijdt. Belangrijke eigenschappen van de coating, zoals droogsnelheid, hardheid en duurzaamheid, worden vrijwel volledig bepaald door de kwaliteit van het bindmiddel. Daarnaast bevinden zich in watergedragen verf verschillende soorten oppervlakte-actieve stoffen. Deze gaan een interactie aan met zowel de bindmiddel-deeltjes, de titanium-deeltjes als andere oppervlakte-actieve stoffen. Ze worden aan de verf toegevoegd om er voor te zorgen dat de pigment- en bindmiddel deeltjes vrij blijven zweven en homogeen verdeeld blijven. Maar ook om een gunstige stroperigheid van de verf in te stellen. De uiteindelijke eigenschappen van de coating worden mede bepaald door het filmvormingsproces. Als verf wordt opgebracht op een oppervlak gaat het oplosmiddel, water, verdampen. Dit betekent dat de concentratie aan pigment, hars en oppervlakte-actieve stof gaat toenemen in de tijd. Een initieel ‘crowded’ systeem wordt hierdoor nog verder geconcentreerd. De dynamica en faseovergangen die dan optreden zijn mede-bepalend voor hoe de uiteindelijke coating eruit ziet en wat de eigenschappen zijn van deze coating. Waarom is het van belang om het fasegedrag, de interacties en ook de dynamica van zo’n complex systeem als verf beter te begrijpen? De zeer ingewikkelde interacties tussen de componenten van een watergedragen verf in de pot en tijdens drogen zijn nog lang niet volledig bekend. Daarom is het

40

Zulke deeltjes gebruikte Perrin voor zijn beroemde experimenten

15


formuleren van een verf nog altijd een tamelijk ambachtelijke zaak. Meestal wordt pas na eindeloos proberen een formulering (combinatie van ingrediënten) gevonden die een coating met acceptabele eigenschappen oplevert. Meer kennis van de complexe interacties in een watergedragen verf zou het ontwikkelen van nieuwe verven wellicht kunnen bespoedigen en tot verbeterde coatings kunnen leiden. Lichtverstrooiing en microscopie kunnen beperkt gebruikt worden om de interacties in zulke troebele systemen te onderzoeken. Dit onderwerp zou ik graag bij DSM en in Utrecht verder onderzoeken. Met mijn collega Andrei Petukhov van het Van ’t Hoff laboratorium zou ik graag de fenomenen die optreden tijdens filmvorming willen bestuderen met de Röntgenverstrooiingsfaciliteit bij de DUBBLE (Dutch-Belgian beamline) in Grenoble. Daarnaast denk ik dat computersimulaties inzicht kunnen geven in het filmformatieproces. Een tweede voorbeeld van een geconcentreerd complex systeem is de levende cel. Binnen een zeer eenvoudige eencellige bacteriecel als E. Coli bevinden zich twee gebieden: het cytoplasma en een nucleoïde. Tussen deze twee gebieden bevindt zich geen membraan. Als een vloeibaar systeem bestaat uit twee of meer gescheiden gebieden, dan duidt dit op een fasescheiding. In het cytoplasma is de concentratie van macromoleculen, zoals ribosomen, eiwitten, RNA moleculen en actines hoog: ~ 350 mg/mL. Deze hoge concentratie leidt bijvoorbeeld tot de vraag: hoe bewegen deeltjes als eiwitbolletjes door een zeer geconcentreerd systeem? Samen met mijn collega’s Tai-Hsi Fan (universiteit van Connecticut, Verenigde Staten) en Jan Dhont (Forschungszentrum Jülich, Duitsland) heb ik een eenvoudige theorie

Figuur 9. Snelheidsvectoren (boven) en stroomlijnen (onder) en normaalspanningen (contourlijnen met getallen die waarden van de genormaliseerde spanning aangeven) rondom een harde bol in een vloeistof (links) en in een polymeeroplossing met depletielaag bij hoge polymeerconcentratie (rechts)40.

16


ontwikkeld die de diffusie van een bol door een medium met daarin macromoleculen kwantificeert. We hebben expliciet het effect van de depletielaag in de vloeistof rondom een bol meegenomen in de beschrijving41,42, zie Figuur 9. Momenteel ben ik deze beschrijving met Tai-Hsi Fan en Takashi Taniguchi (universiteit van Kyoto, Japan) aan het uitbreiden naar mengsels van complexe macromoleculen zodat we meer inzicht krijgen in het transportgedrag van eiwitten door een levende cel43. De effectieve volume fractie in het cytoplasma van een levende cel is hoog en dit zal niet alleen de dynamica maar ook de fasestabiliteit beïnvloeden. Het effect van macromoleculaire crowding op de ordening in cellen en de dynamica in cellen wil ik beter begrijpen. Daarvoor wil ik gebruik maken van ontwikkelde kennis van de kolloïdkunde en de polymeerfysica en deze toepassen op vindingen die worden gedaan in onderzoeksgroepen waar men artificiële cellen bestudeert44. De opgedane kennis en kunde wil ik graag inzetten voor het beter begrijpen van de stabiliteit en mogelijke ontmengingsverschijnselen in een levende cel die verantwoordelijk kunnen zijn voor compartimenten die worden gevormd zonder membraan, zoals de nucleoïde in een bacteriecel en nucleoli of bijvoorbeeld PML bodies, die worden aangetroffen in geval van bepaalde ziekten, zoals kanker en autoimmuun-ziekten. Genezing van zieke cellen is een ander thema dat mij interesseert. Voor de bestrijding van veel ziekten zijn er medicijnen. Het is in sommige gevallen erg lastig om deze medicijnen op de juiste plek te krijgen en ervoor te zorgen dat de afgifte ervan niet instantaan is maar mooi verdeeld over een langere tijd. Veel medicijnen zijn niet goed oplosbaar in water, wat hun toepassing in biologische systemen complex maakt. Bij DSM heb ik met Jérôme Lebouille, Leo Vleugels en anderen gewerkt aan het ontwikkelen van deeltjes waarvan we de grootte heel precies kunnen controleren en waarin we de medicijnen zo kunnen inpakken dat ze langzaam vrijkomen in water45, zie Figuur 10. We brengen polymeren en medicijnen die beide onoplosbaar zijn in water eerst in

41

R. Tuinier, J.K.G. Dhont, T.-H. Fan, How depletion affects sphere motion through solutions containing macromolecules, Europhys. Lett. 75 (2006) 929. 42 R. Tuinier, T.-H. Fan, Scaling of nanoparticle retardation in semi-dilute polymer solutions, Soft Matter. 4 (2008) 254. 43 T. Taniguchi, Y. Arai, R. Tuinier, T.-H. Fan, How flow changes polymer depletion in a slit, Eur. Phys. J. E 35 (2012) 88. 44 W. Huck, Van de regen in de drup. De werking van de cel bestuderen in een waterdruppel , oratie Radboud Universiteit Nijmegen, 25 maart 2011. 45 J.G.J.L. Lebouille, L.F.W. Vleugels, A. Dias, F.A.M. Leermakers, M.A. Cohen Stuart, R. Tuinier, Eur. Phys. J. E 36 (2013) 107.

17


aceton en precipiteren de oplossing daarna in een overmaat water. Er ontstaan dan stabiele kolloïdale deeltjes van een zekere grootte met ingepakte medicijnen. In samenwerking met DSM-collega’s Roman Stepanyan en Han Slot en met Martien Cohen Stuart en Frans Leermakers van de universiteit Wageningen konden we een theorie ontwikkelen en gebruiken die de deeltjesgrootte nauwkeurig voorspelt46. Ik zou deze aanpak samen met collega’s in Utrecht bij Farmaceutische Wetenschappen willen uitbreiden. De methode zouden we kunnen gebruiken door ‘targets’ te koppelen aan de polymeren zodat de deeltjes met de medicijnen specifiek op bepaalde cellen kunnen worden gericht. Figuur 10. Eenvoudige weergave van het gebruikte precipitatie47 proces . Polymeren (plus ingrediënten) worden in een organisch oplosmiddel opgelost en gebracht in een overmaat water, waarna spontaan kolloïdale deeltjes (met ingepakte ingrediënten) ontstaan.

Kennis van dit soort complexen wil ik ook graag breder gebruiken om componenten als medicijnen, kleur- en smaakstoffen of vitamines in te pakken47 en ze op het gewenste moment vrij te laten komen. Dit kan gebruikt worden in toepassingen in de levensmiddelentechnologie of farmacie. Zowel inzicht in efficiënt ingrediënten inpakken, in hoe de levende cel werkt als meer inzicht in verf en de filmvorming kunnen op lange termijn tot productinnovaties leiden; betere bindmiddelen in verf of nieuwe formuleringen met ingepakte medicijnen die beter in staat zijn om bijvoorbeeld zieke cellen onschadelijk te maken. Dit soort toepassingen brengt ons op de kassa.

46

J.G.J.L. Lebouille, R. Tuinier, L.F.W. Vleugels, M.A. Cohen Stuart, F.A.M. Leermakers, Soft Matter 9 (2013) 7515; R. Stepanyan, J.G.J.L. Lebouille, J.J.M. Slot, R. Tuinier, M.A. Cohen Stuart, Phys. Rev. Lett. 109 (2012) 138301. 47 J.G.J.L. Lebouille, Towards colloidal size control by precipitation , proefschrift Universiteit Wageningen, 2014.

18


5. Kassa Wanneer doen kennis en kunde de kassa rinkelen? Dat is een vraag die politici en ondernemers rechtop doet zitten, en bij sommigen komt meteen de gedachte op aan schijnbaar radicale innovaties als de smartphone en de iPad. Ik gebruik het woord schijnbaar want de ontwikkeling van de smartphone volgde op een reeks van innovaties. Het ontstaan van innovaties is vaak een complex gebeuren, waarin de leidende rol soms ligt bij het wetenschappelijk onderzoek, vaak vanuit een vraag vanuit de industrie en dan weer via een technologische ontwikkeling vanuit een andere toepassing. Onderzoekers op weg naar een dergelijke innovatie volgen een complex traject door een virtueel ‘kennislandschap’: ze hebben te maken met een enorme hoeveelheid informatie en ervaringsfeiten. Wetenschappelijk onderzoek is dus eigenlijk een georganiseerde zoektocht op basis van kennis naar nieuwe kunde. Het is lastig om de resultaten van een dergelijke tocht te voorspellen. In gevallen waar onderzoek tot een innovatie heeft geleid, wordt het gehele ontwikkelingsproces vaak achteraf simpel voorgesteld als een ‘kennisketen’, een lineair model waarin onderzoeksuitkomsten via een reeks schakels uiteindelijk hun weg vonden naar gebruikers en consumenten48. In een dergelijke voorstelling, zie Figuur 11, is het ontwikkelingsproces een rechtstreeks traject naar commercieel succes, waarbij kennis en kunde direct leiden tot werkgelegenheid en winstcijfers. De enige aanpasbare parameter in dat model is de snelheid van het proces. Helaas, de praktijk is anders. Een interessant idee, of zelfs een grootse ontdekking, leidt niet spontaan tot een nieuw product. Soms wil een bedrijf niet investeren omdat het moeilijk is een patent te schrijven dat de Figuur 11. De kennisketen: eenvoudig lineair proces van kennis naar kunde naar kassa.

48

Robert Tijssen, Van wetenschap naar innovatie: over wensdromen en kennisstromen , oratie Universiteit Leiden, 17 juni 2011.

19


vinding voldoende beschermt. Het kan zijn dat er bijvoorbeeld geen partners of investeerders te vinden zijn omdat de verdere ontwikkeling teveel geld kost. De vinding past niet in de strategie van de onderneming, de opbrengsten zijn moeilijk te voorspellen, de productiekosten van het product zijn wellicht te hoog. Bij DSM heb ik geleerd dat alleen goed onderzoek niet voldoende is voor het lanceren van een nieuw product; daar is meer voor nodig. Het traject van wetenschappelijk onderzoek tot commercieel succesvolle innovaties kan beter worden omschreven als een kronkelpad door een bergachtig kennislandschap, langs hoge pieken en gevaarlijke afgronden. Hopelijk is er ergens een stabiel plateau op hoog niveau met uitzicht op iets moois; de weg naar praktische toepassingen en financiële beloningen voor industrie en maatschappij. Een realistischer kijk op innovatietrajecten is dat de kans op een succesvolle afloop gering is49 . Vooraf zijn de uitkomsten van dergelijke complexe en dynamische processen namelijk per definitie onvoorspelbaar50. Van 2003 tot 2010 trachtte het Innovatieplatform van Nederland een kennisland te maken. Helaas hebben de rapporten van dit platform niet geresulteerd in een overtuigende visie, laat staan in opbrengsten51. Dat komt voornamelijk doordat men verwachtte dat kennis en kunde direct kassa zouden opleveren. Het is als het zaaien van zonnebloempitten op een mooie zonnige dag en ze na het besproeien direct weer opgraven omdat er niet meteen een zonnebloem is verschenen. Zo werkt het niet. Innovatie kost tijd. Het vraagt om het initiëren van kansen en om geduld. Dat laatste staat onder druk. Grote ondernemingen worden opgejaagd door aandeelhouders, en politici door de wekelijkse peilingen. Daardoor regeert de waan van de dag52. We kunnen echter leren uit het verleden. De enorme investeringen die de Amerikaanse overheid sinds de Tweede Wereldoorlog heeft gedaan, bijvoorbeeld in Silicon Valley en het Amerikaanse ruimtevaartprogramma, waren zeer risicovol qua kennis, kunde en kassa. Er werd een klimaat geschapen dat zeer stimulerend was voor ondernemers en onderzoekers. En hoe is het nu? Is het huidige klimaat ideaal voor de nieuwe Darwin of 49

Jasper van Kuijk, ‘Innovatie is een modewoord voor iets dat vaak mislukt’ NRC, 29 juni 2013 50 H.N.W. Lekkerkerker, Voorspellen en Voorspelbaarheid , oratie Universiteit Utrecht, 13 november 1987; M.A. Cohen Stuart, Toeval en Toedracht , afscheidsrede Universiteit Wageningen, 25 april 2013. 51 Renate Loll, ‘Dit land is een ramp voor de wetenschap’, NRC 18 november 2006. 52 De aandeelhouder ziet een investering in innovatie vaak als een winstdaling, al mag je hopen dat de duurzame aandeelhouder ook geïnteresseerd is in de lange-termijn-successen van een onderneming.

20


Einstein? Het is in ieder geval duidelijk dat de Nederlandse overheid zoekende is. Er is geen duidelijke lijn, wat deels te wijten is aan de korte regeertermijnen sinds 200253. Juist in tijden van crisis zijn gezamenlijke georganiseerde diepteinvesteringen van overheid en bedrijfsleven in kennis en kunde nodig om de economie op termijn op het goede spoor te krijgen. Volgens de oud-president van de KNAW Robert Dijkgraaf kan Nederland een leidend kennisland worden, maar dan moet ons land haast maken met slim investeren. Moet dit komen van de overheid of vanuit het bedrijfsleven? Ik denk beide. Een belangrijke vraag daarbij is: hoe organiseer je een optimale samenwerking tussen de academische wereld en de R&D van het bedrijfsleven? Daar zie ik een stimulerende rol voor mezelf als bijzonder hoogleraar uit de industrie54. Hoe combineer je op optimale wijze kennis, kunde en kassa? Zoals u hebt gemerkt geloof ik niet in een lineair proces kennis -> kunde -> kassa. Ik denk dat het volgende schema een veel realistischer beeld geeft; een goed innovatieprogramma richt zich op onderstaande driehoek, waarbij elke pilaar (kennis, kunde of kassa) op zichzelf waardevol en belangrijk is55. Figuur 12. Driehoek die de afhankelijkheden van en interacties tussen Kennis, Kunde en Kassa aangeeft.

Hoe optimaliseren we goede interacties tussen de pilaren? Door enerzijds wetenschap te vertalen naar de praktijk en anderzijds door praktische vragen om te zetten in inspirerende wetenschappelijke vragen56. Kennis, kunde en kassa hebben allen hun waarde: het is niet het doel van kennis en kunde om de kassa te laten rinkelen, het is wel een doel. Mensen met kennis en kunde leveren meer aan de maatschappij dan een impuls aan winstgevendheid. Wat zijn de drijfveren die we toekomstige generaties meegeven: kennis en 53

Tom-Jan Meeus, ‘Zaken die je mist als je alleen het miljardenspel bijhoudt’, NRC 22 juni 2013. 54 B. van Hilten, Kennisuitwisseling en mobiliteit van academici met dubbelaanstelling, MSc thesis, VU, 2013. 55 Voor kassa zijn kennis en kunde nodig, maar voor kennis is kassa nodig en voor kunde zijn kennis en kassa nodig. 56 Zie ook de position paper ‘Science in Transition’; www.scienceintransition.nl

21


nieuwsgierigheid of studiepunten en geld? Waar denkt u dat grote innovaties door worden gedreven? Ik heb nog geen bètastudent in Utrecht ontmoet die zei: ik doe deze studie om later veel geld te verdienen. Wat is essentieel om deze driehoek gezond te laten functioneren? Allereerst moeten we voorkomen dat er een ontkoppeling plaatsvindt, waarbij de universiteiten alleen fundamenteel onderzoek doen en de bedrijven het toegepaste onderzoek. Vanuit de academische wereld is het logisch dat je juist moet werken aan de fundamentele dieptekennis en kunde. Daar is nu eenmaal beperkt ruimte voor in de industrie. Maar dit vraagt niet per definitie om universitaire onderzoeksgroepen die slechts werken aan ‘hot topics’ en ‘high impact’. Nee: fundamentele kennis en kunde dient gecombineerd te worden met interesse in het meedenken over praktische problemen en uitdagingen, waar soms diepe fundamentele vragen onder liggen. Vanuit de industrie vraagt het: ruimte geven aan onderzoekers om interacties aan te gaan met academische fundamentele groepen. En dat betekent dus een lange-termijn-investering in open innovatie waarvan het rendement niet direct meetbaar is. De industrie heeft onderzoekers nodig die industriële uitdagingen kunnen vertalen naar een interessant academisch probleem. Zoals met zoveel vraagt het van beide kanten een investering, en dan bedoel ik niet alleen geld57. Het is onzinnig om een praktisch probleem op te laten lossen door een universitaire groep. Sommige universiteiten promoten dit, wat zich uit in de ambitie om patenten in te dienen. Zelfs bij zeer vernieuwend onderzoek zijn er veel factoren die bepalen of een patent uiteindelijk de kassa doet rinkelen. De meeste patenten kosten slechts geld en zijn dus riskant en passen niet bij de primaire focus van een universiteit. Investeren van de overheid en bedrijfsleven in fundamenteel onderzoek heeft zin, maar slechts dan wanneer bedrijven worden betrokken in een deel van dat onderzoek zodat zij dit kunnen gebruiken als ondersteuning voor lange-termijn-ontwikkelingen. Dit vraagt om een cultuuromslag58. Ik denk dat we met een goede aanpak kunnen werken aan duurzame economische groei in West-Europa. En we moeten niet teveel tijd verliezen. Zoals de econoom Sweder van Wijnbergen onlangs zei: “wie nu stopt met fundamenteel onderzoek hoeft over 20 jaar geen toegepast onderzoek meer te doen, want die ligt uit de race”.59 57

N. Rosenberg, Why do firms do basic research (with their own money)? Research Policy 19 (1990) 165. 58 ‘Moderne bedrijven moeten dienstbaar zijn aan de samenleving’, interview Richard Branson in ‘the optimist.nl’, 29 juni 2013. 59 Sweder van Wijnbergen in 2012 tijdens de VNCI-jaarvergadering.

22


6.

Tot slot Veel mensen ben ik dankbaar voor wat zij in mij hebben geïnvesteerd, zowel qua kennis als qua kunde en kassa. Deze benoeming heb ik mede te danken aan diverse co-creaties. Samenwerken met mensen met complementaire kennis is iets bijzonders. Allereerst denk ik daarbij aan mijn wetenschappelijke leermeesters: Chris Bisperink, Albert Prins, Kees de Kruif, Nel Zoon, Martien Cohen Stuart, Gerard Fleer, Henk Lekkerkerker en Jan Dhont. Ook denk ik daarbij aan mensen met wie ik samen onderzoek heb mogen doen en docenten van wie ik dingen heb geleerd, vanaf basisonderwijs en middelbare school tot op de universiteit in Wageningen en op werkplekken daarna. Die dank geldt ook voor medestudenten, medepromovendi en collega’s in Wageningen, NIZO / Ede, het Van ’t Hoff laboratorium in Utrecht, FZ Jülich en de DSM-collega’s en ons research center ACES, en de C&I groep in het bijzonder. DSM wil ik bedanken voor het mogelijk maken van deze leerstoel en het bieden van vele kansen. Ik wil de CTO van DSM, Marcel Wubbolts, de emeritus CTO Jos Put en Corporate Scientists Peter Jansens en Markus Bulters danken voor het mogelijk maken van deze aanstelling. Collega’s van de Faculteit Bètawetenschappen, en in het bijzonder van het departement Scheikunde, dank ik voor de mogelijkheid om de positie van bijzonder hoogleraar te mogen invullen. Ik kijk uit naar de interacties in komende jaren. Op deze plek dank ik mijn ouders en mijn zus voor hun steun. Het is heel jammer dat mijn vader maar 63 is geworden waardoor hij dit moment niet mee kan maken, ook al kondigde hij het wel aan in 2004. Ten slotte wil ik Luuk, Tim en in het bijzonder Mieke bedanken. Zonder jullie liefde en begrip voor mijn vele werkuren was het waarschijnlijk nooit tot dit hoogleraarschap en deze oratie gekomen. Ik heb gezegd.

23


Remco Tuinier (1971) werd geboren in Zonnegloren in Soest, volgde basisonderwijs op de OBS de Bijvanck in Blaricum en VWO op Het Baarnsch Lyceum in Baarn. Hij studeerde van 1989 tot 1994 levensmiddelentechnologie aan de Universiteit Wageningen en promoveerde daar in 1999 bij Kees de Kruif, Nel Zoon, Martien Cohen Stuart en Gerard Fleer op fysisch-chemische eigenschappen van exocellulaire polysacchariden en hun interactie met eiwitten op onderzoek dat hij voornamelijk deed bij NIZO food research. Voor dit werk werd hem de International Food Ingredient Award toegekend voor het beste proefschrift in Europa op gebied van levensmiddeleningrediënten. Vervolgens werkte hij als Postdoc met Henk Lekkerkerker aan theorie voor depletie-interactie tussen kolloïdale deeltjes ten gevolge van niet-adsorberende polymeren en het resulterende fasegedrag aan het Van ’t Hoff laboratorium, Universiteit Utrecht. Na het leiden van enige projecten voor diverse bedrijven bij NIZO food research ging hij werken bij het Forschungszentrum Jülich in Duitsland, waar hij van 2001 tot 2008 een onderzoekslijn opzette en uitvoerde op gebied van depletie-interactie en het resulterende fasegedrag en de dynamica van kolloïden in polymeeroplossingen. In 2008 trad hij in dienst bij DSM ChemTech Center, Advanced Chemical Engineering Solutions in Sittard-Geleen, Nederland. Momenteel werkt hij daar als Principal Scientist Colloids & Interfaces. Vanaf 2010 combineert hij dit met een deeltijdaanstelling bij het Departement Scheikunde van de Universiteit Utrecht, waar hij deel uitmaakt van het Van ’t Hoff laboratorium voor Fysische- en Colloïdchemie. Hij heeft meer dan 80 veelvuldig geciteerde artikels, boekhoofdstukken en reviews gepubliceerd en is co-auteur van drie DSM-patenten. In 2011 verscheen het boek ‘Colloids and the Depletion Interaction’ (Springer) dat hij schreef met Henk N. W. Lekkerkerker. Tuinier is bestuurlijk actief geweest in diverse onderwijscommissies en -raden en is sinds 2011 bestuurslid van de stichting J.H. van Oosbreelezing.

24

Colofon Tekst, figuren: Remco Tuinier 1 , 2 , Van ’t Hoff Laboratorium voor Fysische- en Colloïdchemie 3 , Departement Scheikunde, Faculteit Bètawetenschappen, Universiteit Utrecht

Met dank aan: Jeannette Kröner Mieke Kröner Jérôme Lebouille Bart Reuvers Henk Rhebergen Luuk Tuinier Mariska Tuinier

Omslag: Jeannette Kröner & Remco Tuinier

Print ZuidamUithof Drukkerijen, Utrecht

1

http://www.uu.nl/medewerkers/RTuinier

2

http://nl.linkedin.com/pub/remco-tuinier/9/45b/94

3

http://www.uu.nl/faculty/science/EN/contact/Researchinstitutes/debye/research/groepen/pcc

Kolloïden, Kennis, Kunde en Kassa

Recommend Documents