Periodiek der S.V.A.T. Astatine Jaargang 4 | Nummer 4 | april 2010
Antennes
20 8
BuCom naar Zwitserland!
18
Astatine goes karting
23
Chain mail armour
Colofon VAN DEN BOSCH & FIKKERT DRUKKERS SINDS 1932
De ATtentie is de periodiek van S.V.A.T. Astatine, die vijfmaal per jaar verschijnt. De ATtentie wordt verspreid onder de leden van Astatine en de medewerkers van de opleiding Advanced Technology aan de Universiteit Twente. Jaargang: 4 Nummer: 4 Editie: 17 Oplage: 415 Verschijningsdatum: april 2010
Redactie: Pim Muilwijk Annegreet Boekeloo Auke Been Jeroen van den Berg Geert Folkertsma Jochem Giesbers Albert van der Meer
Hoofdredacteur, Opmaak Eindredacteur (Bestuur) Redacteur, Opmaak Redacteur Redacteur, Opmaak Redacteur Redacteur
Adresgegevens: S.V.A.T. Astatine t.a.v. ATtentie Postbus 217 7500 AE Enschede Tel. 053-489 4450 Bank: 1475.73.769 (Rabobank)
[email protected] http://www.astatine.utwente.nl Drukker Drukkerij Van den Bosch & Fikkert B.V. - http://www.druk-bosfik.nl Met dank aan: Annegreet Boekeloo, Auke Been, Bas Haarman, Geert Folkertsma, Jaap Flokstra, Jacob & Ineke Bisschop, Jeroen van den Berg, Jochem Giesbers, Mitchel Bakker, Pim Muilwijk en Yoeri Bruinsma.
Kopij kan op bovengenoemde adressen in .doc(x) of .txt formaat aangeleverd worden. Eventuele afbeeldingen of foto’s kunnen bij de tekst gebundeld worden in een .zip of .rar bestand. De deadline voor de volgende ATtentie: 12 mei 2010 © S.V.A.T. Astatine 2010 De auteurs zijn zelf verantwoordelijk voor de inhoud van de geschreven stukken. De redactie behoudt zich het recht ingezonden stukken te wijzigen of te weigeren.
2
Redactioneel
De ATtenCie heeft geen commissieleus, maar als ik er een zou moeten verzinnen zou het iets in de trant van: “fervet opus“ worden. Dit betekent zoveel als: “ijverig werk gaat voort“. Dit is toepasselijk, want ook aan deze editie is weer hard gewerkt en er zal wederom een aantal veranderingen zichtbaar worden.
Inhoudelijk 10 14 20 23 34
Allereerst bereidt ook de ATtentie zich voor op de komende Engelstaligheid van onze geliefde bachelor. Een aantal artikelen zal daarom al in het Engels te lezen zijn. Dit is niet alleen even wennen voor jullie, wij draaien er ook voor op. Engelse templates, Nederlandse en Engelse spellingscontrole die door elkaar heen gaan en InDesign die in een diep innerlijk conflict zit over hoe woorden afgebroken moeten worden. Overigens is dit niet het grootste probleem, want hoe maak je van steenkolenengels een interessant en vooral ook leesbaar artikel?
Astatine Ladies Night BuCom Ouderdag Karting KIVI NIRIA Wetenschapsquiz Interview: Regina Lüttge WinterBOSS
Verder hebben we weer een cosmetische upgrade uit onze esthetische mouw geschud, namelijk het gebruik van quotes. Voortaan proberen we opmerkelijke en samenvattende uitspraken in een kadertje tussen de tekst te plaatsen. Zo zien jullie sneller waar het artikel over gaat en onthoud je de belangrijke dingen beter. Juist met al deze veranderingen zijn we erg benieuwd naar de reacties van onze lezers en daarom waren we zeer verheugd toen we van jullie mochten horen dat de nieuwe opmaak positief is ontvangen. Ook hebben veel mensen de puzzel in de vorige editie gemaakt en opgestuurd, vaak met uitwerkingen in Matlab en wat niet meer. Natuurlijk zal in de volgende editie bekend gemaakt worden wie hem gewonnen heeft. Vooralsnog kun je de oplossing vinden bij de nieuwe puzzel, waar we je samen met de rest van ons periodiek veel plezier mee wensen. Pim Muilwijk, hoofdredacteur
Supergeleiders Chemie in de keuken Antennes Chain mail The rise of Google
Overig 2 6 7 26 27 38
Colofon Van de voorzitter Van de AT-bestuurstafel Column Advertorial: M2i Puzzel
4 8 17 18 22 29 33
Ladies Night Bas Haarman Always fun, a ladies night organized by the ChoCo: especially for the photographers! When I woke up that morning, I never thought that at the end of the night, I would go home with a new tie with hearts on it and one huge lollipop! Of course I also cannot forget the intellectual gain of the night, through an educational pub quiz about milestones in women’s history. O yeah, it all had something to do with Valentine’s Day. But first things first, we of course cannot talk about a ladies night and not mention chocolate! Personally I am not very fond of the stuff, but ladies certainly are. They had put it on every snack or nibble they could find in the local supermarket and brought it with them for everyone to enjoy. We are talking about pears, pineapples, mandarins, cookies and who knows what covered with the stuff. Unfortunately they forgot the legendary combination of blue cheese and chocolate, but hey, we can’t blame them for that one, right?
Milestones & Cocktails Did you know that we have Pope Gelasius to thank for that “marvellous” day of romance and joy, better known as Valentine‘s Day? And that in Japan on white day (a month after Valentine’s Day), women give men chocolate as a sign of love? Well I, and a lot of attendants with me, didn’t. Basically every pub quiz can be divided in two categories: 1. Easy and fun because of the “damn I knew it” moments, and 2. Hard but educational. And this particular pub quiz definitely fell in the latter category. That doesn’t automatically make it something bad. As shown by the amount of right answers we got, we clearly needed to know more about the milestones in women’s history. In that history one person clearly stands out, by being the first Dutch woman completing an academic study: Aletta Jacobs. She also was one of the founders of the “vereniging voor vrouwenkiesrecht”, an association which fought for voting rights for women and achieved this in 1922.
Figure 1: Hmmmm, chocolate! In case you haven’t noticed yet, this article assumes that you, the reader, are a male. Statistically speaking that assumption is pretty valid, because the ATtentie is mailed to far more males than females. Just look at the percentage of female AT-students. The fact that this assumption is valid is in my opinion a problem that needs fixing but I am not going to elaborate on that in this article. No, I am going to relive that night and take you with me through these words and hopefully we may even learn a thing or two about women and what goes on in their world, or not.
4
Figure 2: The sweet mixture of alcohol and education. Yeah the pub quiz rounds where pretty educational, but every round also introduced a new cocktail. Oh, the sweet mixture of education and alcohol, every student has to appreciate that. Cocktails with fancy names like: Illusions, Passoa Mojito, Coco Loco and of course the Cosmopolitan. Personally I am more of a beer/whiskey-man, I am not so into sweet stuff, but I have to say that some of the cocktails where unexpectedly good. Especially the combination of a Cosmopolitan and a chocolate muffin was nice. But enough talk about sweet alcohol and history; let’s move on to the next part of the programme of that night: the Mr Casanova contest.
Ladies Night Casanova, I presume? Depending on your ego, the basic concept of the contest/election that night, a jury of 12 ladies judging your dance moves, pickup lines and knowledge of what women like, is heaven or hell. But in a friendly setting the only thing that is hellish is seeing the pictures afterwards. So the scene is set, the ladies are sitting comfortably at one site of the room and we were gathered opposite of them. It’s time for round one; pickup lines! To come up with a good pickup line is actually pretty hard. Classics like “My buddies over there said that I wouldn’t be able to start a conversation with the most beautiful girl in the bar. Wanna buy some drinks with some of their money? ”, “Excuse me… Hi, I’m writing a term paper on the finer things in life, and I was wondering if I could interview you. ” and “You’re so beautiful that you made me forget my pickup line. ” suffice but aren’t very original. Now we clearly had a problem with coming up with enough original pickup lines, because a lot of us didn’t make it to the next round.
Figure 3: Walking away after a brilliant display of the Foxtrot. In hindsight maybe it would have been better if none of us made it to the next round. Okay, the whole point of the game/contest would have gone down the drain, but at least the embarrassing photos wouldn’t have
If someone ever asks you what the biggest don’t is during a date, answer “talking about your ex”. existed. In round 2 we needed to show off our dance moves, some of which were actually pretty good. After this ordeal we had to chat up a lady in round 3. Actually chatting up a man was also allowed according to the rules of that round. This fact was wittingly exploited when two gentlemen starting kissing either side of a lollipop, arguable the comical climax of the night. Lifting one of the ladies of the ground, “prince charming style”,
was the fourth round and telling the jury what you thought were the dos and don’ts of dating consisted of the fifth round. If someone ever asks you what the biggest don’t is during a date, answer by saying “talking about your ex”. Eventually it all led, as it always does in a contest, to the final round. Daan Kooij and I made it to the last round and were the two finalists. At that point in the contest the ChoCo’s seamless organization of before broke down and the unity of the jury was history. Apparently the fact that Daan was an Applied Physics student was cause for a discussion about the method of proceeding this round and choosing a winner. Eventually it was decided that who would write the best valentine’s card would become Mr Casanova and win a tie with hearts on it. Cake, cake and the end Speaking of hearts, apparently hearts and cakes mix perfectly. A majority of the cakes entered into the baking contest (this was possible at the beginning of the night) featured a pattern of hearts, some of them pink instead of red. An honourable mention goes out to Christien for winning the contest by baking the best cake.
Figure 4: The best cake! So almost getting to the end of this article I am beginning to wonder if we learned a thing or two about women through this; the answer to this I leave up to you. I think that I speak on behalf of all the attendants of the ladies night, when I say: thank you ChoCo for organizing a very succesful ladies night and we hope to attend another one very soon! With or without a theme!
5
Van de voorzitter Annegreet Boekeloo De sneeuwrijke winter van 2010 was in De Bilt met een gemiddelde van 1,1 ⁰C tegen een langjarig gemiddelde van 3,3 ⁰C de koudste winter sinds 1996. Gemiddeld scheen over het land de zon in februari 57 uren tegen een langjarig gemiddelde van 78 uren. Als je net als ik een fervent liefhebber bent van extreme kou kon je deze winter je geluk dus niet op, met vele dagen sneeuwpret en schaatsplezier. De Elfstedentocht mocht dan niet doorgaan; gelukkig hadden we de Olympische Winterspelen als mooie afleiding. En nou moeten jullie niet denken dat de voorzitter melodramatisch wordt en nu in een zwart gat valt met al deze lenterse fluitende vogeltjes. Het tegendeel is namelijk waar. Ik stond er zelfs van te kijken dat ik daadwerkelijk veel opgewekter ben sinds ik de Horst uitstapte en buiten de zon vrolijk scheen. Persoonlijk vind ik de lente en zomer altijd het mooist op de campus omdat deze tijden aan iedereen te merken zijn. Door het zachte voorjaarsweer met regelmatige zonneschijn is de campus een stuk bruisender. Overal zijn ineens mensen te zien. Waar komen die vandaan? Mijn dagelijkse race tegen de klok op de fiets, waar ik ook heen moet, is veranderd in een levensechte mensenslalom. Pratende mensen, een gezellige sfeer, uitbundig gelach. Hoeveel het weer niet met je kan doen… Het schijnt trouwens zo te zijn dat het lijden aan een winterdepressie genetisch wordt veroorzaakt. Zo lijden in grote delen van IJsland de bevolking niet aan SAD (Seasonal Affective Disorder), terwijl immigranten in IJsland wel aan SAD kunnen lijden. IJslanders buiten IJsland lopen ook geen SAD op. Het ironische is dat als je kijkt naar de kenmerken van een winterdepressie het ook wel erg in de buurt komt van een normaal studentenleven. Vermoeidheid, veel behoefte aan slaap, een verschuiving van het dag-nacht ritme, een verstoord eetpatroon, afsluiting voor de buitenwereld, prikkelbaarheid, een meer dan normaal aanwezige somberheid en minder behoefte aan sociale contacten (misschien gaat de vergelijking hier toch ergens stuk). Feit blijft dat (zon)licht deze klachten kan verminderen en daardoor iedereen ineens heel vrolijk is. De campus komt dus weer tot leven. Het eerstvolgende grote evenement is de Bata. Overal kom je verwoede hardlopers tegen die hun ronde weer doen. Of dat nou komt door het lentezonnetje of de aankomende Batavierenrace is voor mij nog steeds een vraag. Bij het ATeam zijn de etappes alweer verdeeld. Laten we hopen dat het ons dit jaar 6
wat beter afgaat met het busje. De Bata liftend afleggen was afgelopen jaar een heel avontuur, maar toch niet geheel optimaal. Verder staat er op het moment van schrijven een symposium “Acoustics: silence makes a powerful noise” op het programma. Ook kunnen een vijftigtal ingeschreven mensen nu al niet wachten op de aankomende buitenlandreis naar Zwitserland. We kunnen terugkijken op een zeer geslaagde ouderdag. Het was een leuke dag waarbij ouders zich een dagje hebben ingeleefd in de eerstejaarsstudenten. Het knutselen aan een zonnecel en het bedenken van een gepaste toepassing brachten zelfs nog creatieve ideeën voort! Ook de halfjaarlijkse Algemene Leden Vergadering is net achter de rug. De nacht ervoor heeft het bestuur weinig geslapen maar gelukkig hebben we de ALV, met al haar kritische vragen, overleefd. Een stukgeslagen voorzittershamer was het enige jammerlijke resultaat – ondergetekende verklaart zich geheel onschuldig. Het komende halfjaar gaan we ons als bestuur richten op onder andere een P-bundel (een bundel met tentamens voor de eerstejaars), nieuwe samenwerkingen met bedrijven, het neerzetten van leuke activiteiten (waar de commissies natuurlijk de grootste rol in spelen) en de internationalisering. We hopen dat de aankomende buitenlandse studenten (9 van de 23 vooraanmeldingen tot nu toe zijn internationaal!) zich meteen thuis zullen voelen. Verder staat de nieuwe tijdelijke borrellocatie hoog in het vaandel. De Hogekamp en daarbij ook de Tombe zullen vanaf 1 juli haar deuren sluiten. Het einde van het collegejaar komt alweer angstaanjagend dichterbij. Doegroepouders komen bijeen voor de eerste voorbereidingen voor de Kick In. Inmiddels zijn we ook al bezig met een nieuw kandidaatsbestuur. Ik zou zeggen, kom naar de bestuursinteresselunch waar je je vragenkanon kunt afvuren en wie weet is het bestuur van Astatine wel iets voor jou! Op het mooie weer en Op de Hoogste!
Van de AT-bestuurstafel Jaap Flokstra (opleidingsdirecteur) Advanced Technology is en blijft een boeiende dynamische bachelorstudie. Dat vinden we niet alleen bij AT zelf, ook bij andere opleidingen klinken voortdurend geluiden waaruit blijkt dat men met ons meedenkt. Wat te denken van: “De bachelorvoorlichting heeft als topprioriteit de Engelstaligheid van AT.” “AT moet op korte termijn uitgroeien naar de enige technische University College van Nederland.” “Het sterke projectonderwijs van AT is een opmaat voor de herstructurering van BMT. Misschien moeten beide opleidingen maar samengaan.” Het zijn geen uitspraken van mijzelf, maar ze zijn wel gevallen en dat is goed. AT, een opleiding die inspireert! De invoering van de Engelse taal houdt ons druk bezig. Er is een flyer gemaakt en er wordt hard gewerkt aan een brochure en de website. Hiervoor hebben we een tekstschrijver en een vertaler aangesteld. Ook komen er nieuwe posters, in de vorm van een drieluik. Bij de inschrijving merken we dat er zeker belangstelling is van studenten met een niet-Nederlandse vooropleiding. Op dit moment vormen zij een fractie van meer dan 30% en dat ligt beduidend hoger dan we verwacht hadden voor het eerste jaar.
De vier scholieren van de OSG Erasmus uit Almelo hebben hun meesterwerk op het gebied van “Accelerometers voor de automotive industry” op 17 maart afgerond. Naast de technische beschrijving van de vele MEMS-based accelerometers in raceauto’s hebben ze een zeer goede marktverkenning gedaan. Rik van Reekum en ikzelf waren daarvan onder de indruk. Het is een typisch AT-product met de combinatie van techniek en maatschappij (bedrijf ). Eén van de toepassingen van de accelerometer is de stabilisatie van auto’s op de weg. Hiermee kan voorkomen worden dat het voertuig omslaat. Wederom een uitdaging vanuit AT voor de zonneauto. Hoe houden we de wagen bij grote snelheid en bij een eventuele lekke band toch mooi stabiel op de weg. Dit lijkt me echt iets voor de opvolger van Anne Leenstra. De curriculumcommissie van AT wordt nieuw leven ingeblazen. Er is een aantal zittende leden vertrokken en op korte termijn hopen we de commissie weer in ere te hebben hersteld. Modern Physics, de invulling van het derde jaar, de maatschappijleerlijn, het zijn zo maar een paar belangrijke onderwerpen waar aandacht aan zal worden geschonken.
AT is dynamisch en dat blijft het en dat is goed.
AT, een opleiding die inspireert! Kortgeleden zijn Marijke, Eymane en Enzo naar een internationale voorlichtingsdag in Den Haag geweest. Er was een groot aantal deelnemers en veel Nederlandse en buitenlandse onderwijsinstellingen waren aanwezig. Het was druk bij de AT-stand. Op vrijdag 4 juni hebben we de kick-off meeting van de Engelstalige bachelor. Het wordt een bijzondere bijeenkomst op de UT last-minute dagen. Astatine en ons voorlichtingsteam zijn gevraagd om met ons mee te denken over de invulling van deze dag. Het programma moet spetteren. De contacten met de middelbare scholen zijn voor ons belangrijk. Ook op de studiedag van het Twents Meesterschap op 28 januari hebben we AT weer voor het voetlicht kunnen brengen.
7
BuCom Jochem Giesbers Beste ATtentielezers, op deze pagina’s laat de Buitenlandreis Commissie zien wat haar bezigheden zijn, wat de plannen zijn in Zwitserland en wat er allemaal komt kijken bij het organiseren van een dergelijke reis. Wij zijn de BuCom. Wij zijn een commissie bestaande uit zes man, en zo nu en dan coacht onze BuCom-expert en bestuurscontactpersoon Annegreet Boekeloo ons tijdens onze wekelijkse vergaderingen. Allereerst onze voorzitter: Tim Berk. Hij houdt de vergaderingen in orde en leidt ons, de rest van de commissie, door het (soms wel stressvolle) regelwerk dat we moeten doen om een mooie reis op poten te zetten.
Route. Het up-to-date houden van de routeinformatie is zijn ding, maar ook het regisseren van ons fabuleuze promofilmpje is door hem gedaan. Last, maar zeker niet least: Daniel Zschocke. Onze ”commissieduitser” weet wat Deutsche Gründlichkeit is en laat dat ook zien. Het regelen van de overnachtingen heeft hij als commissaris Overnachtingen op zich genomen en ook een aantal bedrijfscontacten binnen Zwitserland en Duitsland is door hem benaderd. Vaak had hij de meeste actiepuntjes en voerde ze natuurlijk ook netjes uit. Maar genoeg over de commissie, laten we het hebben over de reis zelf. De eerste ochtend wordt een vroege. Om 5 uur gaan we op reis naar Zwitserland, maar onderweg stoppen we in Heidelberg, Duitsland. We bezoeken daar het Max Planck Instituut voor Astronomie. We krijgen daar een voor ons georganiseerde rondleiding die gegeven wordt door studenten en afgestudeerden; die kunnen ons een levendige indruk van het onderzoek geven. Een voorbeeld van wat we te zien krijgen, is de ontwikkelingen op het gebied van detectoren en instrumentatie. Wat we verder nog allemaal te zien krijgen, dat is iets wat de deelnemers binnenkort zullen zien.
V.l.n.r.: Daniel Zschocke, Wessel Straatman, Tim Berk, Jochem Giesbers, Bart Smit en Mitchel Bakker. Vervolgens de secretaris, Jochem Giesbers. Dat ben ik, degene die de notulen verzorgt, taakjes op zich neemt zoals het schrijven van stukjes over de reis voor de ATtentie, de komende Almanak en onze eigen website (www.astatine.utwente.nl/bucom2010). De volgende die ik wil aankondigen is Wessel Straatman, onze penningmeester. Hij heeft de zware taak op zich gekregen om als rekenmachine te spelen, maar ook vooral op te letten dat we niet te veel (of stel je voor: te weinig) geld uitgeven. Nauw samenwerkend met Wessel is Bart Smit, de jongeman achter de sponsoring. Hij sluit de deals met bedrijven en vakgroepen en zorgt ervoor dat wij als commissie geld hebben om uit te kunnen geven. Contracten schudt hij zo uit zijn mouw. Next, Mitchel Bakker. Als je het manusje van alles van de commissie nodig hebt, dan ben je bij hem aan het juiste adres. Met veel toewijding en enthousiasme is Mitchel onze commissaris 8
Op naar Zwitserland! Na Heidelberg is het tijd om door te gaan naar Delémont, een stad in de buurt van Bazel. Hier zullen we de nacht doorbrengen. Lekker bijslapen na zo vroeg opstaan, of lekker bijtanken na een hele tijd geen alcohol. Alhoewel, de volgende dag met een kater rondlopen is ook niet handig, want dan gaan we naar Zürich.
BuCom In Zürich bezoeken we de ETH Zürich, een van de universiteiten van deze stad. Op de ETH Zürich gaan we langs het instituut voor robotica en intelligente systemen. Ik weet nu niet wat we te zien gaan krijgen, maar ik hoop dat het in de smaak valt.
BuCom 2010: Op naar Zwitserland! In de avond gaan we terug naar onze basis in Lausanne, om vervolgens op zaterdag terug naar de grootste stad van Zwitserland te gaan: Zürich. Zoals de deelnemers van de vorige buitenlandse reis een dag vrij te besteden hadden in Kopenhagen, hebben wij dat in Zürich.
Op naar Zwitserland! Midden in de nacht stappen we weer in de bus en maken we onze terugweg naar Enschede. Ergens in de ochtend zullen we dan daar aankomen. De bus uit, de benen strekken en dan snel weer ons bed in! Nog een paar weken en dan gaan we naar het zuiden. Wij als Buitenlandreis Commissie hebben er ontzettend veel zin in. Op naar Zwitserland!
Langs Heidelberg, Zürich, CERN en meer! Aan het eind van de dag gaan we verder naar het zuiden, richting het Meer van Genève. Van de stad Lausanne maken we tijdelijk onze thuisbasis. We slapen daar de twee volgende nachten, tussendoor maken we een bezoek aan dat wat velen als hét toppunt van de reis zien: CERN. Op de vrijdag staan we weer op tijd op, zodat we om 8.50 uur bij CERN op de stoep kunnen staan. We beginnen met een ochtendprogramma dat bestaat uit onder andere een film over de LHC en een bezoek aan een van de sites van CERN, waar we met onze bus doorheen zullen rijden. In de middag doen we nog meer bij CERN: we krijgen onder andere een lezing van Herman ten Kate, een hoogleraar van onze Universiteit Twente die zich ophoudt bij CERN.
9
Supergeleiders Pim Muilwijk Zwevende treinen, elektriciteitsoverdracht zonder verlies of zelfs persoonlijke levitatieapparaten. Wie weet worden deze zaken ooit gemeengoed door een stukje Neerlands trots. We schrijven het jaar negentienhonderdenelf. Heike Kamerlingh Onnes werkt in zijn cryogeen laboratorium in Leiden aan de elektrische analyse van pure metalen (zoals kwik, tin en lood) bij lage temperaturen. Dat hij hier de goede persoon voor is, blijkt uit het feit dat hij degene was die voor het eerst helium vloeibaar wist te maken in 1908. Terwijl hij de elektrische weerstand van een kwikkolom meet, verlaagt hij de temperatuur. Langzaam daalt deze totdat de thermometer 4,2 K aangeeft, de kritische temperatuur (TC ) van kwik. Plots verdwijnt de elektrische weerstand volledig. “Kortsluiting zeker”, denkt Heike, maar niets is minder waar: het effect is echt, supergeleiding is een feit. Niet alleen ontvangt hij mede hiervoor de Nobelprijs voor de natuurkunde op een koude decemberdag in 1913, ook wordt het Onneseffect naar hem vernoemd. Het Meissnereffect Jaren later, in 1933, werken de Duitse natuurkundigen Walther Meißner en Robert Ochsenfelden aan het meten van de distributie van het magnetisch veld buiten supergeleidend tin en lood, wanneer ze opmerken dat de magnetische flux buiten het supergeleidende materiaal toeneemt als de magnetische flux binnen het materiaal afneemt. Omdat magnetische flux in supergeleiders geconserveerd wordt, kunnen ze maar één conclusie trekken; een supergeleider is perfect diamagnetisch, wat betekent dat zijn magnetische permeabiliteit (µ) gelijk is aan 0 en zijn magnetische susceptibiliteit (χ) gelijk is aan -1. In andere woorden: een supergeleider weert alle externe magnetische velden en heeft geen intern magnetisch veld (figuur 1). Dit effect, dat het Meissnereffect heet, wordt veroorzaakt door elektrische stroompjes aan het oppervlak van de supergeleider. Het magnetische veld van deze oppervlaktestroompjes zorgt ervoor dat het interne veld 0 blijft. In de buurt van het oppervlak is er echter een klein gebied waar het niet compleet opgeheven wordt (hierin bevinden zich ook de oppervlaktestroompjes). Elk supergeleidend materiaal heeft een verschillende penetratiediepte (λ), die ook wel de London penetration depth genoemd wordt (naar zijn ontdekker Fritz London).
10
Figuur 1: Het Meissnereffect, geen intern magnetisch veld in een supergeleider. Ginzburg en Landau Nu het fenomeen geobserveerd was, kon er begonnen worden aan een theoretische onderbouwing. Echter duurde het nog tot 1950 voordat de theoretische natuurkundigen Vitaly Ginzburg en Lev Davidovich Landau een macroscopische verklaring konden geven. Deze verklaring bracht een flinke hoeveelheid statistische mechanica met zich mee die eigenlijk helemaal niet zo interessant is om hier weer te geven. De voornaamste conclusie was dat de vrije energie van een supergeleider in de buurt van zijn faseovergang uitgedrukt kan worden in een complexe faseparameter ψ, die beschrijft hoe supergeleidend het systeem is. Deze uitdrukking van de vrije energie kan gereduceerd worden tot de Ginzburg–Landauvergelijkingen en uit deze vergelijkingen blijkt dat er twee karakteristieke lengtes zijn in supergeleiders. De eerste hiervan is de coherentielengte (ξ), die de grootte van de thermodynamische fluctuaties beschrijft en de tweede is de penetratiediepte, die al eerder genoemd is. De ratio van deze twee lengtes heet de Ginzburg– Landauparameter (κ) en bepaalt de grens tussen Type I en Type II supergeleiders.
Supergeleiders Bardeen, Cooper en Schrieffer 7 jaar later, in 1957, kwamen John Bardeen (die van de transistor), Leon Neil Cooper en John Robert Schrieffer met een microscopische beschrijving die de BCStheorie werd gedoopt. Deze beschrijving was eigenlijk een merkwaardige samenvloeiing van ideeën, die op het eerste gezicht weinig met elkaar te maken lijken te hebben. Het begon met een artikel van Fritz London waarin hij voorstelde dat de Londonvergelijkingen wel eens een gevolg zouden kunnen zijn van de coherentie van kwantumstaten. In 1953 haakte Brian Pippard hierop in door te stellen dat dit de Londonvergelijkingen zou aanpassen met een nieuwe schaalparameter, de coherentielengte. In 1955 beargumenteerde John Bardeen in een artikel dat een dergelijke aanpassing vanzelf volgt uit een theorie met een band gap. De sleutel werd echter geleverd door Leon Neil Cooper, die in 1956 de gebonden toestanden van elektronen onderhevig aan een aantrekkende kracht berekende. Hij bedacht dat een kleine aantrekkingskracht tussen elektronen in een metaal ervoor kan zorgen dat een elektronenpaar een lagere energie heeft dan de Fermi-energie (de energie van de hoogst bezette kwantumtoestand), wat wil zeggen dat deze gebonden is. Een dergelijke gebonden toestand van elektronen op lage temperatuur wordt een Cooperpaar genoemd. In tegenstelling tot een gebonden toestand gedraagt een elektron in een metaal zich normaal gezien als een vrij deeltje. Het elektron wordt afgestoten door andere elektronen vanwege hun gelijke lading, maar trekt de positieve ionen die het rooster opmaken aan. Deze aantrekkingskracht kan het rooster op zo’n manier vervormen dat een ander elektron met een tegenovergestelde spin naar dit gebied met een hogere positieve ladingsdichtheid beweegt (elektron-fonon interactie), de twee elektronen raken dan gecorreleerd. Op lange afstanden kan deze aantrekkingskracht de afstotende kracht van elektronen overwinnen en ze laten paren. De energie van deze paringsinteractie is behoorlijk laag (in de orde van 10-3 eV) en thermische energie kan de paren eenvoudig breken. Dus enkel op lage temperatuur zijn er genoeg Cooperparen. De elektronen in een Cooperpaar bevinden zich niet per definitie dicht bij elkaar omdat de elektron-fonon interacties op lange afstand werken (honderden nanometers). Deze afstand is meestal groter dan de gemiddelde afstand tussen de elektronen, dus kunnen meerdere Cooperparen dezelfde ruimte innemen. Elektronen zijn fermionen en hebben een spin van ±½ (en zijn dus onderhevig aan het uitsluitingsprincipe van Pauli). Een Cooperpaar heeft echter een spin van
0 of 1, want het is een samengesteld boson. Dit zorgt ervoor dat de golffuncties symmetrisch zijn en het toegestaan is om dezelfde toestand in te nemen. De neiging van Cooperparen om allen in dezelfde grondtoestand te condenseren is verantwoordelijk voor de eigenschappen van supergeleiding. Om een Cooperpaar te breken, moet men de energieën van alle andere paren veranderen. Dit betekent dat er een soort band gap is voor het aanslaan van een enkel deeltje, in tegenstelling tot een normaal metaal waar een toestand veranderd kan worden door een kleine hoeveelheid energie toe te voegen. Deze band gap is het grootst op lage temperaturen en verdwijnt op de overgangstemperatuur, waar supergeleiding ophoudt te bestaan. Als de benodigde energie hoger is dan de thermische energie (wat geldt voor lage temperatuur), zullen alle elektronen in hun gepaarde toestand blijven en de thermische energie overwinnen en geen weerstand zien.
Supergeleiding vindt niet plaats in edelmetalen en puur ferromagnetische materialen. Classificatie Er zijn een hoop verschillende manieren om supergeleiders te classificeren. Zo kun je ze bijvoorbeeld rangschikken op het type materiaal. Supergeleiding vindt plaats in veel verschillende materialen – simpele elementen als tin, aluminium, verscheidene legeringen en sommige sterk gedoteerde halfgeleiders. Het vindt overigens niet plaats in edelmetalen als goud en zilver, noch in puur ferromagnetische materialen. Ook kun je ze indelen op theorie. Supergeleiders worden conventioneel genoemd als ze uitgelegd kunnen worden met behulp van de BCS-theorie, of onconventioneel wanneer dit niet het geval is. Een derde mogelijkheid is het indelen op type. Er zijn twee typen met de veelzeggende namen Type I en Type II. Deze naamgeving slaat op hun faseovergang en heeft te maken met het overwinnen van het Meissnereffect. Zoals eerder uitgelegd is, kan een magnetisch veld een supergeleider niet penetreren. Echter kan dit effect overwonnen worden wanneer het toegepaste magnetische veld sterk genoeg is. Wanneer de supergeleiding abrupt ophoudt (eerste orde faseovergang) als het veld sterker is dan een bepaalde kritische waarde (HC ) wordt het Type I genoemd. Materialen waarbij dit proces geleidelijk (tweede orde faseovergang) plaatsvindt, 11 vallen onder Type II.
Supergeleiders Een laatste en waarschijnlijk de meest gebruikte manier van classificatie is op kritische temperatuur. Het is gebruikelijk dat supergeleiders met een kritische temperatuur hoger dan 30 K “hoge temperatuur supergeleiders” worden genoemd en anders “lage temperatuur supergeleiders”. De hoogste kritische temperatuur voor een conventionele supergeleider is 39 K voor magnesiumdiboride (MgB2), hoewel men nog twijfelt of deze wel als conventioneel geclassificeerd mag worden.
Hogetemperatuursupergeleiders zijn de heilige graal Supergeleiders met koper hebben nog hogere kritische temperaturen. YBa2Cu307 (YBCO), een van de eerste supergeleiders met koper, heeft een kritische temperatuur van 92 K en supergeleiders met koper en kwik kunnen kritische temperaturen hebben van 130 K, bijvoorbeeld HgBa2Ca2Cu3Ox (135 K). Voor deze hoge kritische temperaturen is echter nog geen verklaring gevonden. Hoge temperatuur supergeleiders zijn min of meer de heilige graal van supergeleiding. Immers, hoe hoger de kritische temperatuur ligt, hoe eenvoudiger deze gebruikt kan worden in de praktijk. De ontdekking van supergeleiders met een kritische temperatuur hoger dan 77 K was een grote doorbraak, omdat het kookpunt van stikstof op 77 K ligt en vloeibaar stikstof inmiddels geen luxe meer is. Toepassingen Supergeleiders vinden in sommige gebieden gretig aftrek. Zoals bij CERN, die ze gebruikt om grote hoeveelheden stroom (12.500 A) te vervoeren (zie figuur 2).
Andere leuke speeltjes zijn rail- en coilguns. Een railgun is een elektrisch geweer dat een geleider over twee rails accelereert door gebruik te maken van het principe van een homopolaire motor. Er wordt een sterke stroom door het projectiel geleid die interacteert met de sterke magnetische velden van de rails. De marine van de Verenigde Staten heeft met succes een dergelijk apparaat gebouwd en getest. Ze konden hiermee projectielen van 3,2 kg accelereren tot 7 keer de snelheid van het geluid. Railguns moeten niet verward worden met coilguns, ook wel Gauss guns genoemd. Deze hebben namelijk geen contacten (zoals de rails in de railgun) en gebruiken externe magnetische velden die opgewekt worden door spoelen om de loop. De werking hiervan wordt dus ontleend aan het principe van de lineaire elektrische motor. Gelukkig kunnen supergeleiders ook ingezet worden voor meer humanitaire en down-to-earth toepassingen. Wat bijvoorbeeld te denken van Magnetic Resonance Imaging (MRI) en Nuclear Magnetic Resonance (NMR)? Deze apparaten moeten voor aardse begrippen gigantische magnetische velden op kunnen wekken. Momenteel worden hiervoor lagetemperatuusupergeleiders gebruikt omdat hogetemperatuursupergeleiders nog te duur zijn. Voor wetenschappelijke doeleinden komt hier verder nog bij dat er een limiet zit aan de grootte van de magnetische velden die met behulp van koper kunnen worden opgewekt. Ook eenvoudige systemen kunnen profiteren van supergeleiders; hierbij kan gedacht worden aan elektriciteitslijnen die geen stroom verliezen. Het verlies wordt nu al wel geminimaliseerd door hoge spanningen te gebruiken, maar een beetje verlies is er natuurlijk altijd – behalve bij het gebruik van supergeleiders. Een laatste voorbeeld is de transportsector. Op dit moment zijn in Duitsland en in Japan al teststukken gebouwd voor de zogeheten Maglev-trein (van magnetic levitation). Deze treinen gebruiken magneten om boven de rails te zweven en kunnen zo veel sneller gaan dan conventionele treinen. Het record staat op naam van de JR-Maglev die in november 2005 581 km/u op de teller zette.
12
Figuur 2: Normale kabels voor de LEP (boven) versus supergeleidende kabels voor de LHC (onder).
Supergeleiders hebben dus veel potentie. Zeker wanneer er supergeleiders ontdekt worden met kritische temperaturen op of rond kamertemperatuur zullen we een grote technologische revolutie doormaken.
Chemie in de keuken Geert Folkertsma Een van de dingen die je op een universiteit leert, is dat je kritisch moet zijn – je moet niet zomaar alles voor zoete koek aannemen. In de studie lukt dat op een gegeven moment; en zeker op bestuurlijk niveau moeten studenten overtuigd zijn van het nut van een beslissing. In de keuken worden echter alle principes overboord gegooid en doen we braaf wat het kookboek zegt. Wat een ei in mayonaise doet weten we wel, maar heeft het nou zin om vlees dicht te schroeien? Hoe maak je nu écht goede pasta? Enne... durf jij gehakt in soda te bakken? Na voortplanten, klagen en oorlog voeren is eten koken waarschijnlijk de vroegste bezigheid van de mens. We weten daarom goed hoe het moet; en sinds de uitvinding van het kookboek baseren we dat niet alleen op wat moeder of vader ons leerde en eigen ervaring. Toch zijn vrijwel alle kookboeken samenvattingen van jaren ervaring: trial and error totdat er iets lekkers uit kwam. De “moleculaire keuken” moet daar verandering in brengen: kennis van de chemische processen die plaatsvinden helpen het kookproces te begrijpen en te verbeteren. Zout voor sneller (?) koken Er zijn veel mensen die een beetje zout toevoegen aan kookwater, om het sneller te laten koken. Werkt dat? Natuurlijk niet; en met wat basale chemische kennis is dat eenvoudig te verklaren. Om water sneller te laten koken, zou het kookpunt verlaagd moeten worden. Er gebeurt inderdaad iets met kook- en vriespunt van water door toevoeging van zout; het staat bekend als vriespuntsdaling en kookpuntsverhoging. Het strooien van zout in de winter berust op het eerste effect, maar zout toevoegen aan water zorgt er dus juist voor dat het langer duurt voor het kookt! Alhoewel, het verschil in kookpunt bij 10 g/L (aangeraden voor bijvoorbeeld pasta, maar daarover later meer) is slechts 0.17 K. ∆Tk = Kb∙mB met ∆Tk de kookpuntsverhoging in K , Kb de ebullioscopische constante (voor water 0.512 K/molal) en mB de molaliteit van de oplossing, waarbij het gaat om het aantal ionen (dus voor NaCl tweemaal de concentratie in mol/kg).
14
Eieren Een ei bestaat uit eiwit, dat alleen water (90%) en eiwitten (10%) bevat; en een dooier die naast eiwitten (17%) en water (50%) ook nog lipiden (33%) bevat. Het verschil in samenstelling zorgt er onder andere voor dat het stollingsproces anders verloopt: alhoewel zowel eiwit als eigeel bij zo’n 62 °C beginnen te stollen, is het eigeel bij 70 °C helemaal “hard”, terwijl het eiwit dat pas bij 80 °C is. Wat kun je met deze kennis? “Kook” eens een ei bij 65 °C, door het in een pannetje op een zacht vuur te zetten (gebruik een goede thermometer) of zet gewoon een doos eieren een tijd in een oven bij 65 °C. Het resultaat is een ei met halfzachte dooier en snotterig eiwit. Iets aantrekkelijker dan bovenstaand eitje is een mooi, zachtgekookt ei. Dit vereist veel ervaring: net iets te lang of te kort en het ei is nog helemaal vloeibaar of al hard. Wat is het probleem? Het eiwit moet net een beetje hard zijn, terwijl de dooier nog behoorlijk vloeibaar moet zijn. Helaas is het eigeel eerder gestold (70 °C) dan het eiwit (80 °C). De reden dat het toch kan lukken, is dat het even duurt voordat het ei helemaal wordt opgewarmd. Hierdoor wordt het perfecte ei aan de buitenkant ruim 80 °C, terwijl de binnenkant nog niet ver boven de 60 °C is gekomen. Waarom moet je eieren direct na het koken laten schrikken? Door het afspoelen met koud water, daalt de temperatuur aan de rand weer. Doe je dit niet, dan dringt de warmte alsnog door naar het midden. Eieren meteen erin of pas als het water kookt? Voor een hardgekookt ei maakt het niet veel verschil of je de eieren met het water opwarmt, of de eieren er pas later bij doet. Omdat het bij een zachtgekookt allemaal nauwkeurig moet, kan het dan beter zijn om het ei in kokend water te doen. Anders is de kooktijd namelijk afhankelijk van de sterkte van de gaspit, de grootte van het pannetje, de hoeveelheid water en de hoeveelheid eieren. Ook als je de eieren pas later toevoegt kan het aantal eieren uitmaken: bij veel eieren zal de temperatuur tot ver onder het kookpunt dalen, waardoor de eitjes meer tijd nodig hebben. Veel water gebruiken helpt hiertegen. Let overigens ook op of het ei uit de koelkast komt, of al op kamertemperatuur is, dit scheelt ongeveer een minuut op de kooktijd.
Chemie in de keuken Pasta
Saus
Alle pasta wordt gemaakt van meel, meestal tarwebloem. Tarwe bestaat uit zetmeel en gluten; de laatstgenoemde zorgt voor stevigheid in de pasta. Gluten(moleculen) kunnen namelijk polymeriseren, iets wat al tijdens het kneden van het deeg gebeurt. Soms worden voor extra stevigheid eiwitten toegevoegd (in de vorm van eieren). Wat gebeurt er bij het koken? Water dringt de slierten, elleboogjes of strikjes binnen en wordt opgenomen door het zetmeel. Hierdoor wordt de pasta slap, maar tegelijkertijd vormen zich crosslinks tussen de eiwitnetwerken.
Pastasaus kan waterig (bijvoorbeeld puttanesca) of romig (bijvoorbeeld carbonara) zijn. Vooral bij waterige saus is het belangrijk de pasta iets korter dan beetgaar te koken (2-3 minuten minder dan de kooktijd op het pak): door het mengen met de saus – wat overigens vóór het opdienen hoort – neemt de pasta nog extra vocht uit de saus op.
Goede pasta koken Pasta moet beetgaar zijn. Dit houdt in dat de buitenkant veel water heeft opgenomen, terwijl de binnenkant nog wat droger en steviger is. De zetmeelgranules beginnen flink water op te nemen vanaf 65 °C, dus in theorie zou je pasta bij 65 °C zacht kunnen maken. Het glutennetwerk wordt echter pas verstevigd vanaf 90 °C, zodat koken bij een temperatuur onder de 90 °C een slappe pasta oplevert. De pasta toevoegen voordat het water kookt heeft overigens hetzelfde effect, net als het gebruik van te weinig water of een kleine gaspit: na het toevoegen blijft de temperatuur lang onder de 90 °C, zodat de pasta al veel water heeft opgenomen voordat de eiwitten verstevigd worden. De hoeveelheid die op het pak vermeld staat, meestal 1 L/ons, is wat dat betreft niet overdreven.
Zout en veel water voorkomen plakkerige pasta De reden dat pasta plakkerig wordt, is dat zetmeel “weglekt” en in het water terecht komt. Door veel water te gebruiken, kun je het meeste zetmeel afgieten. Bovendien blijft dan de temperatuur hoger en dat zorgt voor extra stevigheid en minder “lek”. Zout toevoegen aan het kookwater (ongeveer 10 g/L) helpt ook voor de vorming van het eiwitnetwerk en dus minder plakkerige pasta. Milieu? Het is natuurlijk fijn dat de pasta een mooie structuur krijgt door heel veel water en een flinke gaspit te gebruiken, maar misschien stuit dat milieuactivisten tegen de borst. Een andere mogelijkheid is na toevoeging van de pasta (aan kokend water!) het geheel nog 2 minuten aan de kook te houden; dan het gas uit te draaien en het de rest van de kooktijd laten staan. Ook hier niet de pasta al toevoegen voor het water kookt: dan neemt het veel vocht op, voordat het eiwitnetwerk verstevigd is.
Kook pasta in bouillon voor extra smaak! Sommige mensen voegen voor of na het koken olie toe aan de pasta om hem minder te laten plakken. Dat werkt, maar zorgt er ook voor dat saus op waterbasis veel minder goed aan de pasta blijft plakken. Na het opeten van de pasta blijf je met een bord soep zitten. Bij een waterige saus niet doen dus. Tip: aangezien pasta bij het koken veel water opneemt, kun je vast kruiden aan het kookwater toevoegen. Of kook de pasta in bouillon voor extra veel smaak - vooral lekker als het voor een koude pastasalade is. Omdat de meeste pastasauzen al behoorlijk zout zijn, zou de bouillon het geheel anders wel erg zout maken. Vlees Vlees bestaat uit spierweefsel, bindweefsel en vet. Bindweefsel is taaier dan spierweefsel; daarom bestaat goede biefstuk vooral uit spierweefsel. Ook bindweefsel kan echter mals gemaakt worden: door het flink te verhitten wordt het omgezet in gelatine. Het probleem is dat spierweefsel bij een lagere temperatuur gaart, zodat bijvoorbeeld een ovenkip lastig te bereiden is: de poten bestaan vooral uit bindweefsel en moeten dus sterker verhit worden dan de borst, die vooral uit spierweefsel bestaat. Een ander probleem bij spierweefsel is dat de spiercellen omkapseld zijn met collageen. Collageen lijkt een beetje op bindweefsel, in die zin dat het wat taaier is en stevigheid geeft aan het vlees. Bovendien wordt het bij hoge temperatuur omgezet in een soort gelatine. Bij een wat lagere temperatuur (55-60 °C, de gaartemperatuur van spierweefsel) treedt echter een probleem op: het collageen krimpt. Hierdoor worden de spiercellen “uitgewrongen”: het vlees verliest vocht en wordt droog. Gelukkig zet het collageen weer uit als het vlees afkoelt en kan het vlees weer vocht opnemen – mits dat aanwezig is. Bij de bereiding van rendang, een Indonesische stoofschotel, wordt bij het afkoelen ananassap toegevoegd, zodat het vlees weer sappig wordt.
15
Chemie in de keuken Vlees moet je dichtschroeien. Toch?
Maillardreactie
Veel mensen en zelfs kookboeken raden aan vlees zoals biefstuk eerst op hoog vuur “dicht te schroeien”, zodat het vocht niet kan ontsnappen en het vlees sappig en mals bljift. Dit komt natuurlijk doordat dichtgeschroeid vlees, de naam zegt het al, waterdicht wordt. Neen. Het maakt voor het vochtverlies niet uit of het vlees is aangebakken of niet. Voor de smaak echter wel: bij een hoge temperatuur krijgt het vlees een veel mooiere en lekkerder korst. Helaas zorgt een hoge baktemperatuur ook voor een hoge kerntemperatuur, wat niet de bedoeling is: bij een medium-rare biefstuk zou die 55 °C moeten zijn, terwijl de buitenkant voor een mooi korstje 120-140 °C moet zijn. Boven de 80 °C wordt het spierweefsel echter zo gedenatureerd dat het taai wordt...
Maillardreacties komen veel voor bij het koken. Het is een reactie tussen aminozuren en suikers (de zuurstof van de carbonylgroep wordt vervangen door de aminogroep van het aminozuur, onder afsplitsing van water), die optreedt bij bijvoorbeeld het branden van koffiebonen, het bruinen van bier of het bakken van vlees – maar het speelt ook een belangrijke rol bij voedselbederf. De reactie verloopt slecht in een zuur milieu, dus door de pH enigszins te verlagen blijft het voedsel langer goed.
De beste methode om een malse, sappige biefstuk met toch een mooie korst te krijgen is door het biefstuk eerst in de oven tot 50 °C te verhitten (ongeveer een uur bij 60 °C; controleer met een vleesthermometer) en het vervolgens in een hete koekenpan een mooi korstje te geven – dat kost, doordat het vlees al heet is, nog maar zo’n 20 seconden! Voor een mooie korst is het bovendien belangrijk dat het vlees aan de buitenkant droog is: anders wordt het vlees door verdamping niet heet genoeg. De beste korst krijg je door het vlees droog te deppen (in de oven wordt het ook droog aan de buitenkant) en een pan met ribbeltjesbodem te gebruiken, zodat het vocht weg kan onder het vlees.
Tk [°C]
Naamgeving
Kleur
40
Rauw
Rood
45
Bleu
Rood
50
Saignant
Rood
55
Medium-rare
Roze
60
Rosé, a point, medium
Roze
65
Medium-well
Roze
70
Well done, bien cuit
Roze-grijs
75
Well (VS)
Grijs
Tabel 1: Verschillende “gaarheidsgraden” van biefstuk, met bijbehorende kerntemperatuur Tk. Het is duidelijk dat voor precieze garing veel ervaring of een vleesthermometer onontbeerlijk is.
16
Het omgekeerde is ook waar: Maillardreacties verlopen veel sneller in een basisch milieu. Dat is te gebruiken bij het koken: een slimme kok braadt vlees bij een hoge pH, zodat de Maillardreactie die de bruining en lekkere smaak veroorzaakt, sneller verloopt. Hoe? Door bij het braden van bijvoorbeeld gehakt een paar gram natriumbicarbonaat (soda) toe te voegen! Wie wel eens soda heeft geproefd weet dat het een enorm smerige zeepsmaak heeft, dus voeg ná het bakken een juiste hoeveelheid azijn toe, zodat de pH weer neutraal wordt.
Een dappere echte kok braadt gehakt in soda. De wetenschap dat de meeste bruiningsprocessen bij eten (roosteren van brood, bakken van uien en vlees) een Maillardreactie zijn, geeft stof tot nadenken over de volgorde van toevoegen van ingrediënten. Tomaten zijn bijvoorbeeld zuur, dus voeg die pas toe na het bakken of braden.
Figuur 1: Door biefstuk voor te verwarmen in de oven en daarna kort en heet te bakken, is hij van binnen mals en sappig en heeft toch een mooi korstje.
Ouderdag Jacob & Ineke Bisschop Ieder jaar organiseert Astatine een ouderdag, om de ouders een indruk te geven van wat hun kroost hier uitvoert. Ieder jaar vraagt de ATtenCie aan de ouders wat ze hiervan vonden. Dit keer was het de beurt aan meneer en mevrouw Bisschop, ouders van Erwin. Wat vonden deze mensen uit de hoofdstad van onze provincie van hun dag in het Verre Oosten? Op 5 maart hebben we met een grote groep ouders van AT-studenten geconstateerd dat de omstandigheden voor de student van tegenwoordig heel wat beter zijn dan voor de student van pakweg 30 jaar geleden. Moesten wij het doen met smalle schrijfplanken en houten stoeltjes, tegenwoordig zit men aan royale tafels en op comfortabele bureaustoelen. Namen wij een boterhammetje mee van thuis, nu bestellen ze een broodje bij Délifrance. En zo kunnen we nog wel even doorgaan… Ons hierover verwonderend werden we aangenaam beziggehouden met het onderwerp zonne-energie. Dr. Boukamp wist via een college de principes van de zonnecel zeer eenvoudig over te brengen. Hierdoor konden we ’s middags goed geïnformeerd zelf aan de slag met zonne-energie. De groep werd in drieën gesplitst en er volgde een route langs drie onderdelen. De dag stond – naast de bureaustoelen – garant voor nog meer verrassingen: nooit geweten dat ze op de UT ook medisch onderzoek doen! Daar kwamen we achter tijdens de rondleiding door de laboratoria van de afdeling neurobiofysica. Deze afdeling ontwikkelt technieken om de kenmerkende eiwitklontjes die ontstaan in de hersenen van mensen met de ziekte van Parkinson na te maken en te onderzoeken.
Het maken van een zonnecel was een fluitje van een cent. Twee glazen plaatjes, koolstof, vruchtensap, deppen, drogen, klemmen, en klaar is je zonnecel. Waarom de uitkomst van de meting toch niet bij alle 9 groepen gelijk was, bleef een vraag waarover we de hele middag doorfilosofeerden. Waren het de aardbeien, de frambozen, de bramen of toch de kersen? Moest je exact 10 minuten wachten, of was 12 minuten ook goed? Moest je deppen of droogwrijven? Moest je met twee of vier knijpers klemmen? Helaas konden de studenten ons het verlossende antwoord niet geven Noot van de redactie: dát is waar het bij onderzoek om draait - je weet niet hoe iets werkt, maar wilt er achter komen door bijvoorbeeld experimenten met verschillende vruchtensappen te doen! Topper van de middag was het bedenken van een maatschappelijke toepassing van zonne-energie. Alle creativiteit en inventiviteit van de ouders barstte daarbij naar buiten. Met verve werden de 9 ontwerpen aan het eind van de middag gepresenteerd. Enkele groepjes hadden een toepassing voor winterse
Een pluim voor de OuCie! omstandigheden: een verwarmde snelweg (nooit meer zout nodig), een verwarmd skipak (nooit meer koude oren). Anderen hadden voor zomerse omstandigheden gekozen: gekoeld bier, sombrero met koeling bovenin, een koelmatras, een elektrocutievliegengordijn, zonwering. Opvallend vaak kwam de naam Grolsch in deze ontwerpen voor, maar dit terzijde. Enkele groepjes hadden iets bedacht voor dagelijkse ergernissen: een kapot fietslicht, een haperend winkelwagentje. De manier van presenteren gaf aanleiding tot veel hilariteit. Op sommige ontwerpen bleek zelfs al patent te zijn aangevraagd! Een deskundige jury gaf gepast commentaar. Toen het buiten ging sneeuwen, voelde iedereen al aankomen dat de verwarmde snelweg de winnaar zou worden. De winnaars van de twee praktische onderdelen (zonnecel maken; toepassing ontwerpen) kregen een Astatine koffiemok overhandigd. Daarna waren we hard toe aan de borrel en het avondeten.
Het maken van een zonnecel was een fluitje van een cent
Een pluim voor de OuCie voor het organiseren van deze fantastische dag!
17
Karting Mitchel Bakker Finally, my first article in the ATtentie and what’s more, because our study is going to take a more internationally oriented direction, I’ll try to make something of it in English.
History
Tuesday the 2nd of February was our moment to shine, 30 of the fastest AT students went kart racing at Go Planet Kart racing. The group met at Checkpoint Charly at 19:30 and off we went through the stormy and snowy weather. Half an hour later the first group was already embroiled in a heated battle for the fastest lap time. In this article I will tell you some more about the sport of kart racing and of course about the little lightning bolts that we raced around the track all night. Kart racing Kart racing or karting is a variant of open-wheel motor sport with small, open, four-wheeled vehicles called karts, go-karts, or gearbox/shifter karts depending on the design. They are usually raced on scaled-down circuits like the one at Go Planet. Karting is commonly perceived as the stepping stone to the higher and more expensive ranks of motorsports. A lot of famous F1 drivers started off their career by getting racing experience in kart racing and they still use it to stay fit and focused for racing. Karts vary widely in speed and some (known as Superkarts) can reach speeds exceeding 160 miles per hour (260 km/h), while go-karts intended for the general public in amusement parks may be limited to speeds of no more than 15 miles per hour (24 km/h). A KF1(Karting F1) kart, with a 125 cc 2-stroke engine and an overall weight including the driver of 150 kilograms has a top speed of 85 miles per hour (137 km/h).
Figure 2: Kart racing in the streets of Berlin in 1963 Art Ingels is generally accepted to be the father of karting. A veteran hot rodder and a race car builder at Kurtis Kraft, he built the first kart in Southern California in 1956. Karting has rapidly spread to other countries, and currently has a large following in Europe. As you can see in the picture, earlier on even big kart racing events were organized in the cities. Go-kart components In the following paragraphes I will elaborate some more on the different types of Go-kart components. The Chassis The chassis is made of steel tubes. There is no suspension, therefore the chassis has to be flexible enough to work as a suspension and stiff enough not to break or give way on a turn. Kart chassis are classified in different categories: - Open karts, these karts have no roll cage. - Caged karts have a roll cage surrounding the driver; they are mostly used on dirt tracks. - In Straight chassis the driver sits in the center. Straight chassis are used for sprint racing. - In Offset chassis the driver sits on the left side. Offset chassis are used for left-turn-only speedway racing.
18
Figure 1: KF2 kart at the CIK-FIA European Championship 2009
The stiffness of the chassis enables different handling characteristics for different circumstances. Typically, for dry conditions a stiffer chassis is preferable, while in wet or other poor traction conditions, a more flexible chassis may work better. The best chassis allow for stiffening bars at the rear, front and side to be added or removed according to race conditions.
Karting Braking is achieved by a disc brake mounted on the rear axle. Front disc brakes are increasingly popular; however, certain classes do not allow them. Engines Where does all the massive power in such a small car come from? Let’s have a look at the different types of engines used in go-karts. Amusement park go-karts can be powered by speedlimited 4-stroke engines or electric motors, while racing karts use small 2-stroke or 4-stroke engines. The amount of strokes of a combustion engine stands for the amount of movement phases of the piston needed to complete one thermodynamic cycle. Electric go-karts are low maintenance, requiring only that the lead-acid batteries of the cars be plugged into an array of chargers after each run. Since they are pollution-free and emit no smoke, the racetracks can be indoors in controlled environments. A fully charged electric kart can run a maximum of 20 minutes before performance is affected. 4-stroke engines can be standard air-cooled industrial based engines, sometimes with small modifications; generating about 5 to 20 hp. They are adequate for racing and fun kart applications. The go-karts that we drove in Go-Planet have a Honda 200 cc engine which produces 6.5 hp. There are also more powerful four-stroke engines available, offering from 15 hp up to 48 hp. They run to and around 11,000 rpm, and are manufactured specifically for karting. 2-stroke kart engines are developed and built by dedicated manufacturers. These can develop from about 8 hp for a single-cylinder 60 cc unit to 90 hp for a twin 250 cc. The recent 125 cc KF1 engines are watercooled and electronically limited at 16,000 rpm. Transmission Karts do not have a differential. The lack of a differential means that one rear tire must slide while cornering; this is achieved by designing the chassis so that the inside rear tire lifts up slightly when the kart turns the corner. This allows the tire to lose some of its grip and slide or lift off the ground completely. And, if you are too enthusiastic while steering in the corners, this will of course make you slip fairly easy. I think a lot of us have had some experience with this and in a lot of cases this ended in a meet and greet with the sides of the track or the fanatic driving behind you. Power is transmitted from the engine to the rear axle by way of a chain (some rentals use a belt). Both engine and axle sprockets are removable; their ratio has to be adapted according to track configuration in order to get the most out of the engine.
Figure 3: The Astatine Race Monsters Tires Similar to those other motorsports, kart tires come in different types for use appropriate to track conditions: Slicks, for dry weather. In international level racing these are some of the softest and most advanced tires in motorsport. Slick kart tires come in many different compounds, from very soft (maximum grip) to very hard (amusement and rental karts, less grip but long life span). Rain tires, or “wets”, for wet weather. They are grooved, made of soft compound, and are narrower than slicks. Not all racing classes allow rain tires. Special tires, such as spiked tires for icy conditions, or “cuts” for high grip dirt/clay speedways. Cuts are slicks modified with a lathe to optimize handling. Racing Formats Typical race formats are one of the following: sprint (short race), endurance (30 minutes up to 24 hours) and speedway (oval tracks). Well… I think that is about as much as I can tell you about kart racing. If after having raced the track at GoPlanet and/or after having read this article, a spark has ignited the firely racing spirit in you, then maybe kart racing might just be the thing for you.
Sources http://en.wikipedia.org/wiki/Kart_racing http://nl.wikipedia.org/wiki/Karting http://www.goplanetkartracing.nl/
19
Antennes Auke Been Het draadloos oversturen van informatie is erg populair tegenwoordig. Steeds hogere snelheden worden behaald met steeds complexere schakelingen. Elke soort dataoverdracht heeft weer een andere signaalverwerking nodig, maar één ding blijft hetzelfde: er is een antenne nodig. Eerst even een korte introductie over het draadloos versturen van data. Dit wordt altijd gedaan op een draagfrequentie – voor FM-radio ligt deze frequentie tussen de 87.5 MHz en de 108 MHz en voor WiFi is dit 2.4 GHz. Op deze draagfrequentie wordt vervolgens een signaal met een veel lagere frequentie gemoduleerd. Dit ”gemengde” signaal kan weer ontcijferd worden door het te vergelijken met de draagfrequentie (demoduleren). Het voordeel van het moduleren van een signaal op een draagfrequentie is dat de signaaleigenschappen verwaarloosbaar weinig veranderen. We kunnen dus in het hele ontwerpproces uitgaan van de draagfrequentie. Dus ook voor de antenne.
Figuur 1: Golfvorm in een antenne. Pure verspilling van materiaal en energie, dus gaan we voor ¼ λ. Om toch meer vermogen de lucht in te sturen kun je twee sprietantennes tegenovergesteld aan elkaar, in tegenfase aansturen. Zo krijg je als het ware een hele buik die je uitzendt. Dit heet een dipoolantenne. Dit effect kan ook bereikt worden met een monopool (1 spriet), maar dan moet deze wel loodrecht op een geaarde ondergrond geplaatst worden.
De lengte van een sprietantenne We weten dus voor welke frequentie we een antenne gaan ontwerpen. Bij deze frequentie hoort een golflengte.
Wanneer we een sprietantenne (recht stuk metaal) van die lengte nemen, krijgen we een hele periode in de antenne. Aan het uiteinde van de antenne moet volgens de randvoorwaarden wel een knoop zitten en zal er dus op de helft van de antenne nog een knoop zitten, evenals op het aansluitpunt! Daar hebben we dus geen signaal. En zonder signaal heeft een ontvangstcircuit weinig te doen. Of nog vervelender, heeft het zendcircuit zelfs aan oneindig veel vermogen niet genoeg energie om iets uit te zenden op de gewenste frequentie. We zullen er dus voor moeten zorgen dat op het aansluitpunt van de antenne een buik zit. Dit is op ¾ λ of ¼ λ. Voor het ontvangen maakt het weinig uit (alleen de lengte van je antenne), maar voor het verzenden wel: bij ¾ λ werken 2 kwarten elkaar tegen en ben je dus effectief met slechts ¼ λ van je antenne aan het zenden.
20
Figuur 2: Dipool- en monopoolantenne. Het aansturen van een antenne Wanneer je je antenne aansluit op een zendschakeling, zal de antenne dus je signaal kunnen uitzenden. Maar hoe gaat dat nou precies in zijn werk? Stel, we hebben een antenne die onder is aangesloten op een schakeling. We weten dat een draad in principe geen weerstand heeft en de spanning dus overal hetzelfde is. Dus als we op de onderkant van de antenne een spanning zetten, zal deze ook op het uiteinde van de antenne staan. Dat klopt, maar er zit wel een vertraging in. Het duurt (heel) even voordat de spanning op het uiteinde van de antenne hetzelfde niveau heeft bereikt als de onderkant. De tijd die het kost is proportioneel met de voortplantingssnelheid van een elektromagnetische golf in het medium (metaal) waarin het zich voortplant, vrijwel gelijk aan de lichtsnelheid.
Antennes de impedantie is uitgezet tegen de lengte/golflengte. Hier is de R het reële gedeelte van de impedantie en X het imaginaire:
Figuur 3: Stroom in een antenne. Als je de spanning maar snel genoeg wisselt op de basis van de antenne, kun je dus een staande golf krijgen. Daar komt dan ook weer de lengte van de antenne bij kijken, want je wilt natuurlijk wel met maximale efficiëntie uitzenden. De schakeling achter een antenne Om die maximale efficiëntie te bereiken, zul je de aansturing van de antenne ook moeten optimaliseren. Idealiter ”match” je de uitgangsimpedantie met ingangsimpedantie van het aan te sturen circuit. Hier moeten we dit dus matchen met de impedantie van de antenne. Normaal gesproken kun je de impedantie berekenen door de spanning over het element te delen door de stroom. Wat is de spanning over een antenne? Het uiteinde zit niet aan de aarde of enig ander referentiepunt en ook de spanningswet van Kirchoff geldt niet, aangezien er geen gesloten kring is. Een antenne is een transductor, welke energie van het ene domein naar het andere omzet. In dit geval dus van het elektrische naar het elektromagnetische domein. We zullen dus wat beter moeten kijken naar wat er gebeurt. Wanneer er een spanning op de basis van de antenne wordt gezet, plant zich een golf voort naar het einde, waar deze gereflecteerd wordt. Hier hoort natuurlijk ook een stroom bij. Omdat we het hier over een staande golf hebben, hoeft de plaats waar de stroom maximaal is niet op het begin te zijn. Het stroomprofiel in de antenne zal sinusvormig zijn.
Figuur 4: Impedantie van een antenne. Andere geometriën Het kan lonen om een andere geometrie te gebruiken dan een sprietantenne. Zo kun je een compactere, effectievere, of een antenne met een andere polarisatie ontwerpen. Een manier om met hetzelfde vermogen toch verder te kunnen zenden, is een directionele antenne. Dit type antenne gebruikt slimme geometrieën of interferentie om in een bepaalde richting verder te zenden. Een phased array radar is hier een mooi voorbeeld van. Dit radar systeem maakt gebruik van interferentie met veel kleine antennes, welke afzonderlijk niet zo heel bijzonder, maar gecombineerd zeer effectief zijn.
De spanning kunnen we bepalen door het vermogen dat uitgezonden wordt te bepalen.
Het vermogen dat we uitzenden is in de vorm van een elektromagnetische golf, opgewekt door bewegende lading, oftewel stroom. Omdat we bij het berekenen van de impedantie ook opgeslagen energie in het nabije veld moeten meenemen, wordt de formule lang en ingewikkeld. Er is een grafiek van gemaakt, waarin
Figuur 5: Phased array radarinstallatie. Voor meer info over hoe een antenne werkt, kan je bijvoorbeeld een kijkje nemen in het ElBasFun-boek. Voor andere soorten antennes kun je kijken op: http://en.wikipedia.org/wiki/Antenna_(radio)
21
KIVI NIRIA Wetenschapsquiz Geert Folkertsma Achttien februari jongstleden vond de KIVI NIRIA Wetenschapsquiz plaats. Deze quiz wordt bijna ieder jaar door KIVI NIRIA georganiseerd, speciaal voor studenten van de UT. Let wel: téchnische studenten, dus veel studierichtingen van de MB-faculteit zijn uitgesloten van deelname. Het is tenslotte een wetenschapsquiz, geen open-deuren-intrap-festijn. De twee voorgaande keren dat de quiz plaatsvond, deed er een team van Astatine mee, voor een groot deel bestaande uit bestuursleden. Doordat het bestuur het dit jaar wat meer onder de aandacht had gebracht, en door wat last-minute aansporing tijdens de workshop speedreading, waren Advanced Technology en Astatine dit jaar door twee teams vertegenwoordigd. Volgend jaar zouden dat er nog meer moeten zijn, want het is geweldig leuk om mee te doen! Organisatie De quiz is altijd prima georganiseerd. Het stramien is ieder jaar hetzelfde: de organisatie bedenkt, vaak in overleg met vakgroepen, de vragen. De quiz wordt gepresenteerd door een wetenschapsfilosoof die er zelf niet zoveel verstand van heeft, maar erg goed is in quizmaster spelen en dat leuk doet; een vakjury bestaande uit docenten zorgt voor inhoudelijke verantwoording. Teams van studenten en soms een enkele docent strijden tegen elkaar en tegen het VIPteam, dat bestaat uit mensen als de rector magnificus en de directeur van KIVI NIRIA. Alhoewel het duidelijk is dat de jeugdige bestuurders van “kivi” niet vaak een grote groep mensen hoeven aan te sturen, zijn het maar kleine dingetjes die misgaan. De faciliteiten zijn echter geweldig: de vraag en keuzemogelijkheden (alles is multiple choice, zoals dat hoort bij een wetenschapsquiz) verschijnen uiteraard op een scherm, maar de échte reden dat iedereen meedoet aan de quiz is de manier van antwoorden. Iedereen krijgt namelijk een gaaf stemkastje met een persoonlijke chipkaart. Het kiezen van een antwoord gaat soepel en, doordat alles direct digitaal verwerkt wordt, kunnen tussendoor de stand en andere statistieken getoond worden!
22
Vragen Omdat de quiz over de gehele (technische) wetenschap gaat, zijn er vragen op allerlei vakgebieden: van biologie tot natuurkunde, van wiskunde tot scheikunde. Het accent ligt wel een beetje bij de natuur/scheikunde, maar dat komt omdat dit vragen met (als het goed is) eenduidige antwoorden oplevert: het is goed of het is fout. Bijvoorbeeld bij biologisch georiënteerde vragen wil er nog wel eens twijfel zijn: kan een kuikentje nou uit het ei komen doordat een bolvorm makkelijker van binnen naar buiten kapot te maken is dan andersom, of komt het doordat het een speciale eitand heeft? Of is het een samenspel? Bij de meer exacte vragen treedt minder twijfel op, alhoewel het daar soms ook misgaat: rolt een geschud blikje cola sneller van een helling dan een ongeschudde; en komt dat dan door een andere rolweerstand of door een veranderd impulsmoment? Gelukkig is de jury vakkundig en wordt er ook niet voor teruggedeinst om het juiste antwoord aan te passen, meerdere antwoorden goed te rekenen of zelfs een heel vraag te schrappen. Uitslag Gezien het soort vragen – uit alle hoeken van de technische wetenschappen – zouden AT’ers zeer hoog moeten scoren. Wij zijn immers net zo breed georiënteerd. Dit jaar leek dit ook waar te zijn: tot halverwege de quiz stond een van de ATeams aan kop. Helaas was na de pauze de aandacht een beetje verslapt, waardoor enkele teams die er vlak achter stonden genadeloos het ATeam passeerden. Uiteindelijk won, zoals elk jaar, een team van Technische Natuurkunde, één van de teams die een docent meebrachten. Alhoewel de ATeams niet gewonnen hebben, zaten ze zeker niet in de lagere regionen. What’s more: het VIP-team werd keihard verslagen. Dat is natuurlijk niet gek: bestuursvoorzitters en directeuren hoeven geen wetenschappelijke kennis te hebben, als ze maar goed kunnen besturen. Daar zijn ze ten slotte voor aangenomen! Toch hadden we van onze Ed wel wat meer verwacht, want is hij niet een gepromoveerde wetenschapper? Nou ja, volgende keer beter. Alhoewel hij dan niet meer zoveel kans maakt, omdat er dan tientallen AT’ers mee gaan doen. Toch?
Chain mail Jeroen van den Berg War is as old as mankind itself. Over the course of the past few centuries, weapons and armour have become more and more advanced. An interesting development in armour technology has been the invention of chain mail. Chain mail is a type of armour that is made up of small metal rings, woven together to form a net. This development goes hand in hand with the improvement in forging techniques and the beginning of the Iron Age. Although in the present day we refer to this type of armour as chain mail, it isn’t until the 1700’s before this term is first used. Before then it was simply known as mail in English, while in France people called it maille. The term is derived of the Latin word macula, meaning: “mesh of a net”. Sometimes it was also called chain because of the chained links, and eventually people combined the two terms and it became known as chain mail. In the United States people prefer the French spelling, chain maille, to prevent confusing with a chainmail, i.e. a chain letter sent by mail. The term chain mail is nowadays used to refer to the type of material, as opposed to the piece of armour.
One lorica hamata was made out of 30,000 metal rings History It is unknown when chain mail was invented. The earliest findings of a piece of chain mail date back to the 4th century BC. It was found in Ciumeşti, a place in Romania, in a burial of a Celtic chieftain. Other usage of chain mail has been found at various places around the world, and many believe it may well have been invented in Europe and Eastern Asia, separately from one another. In Europe, the first large scale adoption of chain mail is seen in the Roman army, who possibly adopted it from the Gauls of France. The Romans developed the lorica hamata, and it became their primary type of armour. Most of this armour was made out of bronze or iron. The armour was made from rows of flat rings, alternating with rows of riveted rings. The rings had an inner diameter of 5 mm and an outer diameter of 7 mm. In total, one lorica hamata was made out of approximately 30,000 metal rings.
Figure 1: The Roman Iorica hamata, consisting of alternating rows of flat and riveted rings. Despite being expensive to manufacture, the lorica hamata remained popular choice among the Roman Legionnaires, even with the introduction of the more advanced lorica segmentata, which was a type of armour consisting of segments of plate mail. Chain mail was used predominantly during the Middle Ages, although later it was supplemented with plate mail. It is during this time that the usage of chain mail reached its apex. By then, there were many different types of garment made out of chain mail. A shirt made of chain mail was called a hauberk if it reached knee height, a haubergeon if it was at mid-thigh height and a byrnie if it was waist length. Chausses are leggings made of chain mail while a hood was called a coif. Sometimes helmets had a collar of chain mail to protect the neck, this was known as a camail or aventail.
Figure 2: Different types of medieval chain mail garment. To the left the aventail, on the right a pair of chausses.
23
Chain mail Over time, chain mail was more and more replaced with plate mail, in part because it was a rather expensive type of armour. It wasn’t until the 14th century that plate mail became the dominant type of armour. Chain mail was still used in protective clothing known as brigandines. The Japanese had their own variant of chain mail, which they called kusari. Kusari was typically made of smaller rings compared to their European cousin. The Japanese didn’t use chain mail as full body armour; rather they used it on a small scale to connect types of plate armour and thereby protecting certain weak spots. They used two different designs: a square 4-in-1 weave, called so gusari, and a hexagonal 6-in-1 weave, called hana gusari.
The rings are made by cutting stripes of a plate of iron, or by drawing wire through a draw-plate. Then the stripe or wire is folded around a cylindrical former and cut off. After that the rings are compressed so the ends overlap. Then the rings are either welded shut or the ends of the ring are flattened and have a hole punched through them. Lastly, the armour is assembled by linking four of the solid rings to one of the rings with flattened ends, which is then riveted with a nail to close the link. Alternatively the mail could be assembled with only riveted rings. After the assembly the chain mail was treated with a special kind of oil to allow for more flexible movement and to prevent rusting. The rings were mostly made out of wrought iron because it was malleable and easily welded.
Figure 3: Types of kusari. Left the so gusari, right the hana gusari. It is interesting that instead of welding or riveting the rings together, the Japanese used rings with two or more turns and slid them together, similar to the modern split rings used in key chains.
Manufacturing There were several different patterns, ranging from 4 to 12 rings, though the most common was the 4-in-1 pattern. In this pattern each ring is connected to four other rings. Rarer was the 8-in-2 pattern, also known as King’s Mail. Figure 5: A close-up of the riveted rings.
Figure 4: King’s Mail, an 8-in-2 pattern.
24
Chain mail Effectiveness
Modern usage
Due to its construction chain mail is very flexible. It is very effective against any type of slashing or stabbing attacks. Its effectiveness depends on a number of factors.
Today, chain mail is still used in some protective garments. Butchers and woodcutters sometimes wear gloves made out of chain mail to prevent them from cutting themselves. Some scuba divers wear a type of chain mail when diving with sharks.
First of all the linkage type plays an important role in the defensive capabilities of the armour. For example riveted links are stronger than butted or welded links and are therefore less likely to break open. A well placed strike of a bladed weapon, exactly perpendicular to the ring, could slash through the links if they weren’t riveted. Of course thicker rings provide more strength, but that would also limit the movement of the soldier. Weave density is also an important factor. Smaller rings woven tightly together mean you need thinner weapons to penetrate the rings. A tighter weave, though, means a significantly increase in the amount of work for the blacksmith, and thus is more expensive. Finally the type of rings also plays a small role. Flat rings provide a bit more defence against slashing attacks, while round (as in made out of wire) rings are a bit better suited for protection against arrow fire. As the usage of chain mail grew, people began to develop weapons especially for use against this type of armour. Arrows, known as bodkins, had tips that were small enough to penetrate through the loops of the chains.
Figure 7: A scuba diver wearing chain mail for obvious reasons.
So-called bodkin arrows were designed to pierce chain mail. During World War I, chain mail was used in bullet proof vests. However, testing showed that upon impact the bullet would shatter the mail causing even more aggravating wounds. Nowadays chain mail has also found its way into jewellery. Not only is it used as decorative elements of military uniforms, but also in other types of jewellery, like headdresses. Due to these new applications, people began using new materials and invented many new patterns and weaves.
Figure 6: A bodkin arrow tip. The bodkin arrow shares some similarities with the pike head, which could also be used to pierce through the rings and break them open.
25
Column Geert Folkersma Technische studenten, en dan vooral de mannen onder hen, staan erom bekend dat ze van gadgets houden. Komt de universiteit met een nieuwe, snellere laptopdeal? Kopen! Kun je voor een paar euro een USBkerstboom bij je nieuwe harde schijf krijgen? Doen!
Een fout die anderen vaak maken is denken dat wij bakstenen geen kaart kunnen lezen. Dat kunnen we namelijk minstens zo goed als ieder ander. Ik heb jarenlang op scouting gezeten; voor de intimi: stripkaart, oleaat of bolletje-pijltje loop ik fluitend.
Val ik zelf ook in deze groep van gadget-freaks? Anderen mogen daar anders over denken, maar ik vind zelf van niet. Oké, ik heb onlangs een fancy muis gekocht, maar dat was omdat de oude niet helemaal meer functioneerde; bovendien zit ik voor studie, hobby en werk zoveel achter de computer dat een enigszins ergonomische muis geen overbodige luxe is. Verder beperk ik mijn uitgaven op gadget-gebied tot vrijwel 0. Er is echter één uitzondering die ik op deze regel maak. Dat zit zo: ik ben erfelijk belast.
Het gaat mis als ik op het gevoel ergens heen moet. De tiende keer dat ik van het conservatorium in Enschede terug naar mijn kamer op de campus fietste, dacht ik een stukje te kunnen afsnijden. Na een tochtje door de haven van Enschede kwam ik uiteindelijk via Euros Roeien een dik uur later alsnog thuis. Want dat is geen probleem: ik vind het wel, door borden te volgen of door met behulp van de zon globaal de goede kant op te rijden, het is alleen niet de tijdoptimale route.
Diezelfde niet-Truus-achtige Truus waar ik het in mijn vorige column over had, heeft namelijk geen gevoel voor richting. En dan bedoel ik ook echt helemaal geen gevoel voor richting. Veel mensen begrijpen dit niet; kunnen zich niet inbeelden hoe je zo slecht kunt zijn in het vinden van de weg. In ieder geval heb ik dankzij haar, of meer specifiek haar genen, ook het oriëntatievermogen van een beschonken goudvis. (Of zijn die juist heel goed? “Baksteen” kwam ook in me op, maar dat is zo weinig illustratief.) Misschien is het nog steeds weinig illustratief, want wat houdt het in, een dronken goudvis die de weg zoekt? Bijvoorbeeld het volgende: ik ging na een jaar brugklas naar een andere school. Een halfjaar na de wisseling moest ik in de buurt van die oude school zijn. Alhoewel ik er een jaar lang iedere dag heen was gefietst, heb ik ergens een verkeerde afslag weten te nemen. Dit staat in schril contrast met een vriend die één keer van het station in Zwolle naar mijn ouderlijk huis was meegefietst en een halfjaar later de route nog in detail kon beschrijven. Ik begrijp best dat het voor anderen ondoenlijk is om zich voor te stellen hoe zoiets bij mij gaat. Ik weet het zelf eigenlijk ook niet. Vraag me bijvoorbeeld niet om in een gebouw de richting van de uitgang aan te wijzen. Ook al kom ik er elke dag (een collegezaal in de Hogekamp bijvoorbeeld), ik kan het gewoon niet. Ik begrijp andersom weer niet dat zij het wel kunnen. Dit onbegrip gaat uiteraard gepaard met een lichte jaloezie.
26
Terug naar waar ik mee begon: de gadgets. U begrijpt het inmiddels, enige hulp bij navigatie kan ik wel gebruiken. Ik heb dan ook, toen ik voor een bijbaantje regelmatig in een vreemde stad een of ander bejaardenhuis of muziekcentrum moest vinden, een PDA met navigatiesoftware gekocht. En doordat ik deze een keer door diefstal heb moeten vervangen, en inmiddels een telefoon met dezelfde functionaliteit heb aangeschaft, is het geld dat ik hieraan heb uitgegeven gestegen tot een bedrag dat ik bijna niet meer hardop durf te noemen. Een groot deel van mijn probleem is nu dus opgelost, met dank aan de technologie. Soms gaat het nog wel mis: als ik een studievriend ’s ochtends ophaal om samen met hem naar een hoorcollege te fietsen, twijfel ik altijd welke weg we nemen. Als ik alleen fiets, doe ik maar wat; uiteindelijk kom ik er toch wel. Hij weet natuurlijk wel wat de snelste weg is, dus ik kan proberen een beetje onopvallend af te wachten waar hij heen fietst. Helaas hebben m’n vrienden het intussen door, dus verbergen is er niet meer bij. In een gebouw heb ik precies hetzelfde: ik moet ofwel achter iemand aanlopen, ofwel als ik de collegezaal uitkom nadenken of ik links of rechts moet voor de uitgang van het gebouw. Ik ben regelmatig bron van vermaak als ik weer eens de verkeerde kant op ga; terwijl ze mij expres vertwijfeld voorop laten lopen, gaan ze grinnikend de goede kant op. Maar och, zoals mijn moeder placht te zeggen: ik mag graag aanleiding tot vrolijkheid zijn.
Advertorial: M2i Materials innovation institute M2i is een onderzoeksinstituut op het gebied van high tech materialen. Niet alleen richt M2i zich op materiaalkundige doorbraken, maar ook op het transformeren van nieuw ontwikkelde kennis in praktische toepassingen voor de industriële sector. Onze focus Vernieuwend materiaalkundig onderzoek is erg belangrijk voor het realiseren van een duurzame economie en samenleving. M2i doet onderzoek voor en met bedrijven in de sectoren Transport (luchtvaart, Automotive, Maritiem), Materiaal productie, Energie en Civiele industrie. Ook wordt veel onderzoek gedaan aan Professionele & Consumenten Producten en Medische apparatuur. Werken bij M2i Als aio of post-doc, bij M2i werk je meerdere jaren aan een project. Aan een universiteit doe je onder begeleiding onderzoek voor een van onze industriële partners. De door jouw ontwikkelde kennis wordt zo snel toegepast in de praktijk.
Voorbeeld: Tailor Made Blanks voor de luchtvaart industrie Het concept van Tailor Welded Blanks (TWB) is erg bekend binnen de automotive, maar nieuw voor de luchtvaart industrie. De belangrijkste factoren voor de vertraagde introductie van dit concept zijn de verschillende materialen, omvormprocessen en verbindingstechnieken. Toch kan dit concept grote voordelen bieden in deze sector. Het TWB concept is gebaseerd op de inverse volgorde van vervormen en verbinden: bij TWB worden twee of meerdere platen eerst aan elkaar gelast (het maken van de TWB) en vervolgens pas vervormd tot onderdelen. Dit biedt voordelen als besparingen in kosten, gewicht en doorlooptijd. Voor de luchtvaart industrie is Tailor Made Blanks (TMB) eigenlijk een beter woord, aangezien de verschillende platen (metaal en aluminium) naast lassen, aan elkaar verlijmt worden of lokaal verdund worden door het frezen uit dikkere platen.
De grote toepasbaarheid van TMB is te danken aan de vervormprocessen die gebruikt worden in de luchtvaart. Universele processen zoals rubbervormen luchtdruk vormen zijn ideaal voor TMB, aangezien deze processen geen last hebben van dikte en/of materiaalvariaties: er is geen aanpassing aan de gebruikte gereedschappen nodig. M2i heeft onderzoek uitgevoerd aan de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek (TU Delft) om de industriële haalbaarheid van TMB te demonstreren. TMB’s zijn beproefd op de vervormbaarheid en elastische terugveer. Via ontwikkelde modellen die zijn ontwikkeld kan het gedrag van het materiaal voorspeld worden. Door de overgangslijnen (lasverbindingen / dikteovergangen) is de vervormbaarheid van TMB over het algemeen minder dan van de afzonderlijke materialen. Dit geldt voornamelijk wanneer de hoofdtrek loodrecht op de overgangslijn staat. Het is daarom belangrijk om tijdens een ontwerp hier rekening mee te houden. Door slim te construeren, (scheiden van stijve en sterke elementen) kan een grote gewichtbesparing, welke cruciaal is in de luchtvaart, worden gerealiseerd. Naast wetenschappelijk onderzoek is er toegepast onderzoek uitgevoerd. Via een demonstrator van TMB (een rib van een vleugel) is aangetoond dat een kostenbesparing (-50%), gewichtsbesparing (-15%), en doorlooptijdverkorting (-25%) gehaald kunnen worden ten opzichte van de huidige productie techniek. Wing rib made of TMB – eigendom Stork Fokker Aerospace
“De kans om een netwerk op te bouwen, en het gemak waarmee ik contacten kon leggen met industriële partners gaven mij een geweldige kans om na mijn onderzoek een makkelijke overstap te maken naar de industrie. Ik ben er dan ook van overtuigd dat M2i’s netwerk een groot voordeel levert voor mijn eerste stap in een uitdagende carrière in de industrie.” Aleksandro Grabulov, voormalig M2i onderzoeker, nu werkzaam bij Philips.
27
Unique research opportunities and careers M2i offers a truly international research environment with strong connections, exposure to the industry and career opportunities in the Netherlands and elsewhere in Europe. In view of the high standards of our research, we are looking for researchers who obtained their Master’s or PhD degree with more than average results.
Looking for a PhD or Post Doctoral research position? Do you have a Master’s or PhD degree in one of these fields? • Materials Science and Engineering • Mechanical Engineering • Chemistry • (Applied) Physics • Chemical Engineering • Civil Engineering • Aerospace Engineering • (Applied) Mathematics • Building Physics / Building Sciences And are you interested to work in one of these research areas? • Virtual shaping and testing • Multi-scale fundamentals of materials • Processing technologies of functional materials • High-performance light-weight materials • Tailor-made high-performance steels • Durability • Surfaces, interfaces and thin films • Advanced joining and disassembly
Material innovation institute (M2i) M2i is a public-private partnership between the Dutch government, industry and knowledge institutes in the Netherlands and Europe. M2i conducts fundamental and applied research in the fields of structural and functional materials. By working closely together with high level academic and industrial partners, the institute delivers new materials for economic growth of the Dutch industry and for creating a sustainable society.
Then visit our website or contact us at: Materials innovation institute (M2i)
The Netherlands
www.m2i.nl
Mekelweg 2, 2628 CD Delft
+31 (0)15 278 2535
[email protected]
Interview: Regina Lüttge Auke Been & Geert Folkertsma Leon Abelmann droeg Regina voor om te interviewen. In de kamer van haar baas (“Daar is wat meer ruimte. Help me wel herinneren hem weer op slot te doen!”) proberen we meer van de docent van Lab-on-a-Chip te weten te komen.
van het Gordijn. De Muur bestaat natuurlijk al een tijd niet meer, maar de ontwikkeling van de regio blijft nog steeds achter. Dat, en de grimmige sfeer uit de tijd van de BRD en DDR, heeft er volgens mij voor gezorgd dat ik daar weg wilde en ergens anders ging studeren. Uit wat voor gezin kom je? Een bakkersgezin: mijn opa, vader en broer waren alledrie bakker. We waren dus echte doeners. De buurman was vrachtwagenchauffeur en ik ging vaak met hem mee en dan olie verversen en dergelijke. Dat vond ik interessant, en daarom wilde ik ook werktuigbouw gaan studeren. Maar dat is niet de studie die je uiteindelijk hebt gedaan. Waarom niet? Ik kwam erachter dat niet zozeer de techniek mij fascineert, maar juist dat wat de techniek mogelijk maakt. Uiteindelijk is het dan “Physikalische Technik” aan de Fachhochschule Wiesbaden in Rüsselsheim geworden (Rüsselsheim dat is in Duitsland bekend als Opelstad, dat had dan wel weer een beetje met auto’s te maken). Ik heb deze keuze gemaakt omdat vooral de beroepsperspectieven me erg aanspraken: het optimaliseren van een productielijn, of de “rechterhand” van een fysicus worden, en als ingenieur opstellingen voor uitdagende experimenten te faciliteren.
Ik merkte dat aio’s niet zo handig zijn. Wat heb je na je studie gedaan?
Je had het interview met Leon Abelmann gelezen, dus je wist dat je het volgende slachtoffer was. Hoe vind je dat? Ik vind het heel leuk! Ik ben volgens mij ook de enige echte AT-docent, in die zin dat ik alleen bij AT een vak geef. Ik heb al zitten piekeren wie ik nou als volgende moet voordragen... Daar mag je nog een heel interview over nadenken! We weten al dat je Regina Lüttge heet, maar waar kom je vandaan? Ik ben opgegroeid in Vienenburg, een klein plaatsje in de buurt van Goslar, vlakbij de Harz. Het ligt drie kilometer van de voormalige Oost-Duitse grens, dus de helft van mijn familie woonde aan de andere kant
In de jaren ’90 was er een economische crisis in Duitsland, dus er was niet veel werk. Bijna al mijn studiegenoten gingen naar hetzelfde instituut, maar dat wilde ik niet. Ik kon een Erasmusbeurs krijgen en ben naar Engeland gegaan, vooral om mijn Engels te verbeteren. Ik ging naar de University of Central Lancashire in Preston, een avontuur van ruim vijf maanden. Wat heb je er gedaan? Naast colleges volgen heb ik nog wat gewerkt, om de studiebeurs aan te vullen. Bijvoorbeeld assistentschap, of klussen voor de professor: ik heb practicumhandleidingen naar het Duits vertaald, want dat vond hij leuk voor uitwisselingsstudenten. Ik merkte daar dat de aio’s niet zo handig zijn, zodat ik door mijn opleiding een link vormde tussen hen en de werkplaats.
29
Interview: Regina Lüttge En toen de beurs op was, kon je echt aan het werk! Ja, alleen dat lukte niet! De crisis was nog steeds niet over, dus ik kwam uiteindelijk bij hetzelfde instituut - Institut für Mikrotechnik Mainz (IMM GmbH) terecht als de rest. Ik heb dus nooit mijn echte vak beoefend, want bij het IMM deed ik onderzoek in de microsysteemtechnologie. We deden daar vrije röntgenlithografie, iets wat in die tijd toch erg kostbaar en nieuw was. Toen merkte ik dat ik dat leuk vind: heel erg kleine dingen te kunnen maken en het onderzoek wat er bij komt kijken. Vooral de vraag: hoe kom je erachter of een idee dat je hebt, klopt? En toen heb je toch nog voor een promotie gekozen. Nou, dat had nogal wat voeten in de aarde. Op een gegeven moment was er wel een plek voor me aan het Imperial College in Londen, maar voordat ik kon beginnen moest er nog veel geregeld worden, vooral op het gebied van financiën. In Nederland is dat beter geregeld: aio’s worden echt in dienst genomen om zich te ontwikkelen. Uiteindelijk kwam ik door wat concessies aan het onderwerp te doen, toch wel weer aan een beurs van de Engelse Research Council en dat was dan wel erg fijn. Waar ging je promotieonderzoek over? Het was op het gebied van MOEMS (Micro Optical Electro Mechanical Systems – red.) en ging over kleine cantilevers en de toepassing ervan in optische scanners.
Was dat niet lastig, werken en promoveren tegelijkertijd? Het was wel flink aanpoten, maar het had ook voordelen. De groep van Miko Elwenspoek deed veel onderzoek naar base excitation van cantilevers, dus ik kon zijn opstellingen gebruiken voor mijn metingen. Dat kenmerkt wel mijn stijl van werken: voor het oplossen van complexe problemen moet je krachten bundelen en de expertise van anderen gebruiken. . Wanneer ben je gepromoveerd? In oktober 2003. Nou ja, toen kreeg ik de titel, maar ik heb hem pas opgehaald in 2004. Er was een grote ceremonie in de Royal Albert Hall, waar de Masters en PhD-studenten hun papieren kregen. Dat was erg leuk en indrukwekkend. De ceremonie duurde in totaal 4 uur! Ik heb nog met iemand gepraat op het podium; hij was vast belangrijk, maar ik weet niet wie het was. Nu werk je als universitair docent met professor Han Gardeniers, maar wat doe je verder? Waar woon je eigenlijk? Ik woon in Boekelo, 10 km van Enschede. Ik zou het eigenlijk wel willen fietsen, maar het is net te ver. Als het mooi weer is, kom ik wel soms op de motor. Dat is bijna een reliek, hij is 20 jaar oud en is altijd met me meeverhuisd. Het is eigenlijk een soort verkapt vrijheidssymbool, ik wil hem niet wegdoen. Woon je daar alleen?
Voor het oplosen van complexe problemen moet je krachten bundelen en de expertise van anderen gebruiken. Beviel het onderzoek je inderdaad? Ja, het was leuk. Ik had nog nooit eerder aan een echte applicatie gewerkt, en ik wilde het onderzoek echt verder brengen. Na twee jaar vond ik echter dat het te langzaam ging. Ik ben toen veel rond gaan kijken: uitzoeken of andere mensen toevallig al oplossingen voor mijn problemen hadden bedacht. Daarbij ontmoette ik in 2000 Han Gardeniers; die heeft me bij het MESA+ Instituut geïntroduceerd. En zo ben ik aan een baan op de UT gekomen. Ik ben hier toen eerst gaan werken als medewerker onderzoek en heb uiteindelijk in twee jaar in vakantie en avonduren mijn proefschrift gemaakt. Ik heb wel veel te danken aan professor Van den Berg: hij heeft me toen de ruimte gegeven om mijn vrij sterke focus op fabricage van de Lab-on-a-Chip applicaties te ontwikkelen.
30
Nee, samen met mijn poes Roetje, en ik heb sinds kort een relatie. Het is nog vrij pril, tweeënhalf jaar, alhoewel dat voor studenten vast al erg lang klinkt. We hebben veel gesprekken over wetenschap, want hij is ook onderzoeker. Op wat voor gebied? Hij is neuroloog/klinisch neurofysioloog. Ik heb hem leren kennen toen ik net mijn Veni-beurs had mogen ontvangen; in dat onderzoek gaat het er om geminiaturiseerde devices voor nieuwe therapiën in de hersenen te ontwikkelen. Hierdoor hadden we elkaar veel te vertellen en leerden we elkaar kennen. Maar eigenlijk was het een grappig toeval omdat we op de zelfde cursus waren gegaan die door de UT was aangeboden. Hij speelt piano, daar mag ik graag naar luisteren. Ik speel zelf een klein beetje accordeon, maar zet dat er maar niet in, want het is maar een heel klein beetje. Ik luister wel graag naar muziek, vooral klassiek. Debussy is mijn favoriet.
Interview: Regina Lüttge Heb je andere hobby’s, of sport je? Ik hou erg van kunst en moderne architectuur. Soms maak ik zelf ook een schilderijtje. Altijd abstract, dus geen portretten en dergelijke. Ik sport niet zoveel, want mijn knieën zijn niet meer zo goed. Vroeger heb ik veel gejudood, ik was nog behoorlijk goed. Ik mis de inspanning wel erg, dus ik wil eigenlijk Tai-Chi of gaan klimmen. De klimschoenen heb ik al gekocht, nu nog tijd maken... Waar ga je op vakantie? Ehm, ik ga eigenlijk niet zo vaak op vakantie. Ik reis voor mijn werk al veel: onlangs was ik in Zuid-Afrika, eerder in Algerije – daarvoor gold toen een negatief reisadvies. Ik vind het vooral boeiend om met mensen in contact te komen; die relatie is veel intenser op zo’n reis voor het werk dan wanneer je twee weken aan het strand ligt. Dat is sowieso niets voor mij. Ik vind eigenlijk dat ik iets mee terug moet kunnen nemen van mijn reis, een aanwinst voor bijvoorbeeld de studenten. De UT moet veel meer faciliteren dat studenten tijdelijk ergens anders studeren; door de contacten die ik tijdens het reizen opdoe, wil ik de studenten ondersteunen bij uitwisselingen. Eigenlijk zouden alle docenten daarvoor moeten worden ingezet. Vooral voor Advanced Technology, want daarbij is nog geen masteropleiding. Daar zitten namelijk altijd al iets meer mogelijkheden om met behulp van de contacten van de hoogleraar een stage in het buitenland te organiseren. Je bent ook behoorlijk bij AT betrokken, blijkt uit je zitting in de OKC en de OLC. Waarom is dat? Zoals ik aan het begin al zei: ik ben een echte AT-docent. Ik ben bij de OLC gekomen doordat Han mij twee jaar geleden heeft gevraagd om dat van hem over te nemen, zoiets doe je dan gewoon. Ik wilde zelf graag in de OKC, omdat ik niet wist hoe de kwaliteitszorg werkt en daar graag achter wilde komen. Ben je daar al achter? Wij hebben als studenten ook maar weinig inzicht in hoe het werkt. De OLC heeft als taak de kwaliteit van het onderwijs te waarborgen, maar heeft daarvoor input van de OKC nodig. Het is daarom erg belangrijk dat de enquêtes door iedereen worden ingevuld, anders komen er geen statistisch betrouwbare resultaten. De OKC is vooral een indicator; de OLC kan een voorstel aan het management team doen om in te grijpen als de OKC aangeeft dat er iets mis is. Het is ook een faciliterende rol, om te stimuleren dat docenten en studenten met elkaar in gesprek gaan; ook door het organiseren van panelgesprekken.
Heb je nog een bepaald doel voor ogen in de OLC? Wat wil je bereiken? De leerlijnen van de studie wil ik verder uitbouwen. Bij de ondernemerschapsvakken is daar vooral voor mij nog werk te doen. Er komt binnenkort een curriculumcommissie die naar de verschillenden leerlijnen gaat kijken, daar zou ik ook wel iets in willen betekenen. En ik wil dat studenten beter getraind worden in het gebruik van wetenschappelijke bronnen. Het is niet te geloven, maar laatst had ik twee jongens bij me die niet eens wisten dat je naar wetenschappelijke artikelen kunt zoeken. “Is dat met Google?” vroegen ze. In het vak dat je geeft, Lab-on-a-Chip, zit dat wel verwerkt. Ja, maar dat is zo’n crash course bibliotheek en Scopus. Het moet nog anders, beter. Ik wil sowieso dat vak verder verbeteren, iets meer met de teams doen. Ik merk nu veel verschil tussen de samenwerking in verschillende teams, bijvoorbeeld vriendenteams, vrouwenteams en willekeurige “samenraapsels”. Wat ik graag wil, is dat het meer richting real world gaat: een gemengd team van verschillende disciplines, want nu zijn het allemaal AT’ers. Het zou een soort rollenspel moeten worden, want later speel je ook duidelijk een bepaalde rol binnen een bedrijf of project.
Er zijn helaas nog steeds studenten die alleen Google gebruiken voor literatuuronderzoek. Bij Lab-on-a-Chip produceren de studenten uiteindelijk een artikel, dat ook gereviewd wordt alsof het voor een echt journal is. Heb jij publicaties waar je trots op bent? Ik vond het erg leuk dat er een artikel over nanotechnologie in de geneeskunde in het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde heeft gestaan. Dat is natuurlijk geen “echte” publicatie; dan ben ik trots op een artikel in Clinical Chemistry: we hebben natuurlijk met ons vakgebied vrij veel kansen op publicaties in het LabChip journal, maar het is leuk dat we ook in zo’n klinisch-georiënteerd tijdschrift staan. En het artikel over nanonaalden in JMEMS en de patentaanvraag ervoor zijn natuurlijk ook erg mooi!
31
Interview: Regina Lüttge We vragen docenten altijd wat voor vak ze nog eens voor AT op zouden willen zetten.
Ten slotte: wie is de volgende docent die we gaan interviewen?
Dat zou over entrepreneurial science gaan. En dan niet zoals de huidige ondernemerschapsvakken, die door veel studenten gezien worden als een puur bedrijfskundig vak: leuk voor de mensen die in hun master die kant op gaan, maar vervelend voor de “technische” studenten. Het zou juist een vak moeten zijn voor studenten die niet de bedrijfskundige kant op gaan.
Geeft Harold niet ook een vak bij AT? Dan hem. Anders lijkt de nieuwste aanwinst me leuk: de docent van Interfaces and Catalysis, Arie van Houselt.
Ik geef ook een lezing over dit onderwerp, ondernemerschap voor wetenschappers en engineers, bij de workshop “Entrepreneurship for Physicists and Engineers from Developing Countries”, georganiseerd door het The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP) in Trieste. Ik vind dat AT’ers ook erg geschikt zijn om als High-Tech Entrepreneur een rol te spelen; en om niet alleen hun eigen land te helpen, maar ook als “ambassadeurs” in ontwikkelingslanden werkzaam te zijn. Dat sluit mooi aan bij de op handen zijnde Engelstaligheid van de opleiding. Hoe zit het met jouw vak? Is dat er klaar voor? Ja, het is zelfs fijner om het vak in het Engels te kunnen doen, omdat alle literatuur ook in het Engels is. Wat dat betreft ben ik er helemaal klaar voor. Ik vind het wel heel erg belangrijk dat er echt aandacht wordt besteed aan het geven van Engels. Studenten moeten dat niet leren door het gebrekkige Engels van de gewone docenten. Ook al spreken ze behoorlijk goed, het zijn geen docenten Engels. Er moet een speciaal vak komen om studenten goed Engels aan te leren. Dan hebben we nog twee laatste vragen. De eerste: heb je een favoriete wetenschapper? Dorothy Hodgkin is mijn rolmodel. Dat sluit natuurlijk aan bij mijn overtuiging dat er meer vrouwen in de wetenschap en werkproces moeten komen, maar als ik haar biografie lees (zij is een pionier op het gebied van röntgendiffractie voor proteïnekristallografie), kan ik me goed in haar verplaatsen. Hier op de UT heb ik bewondering voor Harold Zandvliet. (Physical Aspects of NanoElectronics –red.) Hij is een rots in de branding; hij straalt uit: als de hele wereld om hem heen vergaat, is hij er nog. Een natuurlijke leider en superieur in zijn specialisme.
32
WinterBOSS Yoeri Bruinsma Winter equals cold? Yes. Cold equals beer? Definitely. This year’s WinterBOSS on the 3 of February was, again, a great success. Many AT students had gathered in the basement of the Hogekamp at the Tombe, while snow, wind and low temperatures dominated the streets. rd
As usual, the BOSS had turned on some nice music, dimmed the lights and took orders from students who were in need of something to drink. This evening’s special beer: “Grimbergen Dubbel”. It was accepted with great joy by many students. But this was not just another evening organized by the BOSS, this evening had some special treats up its sleeve. After everyone placed their orders for the evening’s dinner, the BuCom took the stage. With an entertaining video they presented parts of the fruits of their labour. Just like every year, the BuCom tries to keep the destination of the trip a secret, so some people were quite anxious to find out where we would be going this year. It turned out that this year’s trip is to go to Switzerland, among others. The main event is visiting the large hadron collider, otherwise known as the LHC.
Dinner arrived. For the first time in about 1.5 years, the pizzeria delivered all the correct products, and they did it within a reasonable delay of about 20 minutes… A new record, so no complaints whatsoever. Then the last event of the evening was scheduled to start: the presentation, distribution and signing of the yearbook 2008-2009. The theme of the yearbook was ‘Fris!’, which, loosely translated, means ‘Chilly!’. And chilly it was! The entire committee which produced the yearbook suddenly took off their shirts and trousers, revealing their CoAlA swim shorts. They sat down in a line to sign the yearbooks for all present students.
The CoAlA in chilly (or hot?) outfit After the first people received their yearbook, there was a large amount of activity, since everybody was flicking through the book, searching for familiar faces, either their own or those of friends. Lots of laughter, talks and memories were unleashed in the Tombe, creating a very nice atmosphere.
The foreign study trip committee: BuCom Next up on the program would be the prize ceremony for the winner of this year’s educational prize. Unfortunately, the lucky winner could not be present this evening, so it was just announced that Leon Abelmann won the prize.
The evening continued with more autographing sessions. This time, it was not the yearbook committee which was signing away, but the people presented in the yearbook. Every page, face, committee and study association board had to be signed by the appropriate people. All in all, it was another very successful evening, the like of which we hope to see many more in the future.
33
The rise of Google Jochem Giesbers Google is growing to be one of the most powerful companies in the world. Imagine any web application and Google has it. Google is building an empire (www.youtube.com/watch?v=R7yfV6RzE30) and I can imagine it will keep on growing for a long while. But now the question is: how did Google rise up to this dominant position? To show the revolution Google made, I would need to show you how the situation was before Google entered the stage. Before 1995, search engines used databases filled with textual keywords. The user input would be compared to the databases of the search engines and pages with the most text similar to the user input were considered to be more relevant than other pages. This relevance determined the order of the pages shown on the list of search results. While this seems like a good method, the results could be rather illogical. Let me show an example: a search for “Microsoft” should list the official Microsoft on top, but a retailer of Microsoft products might be featured higher on the result list due to many Microsoft products on one retailer’s page. Then in 1997 two PhD students at Stanford University discovered a new way to search on the internet, a new approach to searching, something revolutionary. Google delivered unusually relevant results compared to the existing search engines like AltaVista. And not only did Google offer superior results, its interface was not as cluttered as the popular search portals of that time.
Figure 1: Google’s simplistic interface Google quickly dominated the search engine business, but the intentional technology behind Google was not envisioned as a search engine at all. Instead, it was the product of the research by Stanford graduate student Larry Page.
34
Larry Page, before Google Larry Page is the son of two computer scientists and grew up with computers and computer science magazines all over his childhood home. Like his parents he got his (Bachelor’s) degree at Michigan State University, in order to relocate to Stanford University for his Master’s studies. It was 1995 and Page was at the age of 22 when he went to Stanford. He selected Terry Winograd as his academic advisor. Page’s interests lay in exploring the mathematical properties of the World Wide Web, understanding its link structure as an enormous graph. Terry Winograd told him to pursue his idea of writing a dissertation on this topic, which Page later recalled as “the best advice I ever got.” When many graduates from Stanford University decided to launch start-ups all over Silicon Valley, Page was not interested in finding potential commercial applications for his work. The Web could easily lend itself to being diagrammed through nodes and branches. Such a graphical representation shows the interconnectedness of websites and how users move from webpage to webpage. The algorithm and PageRank Page wanted to evaluate the relevance of webpages and decided to create an algorithm. An algorithm that analyses the patterns formed by hyperlinks on the specific webpages and hyperlinks leading towards these pages. As written above, other search engines determined relevance of webpages by looking at the text (or actually the code) of a website. Instead of using text or code, Page would calculate the relevance (in this case a numerical value) of a page based on hyperlinks embedded in its HTML and by links from other websites to the page in question. The links in the code are easy to be gathered. Spiders (also known as web crawlers, computer programs that browse the World Wide Web) parse the HTML and create a database of links they encounter. Incoming links are more difficult to capture. You need a more sophisticated spider if you want to analyse these links. By storing and following every link it encounters, theoretically to infinity, the spider is able to work backwards and create a list of incoming links for a certain page. This process consumes a large chunk of both CPU resources and bandwidth, but it provides a more accurate estimate of a site’s relevance.
The rise of Google This evaluation method used by Page is very similar to how academic writing is evaluated. Authors pay attention to the abstract, but how important an article is, is determined by the number of references and by how many times it is cited in other articles. Furthermore, articles that are cited by and cite more refined journals are likely to be even more relevant than an article that uses mostly obscure sources. Larry Page took this method of evaluating academic writing and applied it on his evaluation of relevance of webpages. This system is intuitive, but also rather complicated. You have to take into account that links from websites like Yahoo.com and Microsoft.com have more importance than links on a website of the average schoolboy. Page invented a system that assigns a numerical value to each page, based on the incoming and outgoing links, also taking into account the importance of the linked websites. This system is called PageRank, named after Larry Page himself. In comes Sergey Brin Even though Larry Page and Sergey Brin had known each other for a while, they did not join forces until 1996. When they initially met, they were constantly arguing and they both called each other obnoxious. Still, they decided to keep in touch. Sergey Brin was recruited by Page so they could both work on software that can keep track of the relevance of every page, an extension of the PageRank system described above. Keeping track of all the relevances would be a very complex task and it could easily overwhelm Stanford’s network, if the resources are not used in an efficient way. Page and Brin continued their research at Stanford University, an institution that is known for its promotion of entrepreneurship. Many small companies emerge from Stanford and, with Google being the perfect example, sometimes even companies arise that will turn out to become as large as the leading companies in this world.
Proof of concept Page’s academic advisor pushed Page and Brin into making a search engine based on PageRank available to the students of Stanford University. The engine features both a database relying on text (like previous search engines did) and a database containing all the links pages have between them. Half a year later, this search engine called BackRub was already receiving 10,000 searches a day. Page’s personal website on the Stanford server was the starting position for the spiders. Following the handful of links on the website, the database containing links grows and grows. After a while, the size of the index grew over 28 GB, which is a considerable size for 1996. As the search engine became more popular within Stanford and with the general public, it was renamed Google, a corruption of the name googol given to the number 1 followed by 100 zeroes. It didn’t take long until Google was using so much bandwidth crawling around the World Wide Web that it would periodically overwhelm Stanford’s connection. Students and faculty, many of whom were enthusiastic Google users, did not seem to mind the problem, but it was time for Google to find a new server to park their engine. Incorporation and independence After a 15 minute presentation to Sun co-founder and venture capitalist Andy Bechtolsheim, Google received an investment of $100,000. With this money Google was able to find a new home outside the campus. However, there were a few practical difficulties for Page and Brin by accepting this investment. Google did not yet exist as a legal identity; it was a project being run out of student offices at Stanford’s computer science department. Because of this, the check could not be deposited until September 4, 1998, the earliest date that Google could be incorporated. Now separated from Stanford University, Google continued to expand beyond its borders. Page and Brin were both driven to reach profitability as soon as possible and started expanding Google’s operations with an eye towards controlling costs. Page and Brin were often begging for components from other departments in Stanford when they were still operating there. A CPU was salvaged from the loading dock, and faulty hard drives were rescued from all over campus. Brin wrote a piece of software that made these broken drives usable, important for storing the very large (and still growing) databases holding PageRank ratings and text indexes.
Figure 2: Larry Page and Sergey Brin
This begging around was impossible in the private sector, but Google was still frugal. Instead of buying dedicated servers
35
The rise of Google running expensive software, Google’s datacentre was running on Linux and used (literally) homemade rackmountable servers. Pictures of the server racks from the time looked like rats nests with tangles of cable and components scattered everywhere.
services are created equal. Finding information is much more important to most people than horoscopes, stock quotes, or a whole range of other things.” As a result, Google kept its now-famous user interface consisting of little more than a search box and an early version of the iconic logo. Google’s search engine started to attract the crowd quickly and by February of 1999, Google was handling 500,000 searches a day. The growing traffic attracted both venture capitalists and technology partners. Armed with the reputation of Google’s original investor, Bechtolsheim (who had backed many other successful start-ups before), Google was popular amongst the top tier venture capitalist firms of Silicon Valley. Both Kleiner Perkins Caufield & Byers and Sequoia Capital were brought in as new investors for a total of $25 million of new capital, recognition of Google’s rapidly increasing valuation. Improving with age On June 26, 2000, Google made two important announcements. First, it had become the largest search engine in the world in terms of pages indexed. Google beat out much older competitors like Lycos and HotBot. The longer Google’s spiders crawled the World Wide Web, building its index and recalculating PageRank, the better its results. Unlike many other search engines, that became bloated and unfocused, Google was actually becoming better with age.
Figure 3: Google’s first “rats nest” Google was able to raise more funds and its datacentre became more professional as time passed on. However, the datacentre was always characterized as being efficient, stable and cheap. Google was also careful to control hiring practices, avoiding piling up costs before it had a chance at becoming profitable. Google received outside recognition in the December (1998) issue of PC Magazine, which hailed Google for having “an uncanny knack for returning extremely relevant results” and was included in the Top 100 Web Sites of 1999. Focus on the search engine Although Google’s reach was increasing, Page and Brin refused to change the core focus on search. In a later interview Brin said that “with 100 services, they assumed they would be 100 times as successful. But they learned that not all 36
The results had become so accurate and so popular around the world (it was now the second most popular search engine on the Internet, only behind Yahoo!) that it was impossible to ignore. Short of writing a new search engine, Google’s competition was unable to match Google’s extraordinary ability at searching on the Internet. This forced some of the most popular portals on the Internet to turn to Google for their search technology, turning over a significant amount of their traffic to a third party and a competitor. The second announcement: The first major portal to switch from its own search engine to Google was Yahoo. This was a major advantage for Google, which had finally found a reliable revenue source (this was before AdWords came in the picture) and whose homepage would receive even greater traffic because of the publicity of the deal. Yahoo had made a compromise. The company could not afford to compete with Google. No other search engine could compete with the mighty Google. It all started with one algorithm and now Page and Brin are two of the most powerful men on earth, the masterminds behind Google.
Op zoek naar een uitdagende carrière bij een ambitieus, groeiend en internationaal high-tech bedrijf?
Ontdek dan Enrichment Technology Enrichment Technology in Almelo is een hightech bedrijf dat zich bezighoudt met de ontwikkeling, productie en montage van gascentrifuges. Dit zijn complexe machines waar mee door onze klanten uranium zo kan worden verrijkt dat het geschikt is voor de opwekking van duurzame energie in kerncentrales. Daarnaast ontwerpen wij verrijkingsfabrieken die gebruik maken van onze gascentrifugetechnologie en verzorgen wij het gehele projectmanagement voor de bouw van deze fabrieken. We opereren vanuit vier vestigingen in Europa en één in de Verenigde Staten. Ons machinepark is geavanceerd, wij werken met hoogwaardige materialen en de kwaliteitseisen liggen zeer hoog.
In verband met een toenemende vraag naar nieuwe verrijkingscapaciteit op de wereldmarkt, maken we een sterke groei door. We zijn dan ook voortdurend op zoek naar nieuwe collega’s die een positieve, flexibele en daadkrachtige instelling hebben en die een bijdrage willen leveren aan onze ambities. We bieden interessante ontwikkelings- en loopbaanmogelijkhedenzowel in productie, engineering als op stafafdelingen. We werken in een hightech en kennis-georiënteerde omgeving met een open en professionele cultuur. Voor meer informatie over Enrichment Technology en carrièremogelijkheden, neem contact op met de afdeling Recruitment via
[email protected] en kijk op onze site: www.enritec.nl.
www.enritec.nl
Puzzel Jochem Giesbers In iedere ATtentie staat achterin een puzzel. Onder de juiste inzendingen wordt een bioscoopbon verloot. Stuur de oplossing in voordat de nieuwe ATtentie verschijnt en maak kans op een gratis film!
Puzzel 4-3
Winnaar puzzel 4-2
De nieuwe puzzel
In de woordzoeker uit 4-2 zaten 56 woorden verstopt. Als je alle woorden had gevonden bleef er een groot aantal letters over. Elke 11e letter maakte deel uit van het eindantwoord van de puzzel. Het eindantwoord was: ikwineenbioscoopbonhoera De winnaar van de bioscoopbon is Wiljan Harder. Op onderstaande foto zie je zijn blijdschap, bij de uitreiking van zijn welverdiende prijs.
38
De oplossing van puzzel 4-3 is 74658. We hebben ontzettend veel inzendingen gehad en in ATtentie 4-5 zullen we de winnaar bekendmaken. Deze keer hebben we voor jullie een kruiswoordpuzzel in elkaar gezet. Vul 18 woorden in in de puzzel en vorm met de letters in de grijze vakjes een woord, een woord waar sommigen onder ons een hekel aan hebben.
Puzzel 3 11
12
9
10
1 13
5
6
14
15
7
8
4 2 16
17
18
Verticaal:
Horizontaal:
1: Autorijden op kleine schaal
11: Deze commissie gaat naar Zwitserland
2: Een middel om mee te zoeken
12: Natuurwetenschappelijke discipline
3: Geen hoge weerstand
13: Beste periodiek van Nederland
4: Gelijkheid
14: Bier drinken na een activiteit
5: Tegenovergestelde van uit
15: Interessantste quiz voor AT’ers
6: Dé stad in haar eigen dialect
16: Papa’s en mama’s komen naar Enschede
7: Versnelling
17: Snel lezen, heel snel lezen
8: Bijzondere meetkundige eigenschap
18: De 5 mensen die Astatine runnen
9: Zeer klein, maar groter dan atomen 10: Afkorting AT-vak
39
more energy. fewer emissions. it takes the brightest minds working together. Our people have vision, they are driven, result-oriented and focused on getting the best out of their teams. They thrive in our company culture: open, with an international mindset and down to earth. Our hands-on approach, job rotation system and regular training enables our people to learn and develop their talents continuously. The acquired skills and knowledge will help them to become our future generation of managers. For decades ExxonMobil consistently led the industry in research and technology. That is why we now make the largest investment ever made by a private company in independent climate and energy research. We believe we have to think out of the box to find the technology that answers the energy challenges the world is facing. Interested to get a glimpse of what it is like to work for the world’s most successful company? Check our starting positions and career opportunities: exxonmobil.com/careers
