Article DFT: Aaike van Vugt (DUTCH)

15 August 2017

Oude lepel wordt zonnepaneel

Tekst: Linda Huijsmans
Fotograaf: Vincent van Dordrecht

Materiaal tot in de kleinste details ontleden en daarna weer zo in elkaar zetten dat het iets heel anders wordt. Aaike van Vugt slaagt erin nanotechnologie zo te beschrijven dat het lijkt alsof het over Lego gaat. “De mogelijkheden zijn oneindig. Ik wil mijn enthousiasme daarover met iedereen kunnen delen.”

Hij is net zijn kantoor uitgelopen als Aaike van Vugt zich omdraait en snel een lepel van een tafel pakt. “Bijna vergeten”, zegt hij. De lepel verdwijnt in zijn broekzak terwijl we door een voormalige loods op het terrein van de TU Delft lopen. Hier zit Yes!Delft. Deze bedrijvenincubator van de Technische Universiteit stimuleert ondernemerschap onder de techneuten.

In oktober 2014 startte Aaike van Vugt met zijn compagnon Tobias Pfeiffer een van die bedrijven: VSParticle. In de praktijk waren ze daar al ruim een jaar mee bezig. De basis legde Van Vugt tijdens zijn afstudeeronderzoek aan de Technische Universiteit Delft, waarvoor hij in contact kwam met de technologie van professor Andreas Schmidt-Ott.

Van Vught: “Ik raakte gefascineerd toen ik zag hoe deze techniek materialen kan veranderen en wilde onderzoeken wat er nog meer mogelijk was. Toen ik in contact kwam met Tobias Pfeiffer, voormalig PhD student van Andreas, zijn we samen aan de slag gegaan.”

Lepel

Het resultaat is de VSParticle Generator One, een machine die niet veel groter is dan een flinke schoenendoos. Als Aaike gaat uitleggen hoe die werkt, komt de lepel weer tevoorschijn. “We kunnen allerlei soorten materiaal met de machine verwerken. Deze lepel bijvoorbeeld, is van ijzer. Die kan ik integraal in onze machine stoppen en die haalt hem tot de kleinst mogelijke deeltjes uit elkaar.”

Door die deeltjes, atomen, op een andere manier te rangschikken, is het mogelijk om ijzer te maken met andere eigenschappen. Zo kan de lepel een heel nieuw leven beginnen, bijvoorbeeld als een zonnepaneel of superkleine chip. “Deze technologie biedt oneindig veel mogelijkheden.”

Van Vught noemt een paar voorbeelden. Zo is het mogelijk om ijzer super-magnetisch te maken, waardoor er veel meer data per vierkante centimeter opgeslagen kunnen worden. Dat leidt tot kleinere chips, minder materiaalgebruik en uiteindelijk ook minder afval.

Ander voorbeeld: de katalysator die in de uitlaat van de meeste auto’s zit. Van Vugt: “De katalysator helpt om de door de motor worden uitgestoten worden schadelijke gassen, zoals het voor de mens gevaarlijke koolstofmonoxide, om te zetten in minder schadelijke varianten. Maar die katalysator bestaat uit dure en zeldzame edelmetalen, zoals platina en palladium. Wij kunnen hele kleine ijzerdeeltjes maken die hetzelfde doen, met als voordeel dat ijzer niet zo zeldzaam en dus een stuk goedkoper is. Bovendien neemt zo de effectiviteit van de katalysatoren enorm toe, wat weer een positieve bijdrage levert aan de verbetering van het milieu.”

Beide mogelijkheden worden inmiddels in de praktijk toegepast. Een derde mogelijkheid bevindt zich nog in een vroege onderzoeksfase, maar klinkt nu al erg spectaculair: tumoren bestrijden. Van Vugt: “Het idee is om kleine ijzerdeeltjes in de tumor te spuiten en deze daarna gericht te verwarmen met infrarood of radiogolven. Daardoor gaan deze ijzerdeeltjes als een razende spinnen en komt er genoeg energie vrij om de tumorcellen van binnenuit kapot te maken.”

Potentie

Aaike van Vugt weet dat zijn vakgebied voor buitenstaanders erg ingewikkeld lijkt. Maar hij vindt het heerlijk om onderwerpen die in de wetenschap vanzelfsprekend zijn uit te leggen aan een breed publiek en hen de potentie ervan te laten inzien. “Daarom voel ik me thuis bij SingularityU The Netherlands. Het is mijn doel om mensen anders naar materiaal te laten kijken. De mogelijkheden van deze techniek zijn oneindig en ik wil graag mijn enthousiasme daarover delen. Deze technologie maakt het mogelijk om nieuwe, betere en sterkere materialen te ontwikkelen die toepassingen mogelijk maken die tot nu toe onhaalbaar leken.”

Met compagnon Pfeiffer heeft Van Vugt lang getwijfeld wat ze als VSParticle precies zouden gaan verkopen: de nanodeeltjes, of de machine die het materiaal omzet in die nanodeeltjes. Het is het laatste geworden. Vooral omdat ze verwachten dat de vraag naar nanodeeltjes explosief zal stijgen en bovendien erg divers zal zijn, net als de mogelijkheid om nieuwe eigenschappen toe te voegen aan bestaande materialen.

“Wie weet heeft in de toekomst iedereen zo’n apparaat in de huiskamer staan. Als je genoeg hebt van je oude bestek, stop je het in de machine en verander je het in een zonnepaneel.” Dan is het praktischer om een machine te verkopen die in overleg met de klant wordt aangepast aan het doel, dan om zelf aan die enorme vraag naar nanodeeltjes te voldoen.

Glas-in-lood

Hun afnemers vallen in twee groepen uiteen. Enerzijds zijn er de wetenschappers die vaak maanden tot zelfs jaren bezig zijn om het juiste deeltje te vinden waar ze hun onderzoek mee willen uitvoeren. “Onze machine kan die terugbrengen tot enkele uren.” Daarnaast is er de industrie. “Onze klanten bedienen vaak een specifieke branche. Zij kopen een technologie waarmee nanodeeltjes op grote schaal toe te passen zijn binnen hun productieprocessen. We maken die deeltjes dus niet zelf, maar we maken het mogelijk om ze te produceren.”

Overigens, zegt Van Vught, zo nieuw is nanotechnologie nou ook weer niet. “De middeleeuwse makers van glas-in-loodramen maakten er al gebruik van. Zij maakten glas met gouddeeltjes erin om het binnenvallende licht te kleuren. Als die deeltjes klein genoeg waren, kleurde het glas rood in plaats van goudgeel. Deze eigenschappen gebruiken we vandaag de dag voor het ontwikkelen van sensoren die heel gevoelig zijn voor verschillende stoffen, zoals glucose in bloed. Nog een mooi voorbeeld van waar onze technologie toe in staat is.”

Bron: DFT