Een miljoenste deel van een millimeter. Kleiner dan klein en met het blote oog absoluut niet te zien. Dat is het domein van nanotechnologie.
Geschreven door Geert Struiksma
Deze techniek stelt ons in staat om bijvoorbeeld nieuwe materialen te ontwikkelen. Dave Blank is in Nederland één van de autoriteiten op dit bijzondere vakgebied. Prof. dr. ing. Dave Blank is voorzitter van NanoNextNL, het nationale programma nanotechnologie en tot voor kort wetenschappelijk directeur aan het MESA+, instituut voor nanotechnologie van de Universiteit Twente. Hij vertelt met veel passie over zijn bijzondere vakgebied. “Veel technologische ontwikkelingen staan in het teken van miniaturisering. Nanotechnologie is hiervan een voorbeeld. Daarmee kunnen we eigenschappen van materialen veranderen. Zo wordt een stof die niet geleidend is bijvoorbeeld opeens (ontzettend) geleidend. Daarvan maken we slim gebruik door heel gevoelige meetinstrumenten of supersnelle computers te maken. We zijn ook in staat om nieuwe materialen te maken, dat is mijn vakgebied.” Nanotechnologie bestaat uit fundamenteel onderzoek en toegepast onderzoek. Bij de eerste gaat het er bijvoorbeeld om te begrijpen wat er gebeurt als je atomen aan elkaar koppelt. Toegepast onderzoek richt zich op het vinden van manieren om die nieuwe materialen te gebruiken.
Waarom is nanotechnologie ontwikkeld?
“Dat zit nou eenmaal in ons bloed. Waarom hebben we ooit brons uitgevonden? Omdat het beter en sterker is dan koper en tin, de afzonderlijke materialen waar brons uit bestaat. We willen eigenschappen van materialen voortdurend verbeteren. De visionair is Richard Feynman. In 1959 gaf hij voor de American Physical Society een lezing: There is plenty of Room at the Bottom, waarin hij het idee opperde om atomen te gebruiken als bouwstenen voor structuren. Daarmee werd hij, volgens mij, de grondlegger van de nanotechnologie. Nu, zoveel jaren later, maken wij zijn droom waar. En die is nog lang niet afgelopen. Grote aanjager van de ontwikkeling van nanotechnologie was lange tijd de halfgeleiderindustrie. Het sneller maken van computers lukte op een gegeven moment niet meer. Nu zijn we in staat om computers om de zoveel tijd toch weer twee keer zo snel te maken met twee keer zoveel geheugen. Dat komt omdat we kunnen rekenen en data steeds kleiner kunnen opslaan met slimmere materialen.”
Wat is een goed voorbeeld van de toegevoegde waarde?
“We zijn bijvoorbeeld in staat om energie op te slaan in steeds betere batterijen. Daarvoor hoeven we geen gebruik meer te maken van dure, zeldzame grondstoffen. We hebben een prima vervangend materiaal ontwikkeld. We hebben ook al smart material ontwikkeld met eigen rekenkracht, zonder dat daar energie voor nodig is. Huidige apparaten, zoals smartphones, verbruiken energie om opgeslagen data te bewaren. Bij de nieuwste ontwikkeling zit de opslag in het materiaal. Daar hoef je geen energie aan toe te voegen, maar kun je heel breed toepassen. Denk aan toepassingen in gebieden waar de energievoorziening schaars is. Maar ook binnen het medische veld, zoals insulinepompjes die onder de huid worden gebracht. Op dat gebied doen we onderzoek naar materialen die in staat zijn om pacemakers te maken die hun energie uit lichaamswarmte halen. Prachtig toch? We maken de laatste jaren geweldige sprongen voorwaarts.”
Heeft de student ook belangstelling voor uw vakgebied?
“Mijn gevoel zegt dat we nog regelmatig tot heel bijzondere ontdekkingen zullen komen. Daar heb je wel slimme jongens en meiden voor nodig. Die zijn er gelukkig. Het vakgebied staat enorm in de belangstelling. Dat heeft ook te maken met de ontdekkingsreis die je kunt maken. Je ziet ook dat er in de wetenschap steeds meer enthousiasme ontstaat voor onze technologie. Vroeger heette dit materiaalkunde, nu spreken we over smart materials. Alles wat je aanraakt is nieuw. Daarom moeten heel knappe koppen, heel creatief kunnen samenwerken. Omdat de toepasbaarheid zo breed is, hebben we teams nodig uit verschillende disciplines.”
Is daar voldoende geld voor?
“Internationaal zijn wij vooraanstaand. Wel is er steeds minder geld beschikbaar. Het is net als een racewagen: zodra je het gaspedaal loslaat, sta je stil. Die voorsprong haal je nooit meer in. Daarom pleit ik voor selectieve continuïteit. Waar liggen onze kansen? Maak keuzes en ga ervoor. Op die manier zorgen we ervoor dat de beschikbare budgetten optimaal worden besteed. Deze boodschap hebben we ook neergelegd bij het ministerie van Economische Zaken, de belangrijkste geldschieter voor het nationale programma NanoNextNL. In samenwerking met wetenschappers, bedrijven en overheid, moeten we zorgen dat Nederland zijn koppositie in de wereld kan behouden.”G
