Offi

ciee

l org

aan

der

wer

ktui

gbou

wku

ndig

e st

udie

vere

nigi

ng ‘G

ezel

scha

p Le

eghw

ater

’ te

Del

ft |

jaa

rgan

g 16

- d

ecem

ber

2011

- n

o. 2

MachinegewerenKnallende werktuigbouw

eigenschappen.technologie en hetvan de nieuwsteEen versmelting

Cyborgs

menselijk lichaam.uiteenlopendevloeistoffase metEen vreemdsoortige

Superfluïditeit

uurtje naar Australië?toekomst binnen eenKunnen we in de

Scramjets

"Danzig, altijd zo geweest"- J. Roebroeks

4

Dit Slurfweekend hebben we de vruchten van onze nieuwe layout kunnen plukken; het in elkaar zetten van de Slurf is namelijk nog nooit zo soepel gegaan. Met onze zeskoppige redactie zijn we er wederom in geslaagd een fantastisch magazine te creeëren. Het grootste deel van dit succes is te danken aan de skills en motivatie van de Slurfredactie. Een bescheiden doch substantieel deel van het succes komt voort uit het doordacht opgestelde beleid. Door vrijdag-nacht niet meteen all-out te gaan was iedereen zaterdag nog steeds scherp als een mes.

De winst in keiharde capabaliteiten die dit opleverde is direct ten goede gekomen aan de kwaliteit van de Slurf. De sfeer was fantastisch. Door de ruime tijd die we hadden was er zelfs de mogelijkheid om een ouderwetse fotosoep bij het nawoord te maken. Al met al kan ik zeggen dat de redactie van de Slurf uitermate trots is op het resultaat.

De bekende Slurfartikelen zijn ook dit keer terug te vinden. Slurfjongste Merle heeft bewezen in het bezit te zijn van

genoeg talent en technisch inzicht door haar eerste artikel te schrijven over Ramanspectometrie. Jeffrey schreef over methodes om zonder neveneffecten via elektromagneti-sche pulsen elektronica uit te schakelen. De ‘Borg’ uit ‘Star Trek’ zijn onder Delftse technici zeker bekend. Dane zag in dat het tijdperk van, op werktuigbouwkundige wijze, ‘verbeterde’ mensen voor de deur staat en schreef over de zogeheten cyborgs. Pieter behandelde een uiterst interes-sant fenomeen: Naast gas, vloeistof, vast en plasma bestaat er namelijk nog een aggegratietoestand: het Bose-Einstein condensaat. Hij beschrijft de wereld van superfluïden. In zijn stuk sluit Matthijs zijn Slurfcarrière knallend af met een artikel over machinegeweren. Ikzelf heb mijn ziel en zaligheid gestopt in het produceren van een artikel over scramjets; een bizar soort straalmotor die de snelheid tot duizelingwekkende hoogtes op kan drijven.

Dit, samen met een arsenaal aan ingezonden stukken, heeft een huzarenstukje opgeleverd. Helaas is met deze Slurf het deelnemerschap van Matthijs en mij in deze commissie ten einde gekomen. Gelukkig gaat de Slurf ook zonder ons met haar nieuwe layout en hechte groep een fantastische tijd tegemoet. Mijn opvolger, Dane, heeft alles in huis om het van me over te nemen. Veel succes, Dane.

Joris Roebroeks, hoofdredacteur

| Redactioneel

Algemene VoorwaardenDe Slurf verschijnt vijf maal per jaar en is een uitgave van Gezelschap Leeghwater, de studie-vereniging van werktuigbouwkundige studenten aan de Technische Universiteit Delft. Niets uit deze uitgave mag gereproduceerd worden en/of open-baar gemaakt worden door middel van boekdruk, fotokopie, microfilm of welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestem-ming van Gezelschap Leeghwater.

Gezelschap Leeghwater verklaart dat deze uitgave op zorgvuldige wijze en naar beste weten is samengesteld, evenwel kan zij op geen enkele wijze instaan voor de juistheid of volledigheid van de informatie. Tevens is zorgvuldig gezocht naar rechthebbenden van de gepubliceerde illustra-ties. Dit is echter niet in alle gevallen na te gaan. Wanneer u denkt auteursrechten te hebben kunt u contact opnemen via onderstaande gegevens. Gezelschap leeghwater aanvaardt geen enkele aansprakelijkheid voor schade, van welke aard ook, die het gevolg is van handelingen en/of beslissin-gen die gebaseerd zijn op bedoelde informatie.

RedactieHoofdredacteur: Joris RoebroeksEindredacteur: Matthijs van der LindenSecretaris: Pieter WijneCommissaris Lay-Out: Dane LinssenRedacteur: Jeffrey MinnaardRedacteur: Merle van der KroftQQ'-er: Fedde ReijndersMet dank aan de ROS en Frank & FrensRechthebbende coverfoto: portwallpaper

Verzending'de Slurf' wordt verzonden aan de ereleden, het college leden van verdiensten, de leden van studievereniging Gezelschap Leeghwater en de Vereniging Oud Leeghwater. De Slurf wordt ver-zonden aan instellingen binnen en buiten Delft, alle Professioren van de faculteit 3mE en bedrijven waarmee Gezelschap Leeghwater samenwerkt. De PR-afdeling van de faculteit ontvangt 200 exem-plaren ten behoeven van voorlichting.

SlurfcommissieLijkt het je leuk om de Slurfcommissie te verster-ken? Stuur dan een mail naar slurf@leeghwater.nl

AbonnementenHet aanvragen van een abonnement kan via de vermelde gegevens. Een abonnement op 'de Slurf' kost 14 euro per jaar. Nieuwe abonnementen kunnen het gehele jaar door ingaan. Een abon-nementsjaar loopt gelijk met een collegejaar en dus wordt de eerste maal het abonnement pro rata berekend.

Oplage & Druk3000, Drukkerij Koninklijke de Swart, Den Haag

Gezelschap LeeghwaterFaculteit 3mEMekelweg 2, 2628 CD DelftTel: +31 15 27 86 501Fax: +31 15 27 81 443info@leeghwater.nlwww.leeghwater.nlAbn-Amro : 44.23.10.919Giro : 66967

5

Inhoud |

Cyborgs

Mens, machine, of beide

pagina 32

Superfluids

Niet gevreesd voor de vloeistof die de muur op loopt

pagina 28

Wapeninnovatie

Sun-Tzu’s stelling vervolmaakt

pagina 22

Redactioneel | 4

Inhoud | 5

3mE nieuws | 6

Van het bestuur | 7

Leeghwateragenda en -activiteiten | 8

VOL | 10

Al 144 jaar... | 12

Onderwijs | 18

In het kort | 20

Gadgets | 24

Buitenlandverhaal | 30

Afstudeerverhaal | 34

EMP | 38

Promovendus | 40

Ramanspectrometrie | 42

Do it yourself | 45

Nawoord | 46

Adverteerdersindex:

TOPdesk | 2DDB | 16Huisman| 20Philips | 36Heerema | 44DSM | 47IHC Merwede | 48

Scramjets

In een uur naar Australië

pagina 13

6

| 3mE

Facu

lteit

3 mE

G. Lodewijks

Thom

as v

an D

ijk

G. Witkamp

Openingstijden 3me tijdens feestdagenOp vrijdag 23 december zal het 3mE-complex om 19:00 uur sluiten. Van 24 tot en met 26 december, op 31 december en 1 januari is het complex gesloten. Tussen de feestdagen in, van 27 tot en met 30 december zal het complex ook om 19:00 uur sluiten. Let op: Deze aangepaste openings- en sluitingstijden gelden ook voor degenen met een aangepaste toegangsautorisatie.

ir. p. naaijen beste dOcent van de faculteitJaarlijks organiseren de studieverenigingen ‘Gezelschap Leeghwater’ en ‘S.G. William Froude’ de Beste-Docent-Verkiezing. Door een commissie bestaande uit prof.dr.ir. P.A. Wieringa, prof.ir. J.J. Hopman, R. Zandstra en P. Smorenberg, is uit een groot aantal genomineerden ir. P. Naaijen als beste docent verkozen. De heer Naaijen, docent van Maritieme Techniek, ontvangt een geldprijs van duizend euro en maakt kans om verkozen te worden tot beste docent van de gehele TU Delft.

benOeming plaatsvervangend decaanIn verband met dr.ir. P.A. Wieringa’s benoeming tot conrector was de positie van plaatsvervangend decaan bij faculteit 3mE vacant geworden. Het College van Bestuur is akkoord gegaan met prof.dr.ir. G. Lodewijks als plaatsvervangend decaan per afgelopen 1 november.

Prof. Lodewijks is acht jaar afdelingsvoorzitter van de afdeling Maritieme Techniek en Transporttechniek geweest.

Oscar van de ven wint tata steel prijsOp 23 november ontving Oscar van de Ven bij de Koninklijke Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen de ‘Tata Steel Prijs’ voor Werktuigbouwkunde en Materiaalkunde ter waarde van vijfduizend euro. Hij kreeg deze ‘Jong Talent’-afstudeerprijs voor zijn ontwerp van een haptisch besturingssysteem. Een haptisch besturingssysteem kan de gebruiker bij bediening van apparatuur op afstand gevoelssignalen laten ervaren, zoals een tegenkracht of trillingen. Met het systeem kunnen in de toekomst bijvoorbeeld complexe medische operaties sneller en veiliger uitgevoerd worden.

dOw energieprijs 2011 vOOr hOOgleraar 3meTU Delft hoogleraar Process Equipment Geert-Jan Witkamp ontving op 11 november, uit handen van minister Maxime Verhagen, de Dow Energieprijs 2011. Hij ontving de prijs voor zijn ‘Eutectic Freeze Crystallisation-technology’. Deze techniek gebruikt bevriezing om afvalstromen te scheiden in zuiver gekristalliseerd ijs en zuivere zouten. Afvalstromen worden omgezet in zuiver water en een verhandelbare grondstof. Een ander voordeel is dat deze techniek heel energie-efficiënt is. Vergeleken met verdamping, de techniek die nu wordt toegepast, is de technologie van Witkamp negentig procent efficiënter.

7

Geze

lscha

p Le

eghw

ater

Olifanten rennen niet. Ze zijn te zwaar, en de dreunen van het neerkomen zouden hun gewrichten teveel belasten. Om slijtage te voorkomen houden ze het liever bij snel-wandelen zodat hun zwaartepunt niet stuitert maar zich beweegt als een slinger. In een continue cadans bewegen olifanten zich voort.

CommissiesOok Gezelschap Leeghwater beweegt zich voort met een harmonieus ritme. Op de ALV zijn de eerste commissies geïnstalleerd. Met veel enthousiasme is iedereen aan de slag gegaan en de afgelopen periode zat dan ook vol met ‘100%-borrels’. Honderd procent kennis en ervaring van de voorgangers is overgedragen om zo snel mogelijk op volle toeren te kunnen draaien, want ondanks het feit dat olifan-ten niet rennen halen ze met gemak snelheden tot wel 44 kilometer per uur.

LustrumAfgelopen periode zijn we begonnen met een van de grotere projecten van de komende anderhalf jaar: het 29e lustrum. Leeghwater wordt 145 jaar oud en dat moet natuurlijk groots gevierd worden. Vier lustrumcommissies zijn van start gegaan: De Feestcommissie, de Galacommis-sie, de Symposiumcommissie en de Lustrumreiscommissie.

Zij gaan nu al nadenken over de organisatie van een aantal mooie lustrumactiviteiten. Tevens moeten de grote lijnen van het lustrum dit jaar vast komen te liggen. Gelukkig komt de Commissaris Lustrum van het 145ste bestuur ons vanaf het derde kwartaal helpen.

DiesVoordat het 29e lustrum echter losbarst vieren we op 16 december natuurlijk eerst het 144-jarig bestaan van ons prachtige gezelschap. Op deze dag zal tevens de nieuwe ‘Women in Technology’-kalender worden gepresenteerd. De Kalendercommissie en de twaalf modellen hebben afgelopen maanden keihard gewerkt en zichzelf van hun mooiste kanten laten zien.

Frisse startOp het moment dat deze Slurf uitkomt, zal het waar-schijnlijk niet lang meer duren voordat de kerstvakantie aanbreekt. Het gezelschap begint het nieuwe jaar dit keer letterlijk met een frisse blik. Tijdens de vakantie zal het kan-toor opnieuw geverfd worden zodat we weer een aantal jaar vooruit kunnen op onze knusse thuisbasis: het klop-pend hart van de vereniging. Zelfs een olifant van 144 jaar heeft soms een beetje slijtage te repareren, maar de cadans blijft gelukkig hetzelfde.

Namens het gehele bestuur wens ik iedereen alvast fijne kerstdagen en een voorspoedig 2012.

Fedde ReijndersVoorzitter Gezelschap Leeghwater

Van het bestuur |

8

| Leeghwater

Deerns lunchlezingWerktuigbouwers denken vaak goed na over hun toekomst. Daarom werd er tijdens de lunchlezing met veel aandacht geluisterd naar Remko van den Berg die vertelde over zijn werk bij Deerns. Deerns is één van de grootste ingenieurs-bureaus van Nederland. Remko vertelde de aanwezige studenten, die ontertussen konden genieten van de door Leeghwater voorgeschotelde gratis lunch, over de projecten die hij zoal doet. Ook liet hij zien waar Deerns goed in is en wat de carrièremogelijkheden zijn bij zijn bedrijf. lunchlezing Marius sMitOm de leden van ons Gezelschap te inspireren, is er een zo-geheten ‘inspirerende lezing’ georganiseerd waarin Marius Smit vertelde over zijn unieke initiatief: de Plastic Whale. Met dit initiatief wil Marius de wereld laten zien dat er veel plasticvervuiling in rivieren, meren en zeeën is. Hij vertelde onder andere over het zogeheten ‘kunststof archipel’: een drijvende vuilnisbelt in het midden van de Grote Oceaan ter grootte van Frankrijk, Spanje en Portugal samen. Door de oceaanstromingen wordt het plastic hier bijeengedre-

ven. De afvalberg werd ongeveer tien jaar geleden ontdekt maar niemand heeft tot op heden bedacht hoe we het plastic op moeten ruimen. Om aandacht te vragen voor dit probleem wil Marius een boot bouwen van plastic dat hij uit het water vist. Met een paar vrienden is hij een jaar geleden begonnen plastic uit de Amsterdamse grachten te halen. Tegenwoordig organiseert hij steeds meer verzamel-acties waar honderden mensen aan meedoen en krijgt hij veel media-aandacht. Opmerkelijk is dat Marius zonder enig budget is begonnen. Inmiddels heeft hij ontwerpbu-reaus, consultants, een advocatenkantoor en een flink aan-tal andere bedrijven om zich heen verzameld die hem in zijn project ondersteunen. Het is de bedoeling dat de boot voor komende zomer af is zodat hij door Nederland kan gaan varen om overal te vertellen over de Plastic Whale. Wat Marius daarna wil gaan doen weet hij nog niet, maar hij zal niet stilzitten voordat er een oplossing ligt voor dit wereldwijde probleem.

Mixen Met MannenDe kersverse ChickaCo, de commissie voor alle vrouwelijke werktuigbouwkundestudenten, is dit jaar begonnen met een zeer geslaagde activiteit. Op woensdag 16 november konden de werktuigbouwvrouwen in het Lagerhuysch meedoen met een gezellig bingoavondje. De winnaressen konden echter een bijzondere prijs winnen: een date met één van de begeerlijke, ingeoliede mannen die met ont-bloot bovenlichaam de aanwezige vrouwen deden smelten. Naast de bingo kon er ook een man gewonnen worden door de lekkerste cocktail te mixen. Wie daarna een span-nende nacht hebben beleefd is helaas onbekend.

leeghwateragenDa

14 dec Slagtandborrel16 dec Dies21 dec Commissie Kennismakingsdiner7 feb t/m 16 feb17 feb

De Delftse BedrijvendagenAcquisitietraining

24 feb t/m 4 mrt Wintersport

9

ivooco-uitjeDe nieuwe lichting tappers van het Lagerhuysch, onze eigen Ivoorcommissie, heeft op donderdag 17 november een fantastisch uitje beleefd. Als voorbereiding op de avond werd er zwaar getafeld: onbeperkte spareribs zorgden voor een stevige bodem. Vervolgens werd er een goed potje gebowld. Er waren geen professionele bowlers aanwezig, maar naarmate de avond vorderde, raakte iedereen meer geoefend en kwamen de strikes vaker voor. Vooral Fedde blonk uit met zijn monsterscore van 144 punten. Tijdens zijn laatste beurt gooide hij maar liefst drie strikes. Zoals elke fatsoenlijke werktuigbouwer weet, kan geen enkele machine zonder een degelijk smeermiddel. Gelukkig von-den de barmannen en –vrouwen al snel de smerende ca-paciteit van een biertje. In café de Ruif werd hier de avond dan ook mee afgesloten.

KoffiestenDOm beter in contact te komen met de leden van Gezelschap Leeghwater, organiseert het bestuur af en toe een koffiemo-mentje waarbij olifanten zich kunnen laven aan een kopje gratis koffie, een lekkere kruidnoot en een goed gesprek bij het Leeghwaterkantoor. Traditiegetrouw dragen deze momentjes de naam van de Commissaris Voorlichting van het bestuur. Dit jaar is er gekozen voor de pakkende naam ‘Stens Outstending Koffiestend’.

sinterKlaasOp 2 december konden de leden van Leeghwater hun schoen zetten. Na het weekend wachtte hen een verrassing in de schoen. Uiteraard kon de lieve Goedheiligman ook dit

jaar onze faculteit niet stilletjes voorbij rijden, dus kwam hij nog even hoogstpersoonlijk de aanwezigheid van de kindertjes bij hun colleges controleren.

coMMissiesDe eerste tentamenperiode is voorbij en de commissies van Gezelschap Leeghwater zijn gevuld. Dit betekent dat de twintig commissies van start kunnen gaan. Door dit aantal commissies kunnen het aquarium en de chillhoek de hoeveelheid vergaderingen bijna niet meer aan. Onder andere de bestemming voor de buitenlandreis, de route van de rally, het thema van het nuldejaarsweekend gaan nu bepaald worden. Ook de lustrumcommissies hebben zo hun eigen beslissingen te nemen. Waar gaat de lustrumreis naartoe, waar wordt het gala gehouden, welke sprekers komen er op het symposium en waar gaan we het lustrum-feest los laten barsten. Al deze vragen gaan deze periode beantwoord worden.

algeMene leDenvergaDeringDe eerste Algemene Ledenvergadering van het 144ste Leeghwaterjaar was een feit. Na kritische vragen vanuit het publiek zijn alle commissies uiteindelijk geïnstalleerd. Ach-tereenvolgens zijn de volgende commissies gedechargeerd waarna hun opvolgers geïnstalleerd werden: de Excur-siecommissie, de Kalendercommissie, de Casecommissie, de Businesstourcommissie, de Ivoorcommissie, de mooie Slurfredactie, en de Funreiscommissie.

10

| Vereniging Oud Leeghwater

TU D

elft

Geze

lscha

p Le

eghw

ater

Lunchlezing van Marina Smit

ProfessorenlunchAls studievereniging is Gezelschap Leeghwater erg betrok-ken binnen faculteit 3mE. Om het contact binnen de uni-versiteit te bevorderen vindt twee keer per jaar de profes-sorenlunch plaats. De eerste lunch van het jaar heeft op 28 november jongstleden plaatsgevonden. Hier is door middel van een aantal stellingen een discussie gevoerd tussen pro-fessoren en het bestuur van Gezelschap Leeghwater over de ontwikkelingen in het onderwijs. Deze stellingen gingen onder andere over de plannen voor het wijzigen van het curriculum van de studie Werktuigbouwkunde, betreffende de overgang naar modulair onderwijs.

Vrouwen & TechniekHet aantal vrouwelijke werktuigbouwkundestudenten neemt met de jaren toe, maar boven de tien procent is het nog niet gestegen. Om het aantal vrouwen in de techniek te bevorderen en te laten zien dat zij zeker hun mannetje staan, is er op initiatief van Yonna Welschen de ‘Women in Technology’-kalender opgezet. Dit jaar zal de derde versie van de kalender verschijnen, waarbij onze werktuigbouw-kundestudentes poseren in een technische omgeving. Er is een speciale Kalendercommissie die zich bezig houdt met het maken van de kalender, die in december uitkomt. Als lid van de VOL kunt u ook in het bezit komen van een mooi exemplaar. Hiervoor hoeft u enkel een mail te sturen naar vol@leeghwater.nl met uw naam en adresgegevens. lusTrumOp dit moment worden de voorbereidingen voor het lustrumjaar getroffen. Vanuit het bestuur wordt een opzet gemaakt van de invulling van het lustrum. Er zal volgend jaar weer een aantal goede lustrumactiviteiten plaats-vinden, waaronder de alumnidag. Deze dag biedt alumni de kans met elkaar in contact te blijven. Daarnaast zijn er sinds een paar weken vier lustrumcommissies gestart, die

een symposium, een drieweekse studiereis, een gala en een groot feest gaan organiseren. Als lid van Vereniging Oud Leeghwater bent u ook van harte uitgenodigd om deel te nemen aan het symposium volgend jaar.

sTaTisTiek Met de tijd vinden er veel veranderingen plaats. Het onderwijs verandert, de TU Delft verandert en studenten veranderen. Een echte ingenieur maakt graag gebruik van cijfers en diagrammen om veranderingen en trends op een duidelijke en correcte manier vorm te geven. Om deze reden zal er vanaf nu in ieder VOL nieuws een stukje geweid zijn aan statistieken met betrekking tot de TU Delft. Dit keer beslaat het de totale studentenpopulatie van afgelopen jaar, vergeleken per studie. Uit de cijfers van vorig jaar is te zien dat faculteit 3mE één van de grootste faculteiten van Delft is. Binnen 3mE bevinden zich zowel Werktuigbouwkunde als Maritieme Techniek. Andere grote studies zijn Bouwkunde, Lucht- en Ruimtevaarttechniek en Industrieel Ontwerpen. Wanneer men naar de TU Delft over de afgelopen tien jaar kijkt, is er een stijging te zien in de totale studentenpopulatie. Het totale aantal studenten dat ingeschreven is bij de TU Delft is vanaf het jaar 2000 met zo’n 33 procent gestegen naar 17 037 studenten. In het bovenstaande diagram is het aantal studenten per faculteit van het jaar 2010-2011 te zien, waarbij ook de man-vrouw verhouding weergegeven wordt.

lid wordenWilt u na uw studietijd nog steeds in contact blijven met oud-studiegenoten en de Slurf ontvangen? U kunt lid worden van Vereniging Oud Leeghwater door een mail te sturen naar vol@leeghwater.nl.

11

Rik Leunissen

Vanuit de mooie Vereniging Oud Leeghwater wordt er elke Slurf een alumnus geinterviewd. Zo krijgen studenten een goed beeld van waar je terecht kunt komen met de studie en zien alumni wellicht een oude bekende.

R. Leunissen

Als je aan Delft denkt, waar denk je dan aan?Aan een fantastische studietijd die ik, gelukkig, nog niet zo lang geleden heb afgesloten. Delft is voor mij een periode geweest waarin ik goede vrienden heb gemaakt, me snel heb kunnen ontwikkelen op zowel academisch vlak als daarbuiten en vooral verschrikkelijk veel plezier heb gehad. Delft blijft een stad om trots op te zijn.

Hoe is de studie verlopen?Ik ben in 2004 begonnen en heb naast een zeer actief stu-dentenleven een voorspoedig studieverloop gekend. Vooral mijn activiteiten naast de studie hebben ertoe geleid dat ik vlot door mijn studie ben gelopen. Hoogtepunt van mijn studie was mijn afstudeerproject bij Schiphol, één van de meest interessante logistieke knooppunten van Nederland en één van de redenen waarom ik voor de master TEL heb gekozen.Mijn nevenactiviteiten zijn in het eerste jaar be-gonnen met de IvooCo, de tapcommissie van Leeghwater, en andere activiteiten schakelden zich later al snel aaneen. Zo heb ik onder andere in mijn vierde jaar bestuur gedaan van Virgiel, heb ik daarna zitting genomen in de Raad van Advies van ORAS en heb ik samen met een vriend in janu-ari 2009 ons bedrijf, KlasseStudent B.V., opgericht.

Kun je een korte schets van uw carrière geven?Meteen na mijn afstuderen ben ik begonnen bij Bain & Company als Associate Consultant. Bain is een van de beste strategiehuizen in de wereld en voorziet bedrijven van advies op het gebied van strategie, organisatie en management. Mijn eerste project ging over de stabiliteit van banken, een zeer actueel onderwerp en iets waar ik als werktuigbouwer weinig kennis van had. Vervolgens kwam mijn werktuigbouwkundige achtergrond juist weer goed van pas in een due diligence op een grote Nederlandse

scheepsbouwer. Op het moment ben ik bezig met een kostenbesparingsproject voor een internationaal bedrijf in de Fast Moving Consumer Goods, in dit geval sterke drank. Ook biedt Bain de mogelijkheid, voor degene die dat wil, om in een internationale omgeving te werken. Zo ben ik ondertussen voor Bain in London, Frankfurt, Genève, in Parijs, Miami en in Washington geweest.

In welk opzicht gebruik je Werktuigbouwkunde?In mijn werk is analytisch denkvermogen van groot belang. Het opbreken van problemen in kleine hapklare stukken is een vaardigheid die ik me door mijn studie eigen heb weten te maken. Een werktuigbouwkundig instrument ontwerpen kan alleen door het op te breken in functies en deelfuncties, eenzelfde principe geldt voor oplossen van complexe vraagstukken in het bedrijfsleven. Is Werktuigbouwkunde een goede keuze geweest? Absoluut. Werktuigbouwkunde biedt een zeer solide basis en opent deuren voor carrières in verschillende richtingen. Ondanks dat ik er voor heb gekozen om niet in de tech-niek verder te gaan zou ik weer voor Werktuigbouwkunde kiezen.

Welk advies heb je voor de huidige student?Studeren is combineren. Allereerst is het belangrijk om de juiste prioriteiten te stellen en te zorgen dat je goede voort-gang in de studie boekt. Tevens moet je niet vergeten alles uit het studentenleven te halen wat er in zit. Houd daarbij in het achterhoofd dat een voorspoedige studievoortgang mogelijkheden biedt in de vorm van commissie- of be-stuurswerk, stages en andere projecten. Ten slotte, zoek een groep mensen op met een gelijke mindset die je motiveert om je zowel in als naast je studie te ontplooien.

naam: Rik Leunissenbedrijf: Bain & Companyfunctie: Associate Consultantafstudeerrichting: Transport Engineering & Logisticsjaar van afstuderen: 2011

VOL interview

12

Pent

axfo

rum

Gemaal de leeGhwaterJan Adriaanszoon Leeghwater pleitte er in 1641 als één van de eersten voor om het Haarlemmermeer leeg te pompen en er een polder van te maken. Pas tweehonderd jaar later werd de visie van Leeghwater overgenomen en werd er gestart met de bemaling door drie gemalen te bouwen. De eerste en grootste is het Leeghwatergemaal dat in het dorpje Buitenkaag staat. De andere twee zijn het Cruquius-gemaal en het Lyndengemaal.

De mechanische constructie van het Leeghwatergemaal is anders dan de anderen. Ze worden alle drie aangedreven door een stoommachine, maar aan de buitenkant van het gemaal zijn elf balansarmen te zien, bij de andere twee zijn dat er acht. Aan deze armen bevinden zich zuigers die als waterpomp werken. Acht kubieke meter water werd met elke slag omhoog gebracht naar de meters hoger gelegen stortvloer rond de machinekamer, waarna het water door sluizen aan weerszijden naar buiten stroomde. De stoom-machine van het Leeghwatergemaal had een vermogen van 350 pk.

Voor de fundering van dit gigantische gebouw werden dui-zend palen de grond in geslagen en onder de schoorsteen nog eens vierhonderd. Op deze palen werd een bouwvloer gemaakt van zware eiken balken. Tweeënhalf miljoen stenen werden gebruikt voor de muren en de schoorsteen. Deze laatste bereikte een hoogte van 24 meter boven het meer. De fundering moest het gewicht van het gebouw en de stoommachine kunnen ondersteunen. Een voor-beeld van de balansarmen geeft een idee van het enorme gewicht waar we hier over praten: in de top van de muren

zaten de balansen. Deze wogen elk al vijf ton. Daarbij kwam nog het gewicht van de pompbakken, hun stangen en het water dat zij omhoog brachten. Bij een afmaling van een meter water komt dit neer op een gewicht van elf ton. Bij een groter hoogteverschil kon dit oplopen tot bijna vijftig ton per arm.

Tijdens de bouw verliep niet alles vloeiend. Zo werd een on-derdeel van de stoommachine, de cilinder, te laat geleverd. In de muur was een gat gelaten om de cilinder, met een lengte van bijna vier meter en een doorsnee van drieën-halve meter, er later staand door te kunnen schuiven. Toen de cilinder eenmaal aankwam bleek dat toch niet te lukken. Het gat in de muur moest worden uitgebroken om de cilin- der liggend het gebouw in te kunnen rollen. Ook met de pompbuizen ging het mis. Dit zijn de schachten waarin de pompbakken op en neer bewogen en deze hadden een doorsnee van 1,60 en een lengte van 5,80 meter. Ze hadden te lang op het bouwterrein gelegen waardoor ze onder druk van hun eigen gewicht, 3 100 kilo, zeven millimeter ingezakt waren. Hun zuivere cirkelvorm was hierdoor ver-loren. Door ze om te rollen werd hun oorspronkelijke vorm weer verkregen.

Toen het Leeghwatergemaal op 22 juni 1845 zijn eerste slag maakte was dat het grootste gemaal ter wereld. In 1852 was het Haarlemmermeer een polder geworden. Het Leegh-watergemaal en de twee andere gemalen hadden samen achthonderd miljoen kubieke meter water uitgemalen en ruim veertien miljoen pompslagen gemaakt.

Elise Buiter

| Al 144 jaar...

13

Prat

t & W

hitn

ey

Sinds haar beginjaren in de vroege twintigste eeuw gaat het crescendo met de luchtvaartindustrie. Vliegtuigen worden groter, efficiënter en volledig geautomatiseerd. In de snelheden die ze bereiken zit echter al een tijd weinig schot. Het huidige snelheidsrecord voor een bemand vliegtuig is namelijk al veertig jaar onveranderd. Tijdens de zoektocht naar meer snelheid zijn er de laatste jaren successen geboekt met een nieuw type straalmotor: de scramjet.

Naar Australië in een uur

14

Emos

cope

s

Schematische tekening van een scramjet

De essentie van een scramjet, kort voor ‘supersonic com-bustion ramjet’, is eenvoudig. In een behuizing zonder enige bewegende delen wordt ingaande lucht adiabatisch gecomprimeerd. Wanneer de lucht maximaal is samenge-perst, wordt brandstof geïnjecteerd. Door de hoog opgelo-pen temperatuur vindt de ontbranding spontaan plaats, en dat zorgt net zoals bij een ‘gewone’ straalmotor voor stuwkracht. Op de afbeelding wordt dit geïllustreerd.

Het ontbreken van bewegende delen is duidelijk een groot voordeel van dit type straalmotor. Dit beperkt het gewicht, de complexiteit en het aantal faalmechanismen van de motor behoorlijk. Door het ontbreken van mechanische compressors moet de lucht echter op een andere manier gecomprimeerd worden. Bij een scramjet zorgt de kine-tische energie van de snelheid van de luchtstroom door de motor voor compressie. Terwijl de kinetische energie afneemt, wordt de potentiële energie in de vorm van temperatuur en druk opgebouwd. Een hoge snelheid moet daarom al wel bij het opstarten van de motor aanwezig zijn. Hier komen de verschillen tussen scramjets en andere soorten straalaandrijving aan het licht.

Reguliere straalmotoren vereisen namelijk een subsonische luchtsnelheid tijdens de ontbranding om goed te werken. Bij supersonische snelheden werken turbinebladen slecht en is tevens de ontbranding veel moeilijker te controle-ren. De luchtstroom in de motor moet daarom afgeremd worden wanneer straalvliegtuigen sneller dan de geluids-snelheid gaan. Hoe hoger de snelheid van het vliegtuig, hoe meer de luchtstroom afgeremd moet worden. Hoe meer de luchtstroom wordt afgeremd, des te hoger de luchttempe-ratuur door wrijving wordt opgedreven. Een hogere tem-peratuur bij de inlaat heeft tot gevolg dat er door verbran-ding minder energie aan de luchtstroom toegevoegd kan worden. De voortstuwing zal daarom veel minder efficiënt verlopen.

Scramjets zijn juist zo ontworpen dat de lucht met super-sonische snelheid door de verbrandingskamer kan. De lucht hoeft dan niet tot subsonische snelheid afgeremd te worden waardoor de temperatuursstijging beperkt blijft. De ontbranding verloopt veel efficiënter waardoor extreem hoge snelheden bereikt kunnen worden. In theorie zouden snelheden van meer dan 25 000 kilometer per uur, ruim boven Mach twintig, haalbaar zijn.

Technische uiTdagingenOndanks het ogenschijnlijk simpele concept zijn er veel technische uitdagingen die overwonnen moeten worden. In het ontwerp van civiele straalmotoren ligt de focus op het maximaliseren van de stuwkracht. De condities waar-onder scramjets opereren zijn echter verschillend waardoor de prioriteiten veranderen. Door de veel hogere snelheden is de enthalpie van de luchtstroom enorm. De relatieve hoe-veelheid energie die wordt toegevoegd door verbranding is daardoor klein. Slechts zo’n tien procent van de enthalpie aan de inlaat van de scramjet komt er door de verbranding nog eens bij.

De hoeveelheid toegevoegde energie door verbranding moet natuurlijk groter zijn dan de hoeveelheid verloren energie door luchtweerstand. Het verminderen van wrij-ving is dus minstens zo belangrijk als het genereren van stuwkracht.

Een andere uitdaging is het controleren van de verbran-ding. Conventionele methodes om de hoeveelheid lucht die de inlaat instroomt te regelen zijn niet goed toepasbaar op grote hoogtes of snelheden. Toch moet de verbrandings-snelheid constant kunnen blijven. Daarvoor is een inge-nieuze oplossing bedacht, namelijk het aanpassen van de snelheid aan de hoogte. Als de luchtdichtheid afneemt, terwijl de snelheid toeneemt, kan de massaflux gelijk gehouden worden. Het gevolg is dat een door een scramjet aangedreven vliegtuig steeds sneller gaat vliegen naar-mate het hoger komt. Hoogtes tot wel 75 kilometer zouden in de toekomst haalbaar moeten zijn.

De snelheid van lucht in de verbrandingskamer moet su-personisch blijven voor een goede werking. Bij het ontwerp van een scramjet moet daarom rekening gehouden worden met een aantal principes dat deze snelheid tegenwerkt. Hoe meer een gas bij de inlaat wordt gecomprimeerd, hoe meer de snelheid af zal nemen. Dat betekent dat de relatieve beginsnelheid van het gas ver boven de geluids-snelheid moet liggen, en dat de compressie in aanloop tot

15

De X-51 scramjet moet voor de testvlucht onder een B-52 bommenwerper geladen worden.

xpda

de verbrandingskamer niet te groot mag zijn. Daarbij komt ook nog eens dat de geluidssnelheid van een verhit gas gro-ter is. Indien de snelheid van het lucht-brandstofmengsel toch onder Mach één komt verstikt de motor. De snelheid zal dan plotseling drastisch dalen, met grote schokgolven tot gevolg. Zowel de druk als de temperatuur nemen dan toe, met versnelde verbranding en zelfs ontploffing van de scramjet tot gevolg.

RecenTe onTwikkelingenDe berekeningen die uitgevoerd moeten worden om de thermodynamische condities in de jet te beschrijven zijn complex. De numerieke vloeistofdynamica is pas sinds dit decennium verfijnd genoeg om dit soort vraagstukken re-delijk op te lossen. Daarom slaagt men er vooral recentelijk steeds vaker in experimentele scramjets te laten vliegen. Successen zijn bijvoorbeeld behaald door het Hyper-X team van de NASA. Met hun vliegtuig genaamd ‘X-43A’ hielden

ze in 2004 de eerste testvlucht. Mach 9,8 was de hoogste snelheid die ze bereikten, wat een recordsnelheid is voor voertuigen die zuurstof uit de atmosfeer gebruiken. Een ander voorbeeld van een succesvol prototype is de Boeing X-51 Waverider. Dit vleugelloze vliegtuig genereert lift door als het ware met zijn romp te ‘surfen’ op schokgolven die door de vlucht gegenereerd worden. De X-51 vloog in 2010 meer dan drie minuten lang en behaalde Mach 5.

Het zal nog wel een tijd duren voordat de nieuwste, met scramjets uitgeruste Airbus op Schiphol landt. Toch leek commerciële ruimtevaart nog niet heel lang geleden toe-komstmuziek, terwijl dat nu gewoon realiteit is. Het is dus helemaal niet onrealistisch dat we het nog gaan meema-ken: van Amsterdam naar Australië in één uur.

Joris Roebroeks

18

| Onderwijs

Bachelor

SinterklaaSHoor wie klopt daar kinderen? Het is weer zover, het is begin december en de Sint heeft zijn pepernoten, choco-ladeletters en cadeautjes weer aan alle brave kinderen gegeven. Dit jaar is de Goedheiligman echter niet de enige die nieuws voor iedereen in petto heeft; ook vanuit de TU komt er een aantal vernieuwingen aan.

koerSen op StudieSucceSBegin oktober is het rapport ‘Koersen op Studiesucces’ van de werkgroep didactiek uitgekomen, het vervolg op het rapport Brakels van vorig jaar, waarin een aantal maatre-gelen werden besproken die tot verhoging van het studie-rendement moeten leiden. In ‘Koersen op Studiesucces’ wordt beschreven hoe de studies in Delft moeten overstap-pen naar een nieuw bachelorcurriculum aan de hand van modulair onderwijs. In dit nieuwe onderwijsmodel is het de bedoeling dat er vakken gegeven zullen worden van 5 ECTS en maximaal 10 ECTS. Dit houdt in dat er een aantal vakken met elkaar geïntegreerd zullen gaan worden, en dat er wellicht een aantal vakken verdwijnen en zullen worden vervangen door anderen. Momenteel bevindt 3mE zich nog in de oriënterende fase van het proces en is er nog niet veel bekend over de uiteindelijke vorm van het nieuwe curricu-lum. Voor studenten die hier meer over willen weten is er de blackboard organisatie ‘Studiesucces’ opgericht, meld je hier vooral voor aan.

Verhoging BSaZoals iedereen weet is in 2009 het Bindend Studie-Advies, BSA,van 30 studiepunten ingevoerd; dit had als doel om de grootste uitval van studenten naar het begin van de studie te verschuiven. Nu is er uit het rapport Brakels ook het advies gekomen om het BSA te verhogen naar 45 punten. Het College van Bestuur heeft dit advies overgenomen, wat er toe leidt dat met ingang van 2012 in het eerste jaar een BSA van 45 punten zal zijn.

Wijziging maSter Studiefinanciering en oV-chipkaartAfgelopen jaar is er een wetsvoorstel ingediend dat betrek-king heeft op de masterstudiefinanciering en de studenten OV-chipkaart. Er wordt voorgesteld dat je geen studiefi-nanciering meer krijgt tijdens de masterfase van je studie, maar dat deze omgezet wordt in een lening. Dit zal al vanaf

collegejaar 2012-2013 ingaan en ook gelden voor studenten die nu al bezig zijn met hun master. Een ander onderdeel van dit voorstel gaat over de studenten OV-kaart. Het is nu zo dat deze voor je nominale studieduur met een uitloop van maximaal drie jaar geldt, de bedoeling is dat dit naar een uitloop van één jaar gaat. Deze maatregelen zijn nog niet definitief of officieel, maar toch vinden we het belang-rijk dat jullie op de hoogte zijn van dit voorstel, omdat dit van grote invloed zal zijn voor alle studenten.

uitreiking Bachelor- en propedeuSediploma’SDe afgelopen weken hebben de uitreikingen van de bachelordiploma’s en de P-in-1-diploma’s plaatsgevonden. Bij de bachelor is een recordaantal diploma’s uitgereikt, namelijk 196. Hier is duidelijk de invloed van de harde knip zichtbaar, deze heeft veel studenten er toe gebracht om net wel de laatste vakjes te halen en zonder overgebleven bachelorvakken aan de master te beginnen. Ook de studenten die hun propedeuse in één jaar hebben gehaald hadden hier een feestelijke uitreiking van. Afgelopen jaar hebben 57 studenten hun P-in-1 gehaald, dit is dertien procent van alle eerstejaars. We willen namens Gezelschap Leeghwater graag iedereen die zijn of haar propedeuse- of bachelordiploma heeft behaald van harte feliciteren!

WorkSpace aVailaBility SyStemIedereen zal het wel herkennen: Soms loop je door de faculteit op zoek naar die ene vrije computer en je kan hem maar niet vinden. Daarvoor heeft de TU nu een hulpmiddel ingevoerd; sinds enige tijd is er het workspace availability system. Op de website was.tudelft.nl staat per faculteit aangegeven hoeveel computers er beschikbaar zijn en waar deze zich bevinden. Dus als je weer eens door de faculteit loopt en geen computer kan vinden, kijk dan eens op de site. WAS werkt overigens ook op smartphones.

online informatieOp de website van Leeghwater staan niet alleen oude ten-tamens, handige links op onderwijsgebied en informatie over de kabinetsmaatregelen, maar ook alle Leeghwater-activiteiten en foto’s van de activiteiten. Houd de site dus goed in de gaten.

19

TU D

elft

experimental setup in the laboratory, improving existing processes

Master

SuStainaBle proceSS and energy technologieSSustainable Process and Energy Technologies, SPET, is one of the tracks within the Mechanical Engineering Master. In this track students acquire the theoretical knowledge, numerical and experimental skills, and practical hands-on experience to develop sustainable, innovative and next-generation energy and process technologies. Industrial process and energy systems are sustainable if they meet the needs of the present generation without compromising the ability of future generations to meet their own demands. However, achieving sustainability in the industrial realm can only be accomplished by overcoming tough technical and fundamental challenges.

An initial series of compulsory courses, worth 30 credits, trains the student in key basic disciplines such as fluid dynamics, process modelling and simulation and process equipment design. They guarantee a sound theoretical basis in both process and energy engineering as well as sustainability. Another set of courses of 10 credits allows the student to choose one of the two SPET specialisations Energy Technology and Process Technology.

SpecialiSation energy technologyOne of the fundamental challenges for the future is the sustainable production, conversion and utilisation of

energy. The objective of this specialisation is to develop a thorough understanding of such sustainable technologies. Students apply state-of-the-art analysis tools to study highly efficient, environmentally friendly, integrated pro-cesses for the production and utilisation of heat, power and secondary fuels like hydrogen. Starting at a system analysis level, students will gain skills to apply their knowledge in sustainable next-generation processes.

SpecialiSation proceSS technologyThe Process Technology of the future meets tremendous challenges related to the shrinking availability of non-renewable resources, rising energy prices, and environmental and safety issues. This requires the re-invention of industrial processes that efficiently use energy and resources while reusing waste streams as new primary material resources. Students specialising in Process Technology receive the knowledge and skills they need to systematically define, design and optimise a variety of sustainable processes and equipment. Students learn the state-of-the-art of process intensification, thermodynamics, fluid dynamics and process control.

joBSSPET students have gone to work for companies, such as AkzoNobel, Arcadis, Corus, Deltares, DHV, DSM, Eneco, Jacobs Engineering, Kema, LyondellBasell, NEM Leiden, Pricewaterhouse Coopers, the Royal Dutch Navy, Shell, Stork, TNO and Unilever. A career in academics is a popular alternative. In a few cases students have started their own hightech businesses.

20

| In het kort

Daily

mai

l

Dankzij CERN gaat er misschien een streep door de natuurwetten.

Dan

Little

Nikkel, het lichtste materiaal ter wereld

Deze robot telt zoals een mens dat zou doen.

Scrip

tol

LichtgewichtIn opdracht van DARPA, het Amerikaanse instituut voor militaire ontwikkelingen, hebben onderzoekers een materiaal ontwikkeld dat, met maar 0,9 milligram per kubieke centimer, 1100 keer lichter is dan water. Daarmee is het het lichtste materiaal ter wereld. Om het te maken moet nikkel op een skelet sublimeren, waarna dat skelet vervolgens weer wordt opgelost. Wat overblijft is een driedimensionale structuur van piepkleine buisjes met wanden van maar 100 nanometer dik, die bijzondere eigenschappen heeft. Naast zijn minieme gewicht is het erg sterk, geluidsabsorberend en kan het wel tot vijftig procent gecomprimeerd worden.

hyperspeedEind september stond de wereld op zijn kop: uit een experiment van CERN bleek dat er neutrino’s sneller dan het licht hadden gevlogen. En dat kan natuurlijk niet, als we Einstein mogen geloven. En als het wel mogelijk was, zou dat verstrekkende gevolgen hebben voor de natuurkunde. De betrokken wetenschappers hebben de protonpulsen, die verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van de deeltjes, zo aangepast dat er beter gemeten kon worden. Na de nieuwe metingen leken de deeltjes wederom sneller te zijn dan het licht. Er is een hevige discussie gaande tussen de onderzoekers en critici. Wie heeft er gelijk? Wordt vervolgd.

BaByroBot Leert teLLenUit onderzoek is gebleken dat mensen bij het verwerken van getallen erg afhankelijk zijn van hun armen. Als je klein bent, leer je tellen op je vingers, met de leesrichting mee; de eerste vijf cijfers links, daarna ga je over op rechts. Het blijkt dat volwassenen getallen nog steeds ruimtelijk verwerken, ook al zijn ze abstract. Bij het horen van lage getallen kun je links sneller reageren, bij het horen van hogere de rechts. In landen waar de leesrichting andersom is, zijn de resultaten ook omgekeerd. Dit gegeven is toegepast om een robot te leren tellen. Hoe hoger het getal, hoe verder het ruimtelijke coordinaat dat erbij hoorde naar rechts lag. Wat bleek? Ook de robot reageerde op de lage getallen sneller met zijn linkerkant, terwijl hij rechts de hoge getallen beter verwerkte.

21

EMPA

Deze auto op nanoschaal heeft weinig weg van een Lamborghini.

KMSc

hem

Kalium komt voor als gewoon zout.Ph

ilip

Kran

tz, C

halm

ers

Trillend apparaat in een vacuüm doet fotonen ontstaan.

turBoBatterijOp de Stanford University is een elektrode ontwikkeld op basis van nanodeeltjes. De elektrode bevat kaliumionen die, vanwege hun afmetingen, vrij door het kristalrooster van koperhexacyanoferraat kunnen bewegen. Hierdoor beschadigt de elektrode niet bij veelvuldig op- en ontladen. In experimenten had hij na 40 000 laadcycli nog tachtig procent van zijn begincapaciteit. Ter vergelijking: de lithiumionenbatterij van je laptop is na 400 tot 500 keer opladen al afgeschreven. Vanwege het gebruik van kaliumionen is de nieuwe elektrode erg goedkoop en de grondstoffen ervoor zijn ruim beschikbaar. De elektrode werkt bij hoge spanningen en is daarom geschikt voor opslag van energie uit het stroomnet, iets wat tot vooralsnog niet realistisch was.

nanoBoLideIn ons eigen landje worden ook veel belangrijke ontdekkingen gedaan. Een team wetenschappers heeft in Groningen een echte nanoauto gemaakt, die door elektriciteit wordt aangedreven. De slee bestaat uit een chassis, vier ‘wielen’ en een nanomotor. Krijgt deze een spanningsstoot van 500 millivolt, dan drijft hij de wielen een halve slag vooruit. Het onderzoek draagt bij aan de kennis van processen in menselijke cellen; nanomotoren zijn betrokken bij bijna alle celprocessen, van celdeling tot de beweging van spierfilamenten.

Vacuüm toch niet zo LeegIn een experiment hebben wetenschappers aangetoond dat uit een vacuüm fotonen gemaakt kunnen worden. In de kwantumtheorie wordt gesteld dat er in een vacuüm ‘virtuele deeltjes’ kunnen bestaan. Met slagen van dit onderzoek is dat dus bewezen. In het experiment gebruikte men een apparaat dat in een extreem snelle trilling werd gebracht door een sterk wisselend magnetisch veld. Vervolgens botsten de virtuele deeltjes met een snelheid van 25 procent van de lichtsnelheid tegen het apparaat, waardoor fotonen ontstonden. Op dezelfde manier zouden ook protonen gemaakt moeten kunnen worden. Echter, de hoeveelheid energie die daarvoor nodig is, is tot op heden te groot om op te wekken.

22

Defe

nce

Imag

es

Sun-Tzu, de Chinese generaal, stelde in het boek ‘The Art of War’ dat innovatie het enige wapen is dat de mens onoverwinnelijk maakt. Dit bedacht hij vierhonderd jaar voordat Jezus Christus werd geboren. Op deze stelling valt op zich vrij weinig aan te merken. Ech-ter, met innovatie alleen win je geen veldslag. Het is meer dan praktisch om daarbij een stel brute volautomatische machinegeweren achter de hand te hebben.

BasicsOm clichématig te beginnen bij het begin, wordt er gesteld dat het eerste echte vuurwapen het kanon was. De werking hiervan is werktuigbouw 101: door het verschil van een explosieve druk aan de ene kant van de kogel, dus aan de

gesloten kant van het kanon, en de veel lagere atmosferi-sche druk aan de open kant, schiet de kogel uit de loop.

Een kanon is erg krachtig, maar niet echt praktisch in het vervoer. Na een lange reeks doorontwikkelingen op het kanon, waaronder het draagbare kanon op statief, was er begin zestiende eeuw het eerste handpistool. Dit was in eerste instantie nog een miniatuurkanon. Het pistool werkte namelijk volgens hetzelfde principe: laad het met wat buskruit en een stalen balletje en zorg voor de ontste-king.

De ontwikkeling die hierop volgde, was het pistool waarbij je slechts de trekker hoefde over te halen om te schieten. Een mooi staaltje techniek is te vinden in de werking van de revolver, gepatenteerd door Samuel Colt in 1836. Om het systeem in werking te brengen wordt eerst de trekker naar achteren gehaald. De veer in het handvat wordt hierdoor op spanning gebracht. Tegelijkertijd zorgt de trekker dat de cilinder draait waardoor de volgende kamer, met of zonder kogel, voor de loop wordt gebracht. Op het moment dat de trekker volledig naar achteren wordt getrokken, schiet het hamertje uit deze verbinding en duwt de gespannen veer de hamer tegen het slagpatroon. Dit zorgt voor de ontsteking van het kruit. Door de explosie die hierop volgt, vliegt de kogel door het zogenaamde drijfgas uit de loop. Om de stabiliteit tijdens het vliegen te verhogen en zo de

Wapeninnovatie

23

Het mechanisme van een revolver

Brot

her O

’Mar

a

nauwkeurigheid te verbeteren, wordt er in de loop een spiraalvormige inkeping gesneden. Logischerwijs resulteert dit in het draaien van de kogel.

Uiteindelijk veranderden de wensen en men begon het zat te worden om na zes schoten steeds te moeten herladen. De man die daar het eerst succesvol op inspeelde was de heer Gatling. Hij was op zoek naar erkenning en noemde zijn uitvinding de ‘Gatling Gun’. Dit zou het eerste popu-laire machinegeweer worden. Met het draaien aan een slinger laadde je in feite automatisch door, waardoor er aan één stuk door kon worden geschoten. Dit automatisch doorladen is de basis van het machinegeweer. Het verschil met huidige mitrailleurs is dat de Gatling gun nog niet als volautomatisch gezien kan worden. Er moest immers continu een slinger worden bediend. VolautomatischHet eerste echte volautomatische machinegeweer schoot vijfhonderd kogels per minuut. Dit stond indertijd gelijk aan honderd normale geweren. De uitvinder was de Ame-rikaan Hiram Maxim. Hij legde de basis voor het automa-tisch herladen door de energie van de explosie bij het vuren voor de daaropvolgende kogel te gebruiken. Er zijn twee principes te onderscheiden voor dit herladen.

Het eerste principe werkt met de daadwerkelijke terugslag van het schot. Volgens de derde wet van Newton is er een gelijkwaardige kracht tegengesteld aan de richting waarin de kogel wordt afgevuurd. Wanneer het geweer de kracht zelf opvangt, kan deze worden ingezet om te herladen. Dit is een vrij simpel systeem.

Een tweede manier is om de druk die achter de kogel wordt opgebouwd, te gebruiken. Stel, in de loop van het wapen wordt een cilindrische aftakking gemaakt met daarin een soort zuiger. Deze zuiger is aangesloten op het afvuurme-chanisme. Op het moment dat de ontsteking plaatsvindt en de kogel met enorme vaart door de loop schiet, wordt het drukverschil in de loop gebruikt om de zuiger naar achte-ren te duwen. Hiermee gaat dus automatisch het afvuur-mechanisme mee naar achteren om zo plaats te maken voor een nieuwe kogel. Door de veer achterin het wapen, wordt een nieuwe kogel vervolgens vooruitgeduwd om de hele cirkel opnieuw te starten.

Een oorlog valt niet te winnen zonder wapens, punt. Waar in de tijd van de ridders zwaarden werden gebruikt, en in de tijd van LSD-trippende filmmakers lichtzwaarden, wordt er tegenwoordig, zoals Sun-Tzu stelde, gevochten met inno-vatievere wapens. Echter de basis van het machinegeweer, evenals de basis van andere wapens, is vrij onveranderd. Een projectiel met hoge snelheid op iemand afschieten blijft dodelijk.

Matthijs van der Linden

Wist je dat...Een mitrailleur niet altijd een enorm apparaat hoeft te zijn? Het bedrijf Magpul Industries uit, niet geheel onver-wacht, de Verenigde Staten, ontwikkelde een opvouwbaar model. In opgevouwen vorm is hij kleiner dan het al erg minuscule Calculus boek dat bij iedere werktuigbouwkun-destudent in de boekenkast staat. Leuk voor de diehard gamers is dat dit wapen in de nieuwste Call of Duty: Modern Warfare 3 zit. Scan de onderstaande QR-codes voor twee filmpjes, waarvan één van de FMG9, de folding machine gun. In het andere fragment is een wapen te zien dat één miljoen kogels per minuut af kan vuren.

24

| Gadgets> Als werktuigbouwer, maar vooral als olifant, heb je uiteraard altijd netjes je zaken op orden. Mocht je hier echter moeite mee hebben, dan is er voor jou deze Flexible Cartoon Elephant Style Wire Cord Cable Tie Twister Organizer. Precies, een hulpmiddel om al je kabels netjes bij elkaar te houden.www.dealextreme.com | € 2,-

> De Sint is wijs en heeft het koude Nederland gedag gezegd om naar zijn luxe Madrileense resort te vertrekken. Veel van ons hebben deze luxe niet en zijn dus gedoemd om de winter in het thuisland door te brengen. Een goede tip om deze tijd wat comfortabeler te maken, is deze Beard hat.www.beardowear.ca | € 30,-

> Ook pech gehad met je net te kleine studentenkamer? Stop met huilen en denk in oplossin-gen. Met dit Kruikantoor heb je alles wat je nodig hebt, maar dan praktisch. Alleen een bed moet je nog even zelf aanschaffen.www.timvinke.nl | € 3 750,-

> Voor de student die het MechatronicaProject kicken vond, maar niet alles even goed begreep, is er nu littleBits. Oorspronke-lijk ontwikkeld als speelgoed, is dit de ideale manier om, door middel van allerlei modu-les, eenvoudig je eigen systeem te maken. www.littlebits.cc | € 100,-

25

< Voor de mensen die iets te en-thousiast zijn geworden van het artikel op de twee voorgaande pa-gina’s, is hier een wat vreedzamere oplossing om de honger naar bruut vuurgeweld te stillen: aanschouw de Nerf N-Strike Vulcan.www.hasbro.com | € 30,-

Wanneer je bent uitgekeken op de Nerf N-Strike Vulcan, kan er worden overgestapt op de AppBlaster. Hierbij is wel een iPhone vereist. Plaats je telefoon in de houder bovenop dit wapen en speel de nieuwste shooters.www.megagadgets.nl | € 25,-

Voor werktuigbouwers zijn vliegtuigen uiteraard tot in gezonde mate boeiend. Een gruwelijk appa-raat zoals deze jetpack uiteraard een stuk meer. Trek deze uit de kluiten gewassen rugzak aan en ga in stijl naar bij de Universiteits Bibliotheek.www.megagadgets.nl | € 250 000,-

> In deze koude tijden lig je het liefst met warme chocolademelk op de bank. Echter, voor de men-sen die jammer genoeg moeten werken op een onverwarmde kamer, is er de Thanko hand-warming mouse.www.geekstuff4u.com | € 25,-

>

>

28

Nob

u to

ge

Het lijkt een griezelfilm: je staat in een ijskoude ruimte en er loopt ineens iets langs de muur omhoog. Het is mogelijk met superfluïditeit.Een superfluïdum is een vloeistof die zich in een toestand bevindt waarin het geen viscositeit meer vertoont. Dit verschijnsel is ontdekt bij het vloeibaar maken van helium. Heike Kamerlingh Onnes, een voormalig Nederlandse natuurkundige en hoogleraar te Leiden, deed dit voor het eerst in 1908. Kamerlingh Onnes onderzocht de stelling van Johannes van der Waals, dat alle gassen, ongeacht de druk, vloeibaar worden onder een bepaalde kritische tempera-tuur. Hij begon met het vloeibaar maken van het bekende waterstofgas met behulp van vloeibaar zuurstof. In 1908 slaagde Kamerlingh Onnes erin helium vloeibaar te maken. Om dit te kunnen presteren bouwde hij in 1904 een cryo-geen, ofwel koudmakend, lab. Door het Joule-Thomson-ef-fect te gebruiken, was hij in staat om een temperatuur van 0,9 Kelvin te behalen. Het Joule-Thomson-effect beschrijft de temperatuursdaling die wordt bereikt zonder warmte-

wisseling met de omgeving. Bij de meeste ideale gassen, met uitzondering van waterstof, helium en neon, daalt de temperatuur als de druk verlaagd wordt. Dit gebeurt door middel van een Joule-Thomsonklep of een smoorklep. Deze kleppen zorgen voor een drukverlaging waardoor ook de temperatuur van het gas daalt. Op het moment dat Ka-merlingh Onnes deze temperatuur wist te bereiken stond Leiden bekend als de koudste plaats op Aarde.

EigEnschappEnVloeibaar helium komt in twee vormen voor: helium I en helium II, ook wel de helium-4 isotoop genoemd. Helium I wordt vloeibaar onder een temperatuur van 4,2 Kelvin. Onder 2,174 Kelvin, het zogenaamde lambdapunt, wordt helium II supervloeibaar. Vloeibaar helium I en helium II kunnen niet naast elkaar bestaan; dus als in een mengsel van beide vormen helium II vloeibaar wordt, verandert alle helium I abrupt in helium II. Hoe dichter een stof zich in de buurt van het absolute nulpunt bevindt, hoe minder de ato-men bewegen. Bij normale vloeistoffen wordt de stof vast, aangezien de atomen niet of nauwelijks meer bewegen. Maar bij helium II gebeurt dit nooit onder atmosferische druk, dit komt omdat de deeltjes heel licht zijn en praktisch geen aantrekkingskracht tot elkaar hebben. Toch is er een soort faseovergang, namelijk het Bose-Einsteincondensaat. Dit is een laag-energetische toestand die alleen voorkomt dichtbij het absolute nulpunt. Een Bose-Einsteincondensaat

Cooler dan koel

29

Standbeeld van Kamerlingh Onnes in Leiden

Plut

one

wordt ook wel gezien als de vijfde aggregratietoestand, naast vast, vloeibaar, gas en plasma. In deze toestand over-lappen de Broglie-golven van de deeltjes elkaar. De theorie van de Broglie-golven houdt in dat een deeltje het karakter heeft van een golf en de golflengte afhankelijk is van de snelheid en de beweging van het deeltje. Hierdoor zijn de deeltjes niet meer van elkaar te onderscheiden en is er één grote materiegolf waarneembaar, ook wel superatoom genoemd. Dit Bose-Einsteincondensaat is supervloeibaar. Het is ook mogelijk dat een superfluïde stof beweegt door kleine gaten tussen moleculen van een vaste stof. Dat kan het opslaan van een stof in een dergelijke toestand bemoei-lijken. Dit is voor het eerst aangetoond door een beker met een keramische bodem te vullen met vloeibaar helium II: Meteen na het vullen begon de vloeistof door de bodem te sijpelen. Bij een normale vloeistof zou dit nooit kunnen.

Daarnaast ontstaat er bij aanraking met een vaste stof een superdunne vloeistoffilm van vijftig tot honderd atomen dik. De vloeistof beweegt zich dan over het oppervlak van de vaste stof en is zelfs in staat om zich tegen de zwaarte-krachtrichting in te verplaatsen, dit is mogelijk door de rela-tief sterk geworden adhesie. Hierdoor is het ook onmogelijk om deze vloeistof in een open vat te bewaren; het stroomt er immers uit via de open kant van het vat. Deze vreemde verschijnselen zijn mogelijk door een gebrek aan viscosi-teit. Bovendien is een superfluïde stof niet in beweging te brengen door middel van roeren.

supErgElEidingHelium is in ‘normale’ vloeibare toestand een hele slechte warmtegeleider. Wanneer het superfluïde wordt, wordt het een super warmtegeleidende stof. Dit vloeibare helium is beter in het geleiden van warmte dan de bekende goede warmtegeleiders, zoals koper en zilver. Er wordt zelfs ge-zegd dat het superfluïde helium oneindig warmte geleidt. Een vreemde bijkomstigheid is dat de vloeistof geen lokale temperatuurverschillen kan hebben, waardoor deze overal dezelfde temperatuur heeft.

In vloeistoffen kunnen geluidsgolven opgewekt worden door de vloeistof bloot te stellen aan snelle drukveranderin-gen. Een andere eigenschap van superfluïde helium is dat je temperatuursgolven kunt opwekken, het zogenaamde ‘tweede geluid’. Dit is mogelijk dankzij de ultieme gelei-ding. Bij normale vloeistoffen is dit onmogelijk omdat deze reageren op temperatuursveranderingen. Wanneer je een weerstand plaatst in het superfluïde helium en je laat er stroom doorheen lopen, ontstaat in het helium het tweede geluid in de vorm van een warmtegolf. Dit tweede geluid heeft dezelfde frequentie als de frequentie van de stroom die door de weerstand heen loopt.

ToEpassingEn Helium wordt natuurlijk niet alleen gebruikt om een leuk stemmetje op te zetten of om ballonnen weg te laten vlie-gen. Superfluïde helium wordt voornamelijk gebruikt als koelmiddel. Hiermee kun je geleidende stoffen superkoelen waardoor deze supergeleidend worden, om zo supermag-neten te maken die gebruikt worden in bijvoorbeeld MRI-scanners en in deeltjesversnellers zoals die in Genéve. Er is meer over supergeleiding te lezen in het stuk over super-geleiders in editie 15-2. Doordat het superfluïde helium alle warmte perfect naar de oppervlakte geleidt kan het nooit zichtbaar gaan koken.

ToEkomsTEr is nog veel onderzoek gaande naar superfluïde stoffen. Tot nu toe zijn de eigenschappen grotendeels bekend, maar worden ze alleen nog maar gebruikt als superkoelvloeistof. Of er in de toekomst nog veel andere toepassingen voor worden gevonden is de vraag, maar het zou vreemd zijn als er geen andere mogelijkheden worden gevonden voor het gebruik van een superfluïdum.

Pieter Wijne

30

Nan

da Z

aane

n

Nanda Zaanen vertelt over haar ervaringen tijdens haar verblijf in Duitsland.

Dit collegejaar ging voor mij van start met een stage in het buitenland. Aan het eind van de zomer ben ik met de auto richting Duitsland vertrokken, met een ‘gemütliche‘ stad die ongeveer veertig kilometer onder Frankfurt ligt als eindbestemming. Deze reis was al een hele beleving op zich en daarom zal ik hem ook nooit meer vergeten. Natuurlijk wist ik dat Duitsers hard rijden op de ‘Autobahn’, maar toch stond ik versteld van het feit dat ik met honderdveertig kilometer per uur nog steeds door auto’s werd ingehaald alsof ik zestig reed. Daarnaast geven ze ook geen

richting aan, dit besef gaf aan dat mijn inburgeringscursus in Duitsland officieel was begonnen.

BedrijfHet bedrijf waar ik bijna drie maanden stage heb gelopen heet Emerson. Het bedrijf is van origine Amerikaans en dit is zeker terug te vinden in de vele regels, procedures en de bedrijfsstructuur. Emerson is een internationaal bedrijf met veel vestigingen en is werkzaam in diverse industrieën. Het omvat onder andere elektrotechniek, chemie, CV-ketels, gasturbines, waterzuiveringsinstallaties, olie en diverse meetapparatuur. Een interessant werktuigbouwkundig bedrijf waar ik bij de subdivisie Rosemount stage mocht lopen. Dit zusterbedrijf is gespecialiseerd in temperatuur-metingen voor zowel de industrie als voor nucleaire doel-einden; er is altijd vraag naar innovatie van thermometers. Dit maakt het onderzoeksgebied erg breed.

Buitenlandverhaal

31

Duits platteland

Nan

da Z

aane

n

OpdrachtMijn opdracht was het analyseren van de nauwkeurigheid en de responsietijd, ofwel insteltijd, van de pipe clamp. Dit product is vrij nieuw en wordt tegen de buitenkant van een pijp of reactievat gedrukt. Dit in tegenstelling tot alle ande-re producten die direct in het stromende medium worden geplaatst en daarmee dwars door de wand van een pijp of reactievat worden gemonteerd. Om de nauwkeurigheid en responsietijd te onderzoeken heb ik een meetopstelling bedacht die de werkelijkheid zo goed mogelijk simuleert. Een tweede deel van mijn opdracht was het maken van een theoretisch model in ANSYS. Het doel van dit model is om de diverse factoren die de meting beïnvloeden nader te onderzoeken. Ook moest het model een indicatie geven van de resultaten van metingen die nog niet zijn uitgevoerd maar wel moeten worden onderzocht. Het meten bleek namelijk erg tijdrovend te zijn waardoor een dergelijke simulatie waardevol kan zijn. Met behulp van de resulta-ten uit de metingen en van het theoretische model heb ik een aanbeveling geschreven voor verbeteringen en verder onderzoek aan de ‘pipe clamp’.

duitslandNaast het harde werken op kantoor was er ook tijd om te genieten. Elke dag gedurende de lunch liepen we gezellig door het bos achter het bedrijf of gingen we bij de Italiaan lunchen. Mijn appartement lag op vijf minuten lopen van het stadscentrum en zorgde zo voor een bruisende afwis-

seling. Gedurende de weekenden heb ik heel lang van het lekkere weer mogen genieten, tot half oktober was het mogelijk om in een meer in de buurt te zwemmen. Daar-naast ben ik naar tal van ‘stadtfeste’, culturele activiteiten, nagesynchroniseerde films en gezellige terrasjes geweest met collega’s maar vooral met vrienden uit Nederland of van de lokale fitness.

cOnclusieEen stage op internationaal niveau leek mij altijd al een mooie uitdaging en ervaring. Ik ben erg blij dat ik dit heb mogen doen en het niet bij een idee is gebleven. Het was enorm leerzaam en ik heb het erg naar mijn zin gehad. Ik vond het bijzonder dat ik veel verantwoordelijkheid over een eigen project kreeg om aan te werken. Een kijkje in dit werktuigbouwkundige bedrijf heeft mij onder andere geleerd dat theorie en praktijk een wereld van verschil kunnen zijn. Door complicaties is het vaak zoeken naar de beste mogelijkheid in plaats van de ideale oplossing. Dit is iets wat bij sommetjes maken vaak niet aan de orde is. Ik zou iedereen aanraden om stage te lopen in binnen- of buitenland, want naast het feit dat het leerzaam is, is het ook ontzettend leuk. Ik kijk met plezier terug op mijn tijd in Duitsland en kan verklappen dat ik het zo weer zou doen.

Nanda Zaanen

32

Ott

o Bo

ck

Sciencefiction is verleden tijd. In de twintigste eeuw werd er in de vorm van stripverha-len, televisieseries en films, hevig gespeculeerd over hoe de toekomst eruit zou zien. Het beeld dat geschetst werd, be-vatte altijd groots technisch vernuft dat in die tijd ondenk-baar was. Toch is er nu al, slechts enkele decennia later, een groot aantal van die verzinsels gerealiseerd. In dit artikel gaan we specifiek in op de vooruitgangen in de technologie van mens-robotsystemen.

CyborgsAl voor de Tweede Wereldoorlog werd er gesproken over deze hybride mens-machines, de zogenaamde cyborgs. Het idee bleef bestaan en is toegepast in vele stripverhalen, televisieseries en films die iedereen kent. Deze creatieve uitspattingen in de populaire cultuur hebben geïnspireerd, want men begon meer na te denken over het daadwer-kelijk realiseren van dergelijke systemen. De praktische toepassingen die deze technologiën zouden bieden, waren eindeloos.

Dat zag ook professor Kevin Warwick, hoogleraar in cyber-netica, die onderzoek uitvoerde onder de noemer ‘Project Cyborg’. Hij wilde zelf een cyborg worden en liet daartoe een chip in zijn arm zetten. Door middel van deze eenvou-

dige RFID-zender kon hij al in 1988 de verlichting en deuren van zijn huis besturen. Maar dat ging hem niet ver genoeg. In 2002 werd er een interface ontwikkeld, bestaande uit een serie elektrodes die direct op zijn zenuwstelsel werden aangesloten. Het principe bleek zo goed te werken, dat hij bewegingen van zijn echte arm kon laten volgen door een robotarm. Ook had hij ultrasone sensoren op het systeem aangesloten. De impulsen uit deze sensoren kon hij voelen, waardoor hij als het ware bovenzintuiglijke waarnemingen kon doen.

EyEborgHieruit volgt dat je ook sensoren kunt aansluiten die wat meer weg hebben van de natuurlijke werking van men-selijke zintuigen. De Finse Miika Terho is op jonge leeftijd blind geworden door een ziekte aan zijn netvlies, maar de rest van zijn oog is grotendeels intact gebleven. Hierdoor was het mogelijk een optische chip achter het netvlies te plaatsen, die alleen de functie daarvan hoefde over te nemen. De chip moest natuurlijk wel eerst aangesloten worden op de oogzenuw, wat vanzelfsprekend geen ge-makkelijke opgave was. In het daaropvolgende experiment kon de patiënt verschillende objecten onderscheiden, zoals een klok, een banaan en zelfs letters. En dat allemaal met zijn eigen ogen, waar hij al jaren niets mee had gezien.

Half robot, half mens

33

De ‘Luke Arm’ van DARPA is onvoorstelbaar geavanceerd.

Mik

e M

cGre

gor

Ook bij andere organismen kun je een en ander implante-ren. Wetenschappers van de Cornell University in de staat New York konden voor het eerst elektroden aansluiten op bepaalde neuronen bij insecten, waardoor ze controle over hun vleugelbewegingen kregen. De uiteindelijke werking is verrassend simpel. De vleugels gaan sneller of langzamer op en neer, naarmate de frequentie van het uitgezonden signaal varieert. De vleugels kunnen afzonderlijk aange-stuurd worden, en met de juiste stuurprogramma’s op de computer kan men het insect sturen, en zelfs laten opstij-gen en landen. Ook zijn de wetenschappers erin geslaagd om visuele informatie van hun eenvoudige breintjes af te tappen, waarmee ze vervolgens een robot konden aan-sturen. De robot reageert dus op prikkels uit de omgeving, aangestuurd door signalen van een levend organisme.

bionisChE lEdEmatEnArm- of beenprotheses, voor mensen welteverstaan, kunnen ook steeds beter bestuurd worden door signalen afkomstig van zenuwuiteinden of spieren. Dragers van zulke robotledematen geven aan dat ze, na slechts een paar uur oefening al niet meer hoeven na te denken om deze te besturen. Het Amerikaanse instituut voor militaire ontwikkelingen, DARPA, investeert veel in de ‘Luke Arm’. De Luke arm, vernoemd naar de jonge Skywalker uit Star Wars die zijn hand verliest, wordt aangesloten op stukken spier en zenuwuiteinden die overblijven na een amputa-tie. De gebruiker kan leren om die weer aan te spreken en zo de robotarm te besturen. Ze hebben daarmee een zeer functionele arm en hand: de pols kan draaien en de vingers kunnen afzonderlijk bewegen.

Het been van de negentien jaar oude David Jonsson moest boven de knie geamputeerd worden, ten gevolge van

botkanker. Hij draagt nu de zogeheten ‘power knee’, een bionisch been dat met een frequentie van 50 Hertz een nagenoeg natuurlijke loopbeweging berekent. Ook kan hij ermee opstaan vanuit een stoel en een trap oplopen, iets wat met een ‘gewone’ prothese niet mogelijk zou zijn. Dat komt doordat de voor deze bewegingen essentiële dijbeen-spieren ook zijn weggehaald.

Er is nog een lange weg te gaan voordat echt alle sciencefiction gewoon ‘science’ is. We zijn wel al een heel eind gekomen. Protheses zijn steeds beter in staat om de natuurlijke werking van verloren lichaamsdelen te benaderen. In bepaalde gevallen gaan ze de natuurlijke werking zelfs te boven. Er zijn al voorbeelden van mensen die met hun beenprotheses sneller kunnen rennen dan iemand die ze niet heeft, en van robotarmen waarmee de eigenaar sterker is dan ooit tevoren.

Binnen enkele decennia zullen bionische lichaamsdelen ongetwijfeld hun natuurlijke tegenhangers overschadu-wen. Zullen mensen er dan voor kiezen om bijvoorbeeld een been te laten afzetten, in ruil voor een robotisch ‘super-been’? Of laten ze hun ogen vervangen voor bovennatuur-lijk scherp zicht? In ieder geval is sciencefiction nog niet helemaal verleden tijd. Er zijn wel al tal van voorbeelden waaruit blijkt dat de integratie van computergestuurde systemen in levende mensen vergevorderd is, maar er is nog een lange weg te gaan voor we echt kunnen neerkij-ken op de avances in Star Trek. Maar tot het zover is, kun-nen we gewoon verder blijven fantaseren.

Dane Linssen

Wist je dat...De ontwikkelingen van ‘ augmented reality’ ook steeds verder gaan? Brandweermannen worden binnenkort uit-gerust met een helm die op de binnenkant van het vizier een grote hoeveelheid informatie kan weergeven, over onder andere de temperatuur, gevaarlijke stoffen in de lucht en de positie van collega’s. De menu’s van dit syteem kunnen bediend worden door in het gezichtsveld bewe-gingen te maken met de vingertoppen. Voor straaljager-piloten is er binnenkort een ooglens die direct informatie op het oog van de gebruiker kan weergeven. Zo heb je de belangrijkste gegevens altijd in beeld.

34

Men

no d

e N

ooij

Een regio op Aarde waar nog veel olie te winnen is, is het Noordpoolgebied. De omstandigheden hier zijn echter uitdagend, waardoor er rekening gehouden moet worden met niet-conventio-nele methoden van oliewinning. Dit onderwerp leent zich goed voor een mooie afstudeeropdracht.

Olie Op de NOOrdpOOlDat er veel olie en gas te vinden is in het Arctische gebied, was al een tijd bekend. Bij een olieprijs van tussen de 35 en 70 dollar per vat zijn ultra-deepwaterprojecten finan-cieel haalbaar. Bij projecten in het Noordpoolgebied ligt dit nog iets hoger: 80 tot 100 dollar per vat. De huidige olieprijs van ongeveer 95 dollar zorgt ervoor dat projecten tegenwoordig, in dit gebied, economisch haalbaar zijn. De hoge kosten voor het winnen van olie in dit gebied zit hem zowel in de kapitaalkosten als de operationele kosten. De belangrijkste reden van de grootte van de investering is direct terug te koppelen aan de weersomstandigheden. De temperatuur kan dalen tot onder minus 40 graden Celsius. Deze temperaturen zorgen ervoor dat er in het najaar een laag ijs van één tot vier meter dikte ligt. Voorlopig is men

vooral geïnteresseerd in velden waar first-year ice ligt, wat inhoudt dat het ijs niet ouder dan één jaar is en dat de zee in het voorjaar openligt.

WeathervaNiNg iN maNaged iceEen van de bedrijven die apparatuur levert aan de off-shore industrie is GustoMSC. Ik heb onder begeleiding van GustoMSC mijn afstuderen kunnen doen. Ik heb het bedrijf als een zeer professioneel bedrijf ervaren en merkte dat mijn collega’s zeer behulpzaam waren en passie hadden voor hun vak. Dit bedrijf is onderdeel van de SBM-Off-shoregroep en kijkt op dit moment naar de invloed van de weersomstandigheden in het Poolgebied op apparatuur als Drillships. Om op positie te blijven heeft een drillship twee mogelijkheden; of er wordt gebruik gemaakt van thrusters die met behulp van Differential Global Positioning System, DGPS, het schip op zijn plaats houden, dit wordt Dynamic Positioning genoemd, of het schip wordt verankerd met ‘mooring lines’. Door de grootte van de ijskrachten is er een erg groot thrustervermogen nodig en daarom krijgt een systeem met mooring lines de voorkeur. In principe is het systeem passief en kan het schip met de stroming van het ijs meedraaien; weathervaning. Om de krachten van het ijs zo veel mogelijk te beperken varen er meestal meerdere ijsbrekers stroomopwaarts heen en weer om het ijs in klei-nere schotsen te breken. Men spreekt hierbij van managed ice, zie figuur 1.

Afstudeerverhaal

35

Figuur 1: managed ice

Men

no d

e N

ooij

Figuur 2: model van een drillship in ijs

Er zijn locaties waar de stroming van het ijs in zeer korte tijd 180 graden kan draaien. Dit kan gebeuren door een ommekeer van de getijdenstroming of het verplaatsen van een zogeheten eddy current, wat een ronddraaiende stroming is. Door de grootte van de massa van het schip duurt het langer om 180 graden te draaien dan het duurt voor de stroming om te draaien. In deze situatie wordt de achtersteven van het schip plotseling blootgesteld aan de

ijskrachten en daarom zal het schip gaan draaien tot het de positie met de minste weerstand bereikt. Tijdens deze draai is de zijkant van het schip onderhevig aan de krachten van het ijs waardoor het schip gaat hellen. Vanwege eventuele slijtage van apparatuur, en om de veiligheid van de beman-ning te garanderen, is een hellingshoek van maximaal zeven graden toegestaan.

SleeptaNk teSteNTot op heden zijn de zijwaartse krachten nog nooit bere-kend voor ‘managed ice’ en hiervoor zijn ook geen formu-les. GustoMSC was geïnteresseerd in een model waarin berekend kon worden wat de maximale hellingshoek van een drillship is tijdens een 180 graden draai in gebroken ijs. Zo kwam ik op de titel van mijn thesis: “Prediction model of the heeling angle of a drillship weathervaning in managed ice”. Vóór mijn afstudeertraject begon, heeft GustoMSC samen met hun klant testen uitgevoerd in een sleeptank waarin verschillende ijscondities waren gesimuleerd. In deze testen werd een model van een drillship achterstevo-ren door de tank getrokken tot het een draai had gemaakt van 180 graden, zie figuur 2. De krachten en de bewegingen werden gemeten. Deze data werd tot mijn beschikking gesteld voor mijn onderzoek.

het mOdelOm een wiskundig model te maken heb ik eerst het draai-proces in kaart gebracht waarin de verschillende krachten

op het schip zijn ontleed. Hieruit kon worden geconclu-deerd dat het proces zich opdeelt in twee fases. Aangezien de sleeptank eindig is aan weerszijden spreekt men van een min of meer besloten ruimte waarin het ijs door het schip door de tank wordt geveegd. De eerste fase bestaat uit de individuele schotsen die een individuele impuls uitoefenen op het schip. Wanneer het schip 90 graden is gedraaid zoals te zien is in figuur 2, kunnen de ijsschotsen niet meer langs het schip drijven en bestaat de kracht op het schip niet meer uit individuele impulsen maar uit een continue, opbouwende kracht; fase twee van het draaipro-ces. Door de statische wrijving tussen het schip en het ijs, blijft het ijs nog een lange periode aan het schip kleven met als gevolg dat het schip een lange tijd onderhevig blijft aan de dwarskrachten. De krachten die het hellend moment genereren blijven opbouwen tot de wrijving met het ijs wegvalt en plaats maakt voor kinetische wrijving. Aan de hand van de analyse van de opbouw van de krachten en de bewegingen van het schip in deze twee fases, was het mogelijk om een model te construeren waarmee de maxi-male hellingshoek van een drillship kan worden bepaald in verschillende ijscondities.

reSultateNMijn onderzoek wijst uit dat de gierhoek waarbij de maximale hellingshoek wordt bereikt afhankelijk is van de geometrie van het schip en de locatie van het draaipunt van het schip, ook wel de turret. De grootte van de hellings-hoek is direct te wijden aan de dikte van het ijs, maar deze relatie is niet lineair. De hoek van zeven graden wordt met een conventioneel drillship al bereikt bij een ijsdikte van drie meter of meer. Een andere conclusie die kon worden gemaakt, is dat de locatie van het gemiddelde aangrijppunt van de ijskracht afhankelijk is van de gierhoek. Dit betekent dat als de turret teveel in het midden van het schip staat, het schip in sommige situaties terugdraait waardoor de hellingshoek nog verder opbouwt.

Menno de Nooij

Men

no d

e N

ooij

38

New

Yor

k Ti

mes

De televisie staat aan, de computer staat aan, overal in huis bromt het van de elektronische apparaten. Ineens is het aardedonker en muisstil. Met de komst van het EMP-uitstotend wapentuig kan dit scenario zomaar werkelijkheid worden. Bij de explosie van een atoombom ontstaan er naast radioactieve straling ook elektromagnetische schokken, beter bekend als elektro-magnetic pulses, of EMP.

De werking van eMPNormaliter bevinden elektronen zich netjes rondom een atoomkern. De elektronen kunnen echter door radioactieve straling of een golf geladen deeltjes losgerukt worden

van het atoom waar ze bijhoren. Wanneer de beginkracht groot genoeg is, nemen ze massaal de bewegingsenergie en richting van de straling of deeltjes over. De Aarde heeft zijn eigen magnetisch veld, maar door een dergelijke puls elektronen verandert deze plaatselijk heel snel. Deze snelle verandering in het magnetisch veld zorgt door middel van inductie dat er een sterk elektrisch veld gecreëerd wordt. Deze effecten samen vormen de EMP. Organismen die blootgesteld worden aan een EMP merken lichamelijk wei-nig tot niets. Elektrische apparaten hebben echter meer te vrezen voor deze krachtstoot. Door de grote veranderingen in het magnetisch veld ontstaan er grote inductiespannin-gen en dus enorme piekstromen in de stroomdraden. Deze laten op hun beurt vrij weinig heel van gevoelige elektroni-sche onderdelen, zoals transistors en computerchips.

nieuwe waPenweDlooPWie anders dan de Amerikanen zijn bang dat een andere grootmacht zoals Rusland en China, maar vooral terroris-ten een EMP-opwekkend medium ontwikkelen. Met een dergelijk wapen kan een hele natie namelijk teruggestuurd worden naar de tijd van de Flintstones. Daarom is het ook niet opmerkelijk dat de Amerikanen hard werken aan het

Kill the light

39

De raket van CHAMP

Boei

ng

ontwikkelen van hun eigen EMP-apparaten. Aan de andere kant van de Atlantische Oceaan dachten de Britten in het begin van dit millennium een grote doorbraak te hebben gemaakt. Ze hadden naar eigen zeggen een EMP-uitstotend apparaatje gemaakt dat klein genoeg was om afgevuurd te worden vanuit een 155-millimeterkanon. Tijdens het testen bleken er echter problemen te zijn die niet verhol-pen konden worden en het apparaat verder ontwikkelen bleek vruchteloos. Om maar niet achter te lopen op de rest werken alle grootmachten hard op offensief, maar ook op defensief gebied.

eMP-waPensElektromagnetische schokken die geschikt zijn voor wapens kunnen worden onderverdeeld in HEMP, wat staat voor High-altitude ElectroMagnetic Pulse, en HPM, High-Power Microwaves. HEMP is de elektromagnetische puls die vrijkomt op een ‘high altitude’, bij een nucleaire explosie op veertig tot vierhonderd kilometer hoogte. Deze golf is groot en sterk, maar moeilijk te controleren. Ook zijn de middelen om een HEMP op te wekken groot en duur. En dan is er ook nog het nucleaire aspect, wat het ontwerpen van HEMP-wapens bemoeilijkt, aangezien er veel strengere veiligheidseisen aan kernenergie-gebonden onderzoek gesteld wordt. HPM-apparaten kunnen veel preciezer zijn, omdat er geen explosie voor nodig is, maar er gebruik wordt gemaakt van elektrische apparaten of chemische processen die microgolven uitzenden. Deze golven wor-den in het Nederlands ook wel eens magnetrongolven genoemd, omdat microwave het Engelse woord is voor magnetron. Wanneer er een elektrisch apparaat in de mag-netron geplaatst wordt, zal deze op dezelfde wijze stoppen met werken. Deze HPM-apparaten hebben dan ook meer potentie dan HEMP-apparaten om uit te groeien tot het nieuwe superwapen.

CHaMPDe Verenigde Staten zijn bezig met een veelbelovend programma, genaamd het ‘Counter-electronics High-powered microwave Advanced Missile Project’, ook wel CHAMP. Het project is gefocust op het maken van een raket met een EMP-uitzendend medium aan boord. Deze raket kan afgevuurd worden op vijandelijke doelen om zo alle elektronica te laten ‘koken’. Het Amerikaanse leger heeft dit project uitbesteed aan Boeing. In het contract is vastgesteld dat er drie jaar de tijd is en er is een budget van 38 miljoen dollar, op het moment van schrijven is dit ongeveer 28,6 miljoen euro. Dit contract is opgesteld in 2009 en sindsdien is er al veel bereikt. De eerste testvluchten

zijn gemaakt, voornamelijk om te kijken of een raket nog steeds te besturen is met een EMP-uitzendend medium aan boord. De mogelijkheid dat door de EMP het besturingssysteem van een vliegtuig vernietigd wordt is de reden dat er gekozen is voor een raket en niet voor een bemand vliegtuig. De raket van CHAMP zal uiteindelijk meerdere doelen in zijn vlucht kunnen uitschakelen. Een groot voordeel van dergelijke luchtaanvallen is dat de uitgezonden schokgolven door metaal en meters rots heen gaan. Aangezien de Verenigde Staten ‘the war on terrorism’ hebben afgeroepen is dit een groot pluspunt, want de meeste terroristen hebben zich ingegraven of verstopt in tunnelnetwerken in onherbergzaam gebied. Het CHAMP wilde een raket maken die hergebruikt kan worden. De raket ziet er dan ook meer uit als een klein vliegtuigje dan

als een stereotype raket. Met de ontwikkelingen van de nieuwe HPM uitstotende apparaten is de oude oorlogvoering achterhaald. Vooral het aantal levens dat gespaard kan worden is enorm. Deze technologie kan hele gebieden zonder elektronica stellen en daarmee is het een heel krachtig wapen dat qua ethiek een hele grote voorsprong heeft op een kruisraket en vooral op de atoombom. De HEMP is een wapen dat een samenle-ving in een oogwenk van zijn elektronica kan beroven en is daarmee een grote dreiging voor onze computergestuurde maatschappij.

Jeffrey Minnaard

40

Dani

el D

esbr

uyèr

es

Zijn er voldoende grondstoffen voor de huidige grootte van de wereldbevolking, en hoe waarborgen we de voorraden voor toekomstige generaties?Er is nog een lange weg te gaan voordat alle materiaal-kringlopen van industriële processen perfect gesloten zijn. Men is afhankelijk van het onttrekken van grondstoffen aan de Aarde. Dit artikel geeft meer inzicht in onderzoek naar het alternatief voor de traditionele mijnbouw, de diepzeemijnbouw, waarmee de grondstofvoorziening voor de komende decennia kan worden veiliggesteld.

Onze grOndstOfvOOrzieningDe wereldbevolking groeit snel, en de welvaart stijgt. Hierdoor stijgt de vraag naar duurzame en energiezuinige oplossingen voor onder meer voedselvoorziening, informa-tievoorziening en infrastructuur. Om iedereen van voldoen-de voedsel te voorzien, zijn grote hoeveelheden kunstmest nodig. De basisgrondstof voor kunstmest is fosfaat, wat wordt gewonnen door mijnbouw op land. Een tweede

trend is de enorme toename van het aantal elektrische ap-paraten, van smartphone tot elektrische auto, van zonnecel en windmolen tot MRI scanner. Deze groei legt een groot beslag op de voorraden koper en zeldzame aardemetalen.Veel mijnen waaruit deze belangrijke grondstoffen worden gedolven raken in hoog tempo uitgeput op het vaste land. Van veel voorraden is het einde al binnen enkele decennia in zicht. In de diepzee echter liggen nog enorme voorraden fosfaat- en metaalhoudende ertsen die nodig zijn om goede leefomstandigheden voor zoveel mogelijk mensen bereik-baar te maken. Al in de jaren ‘60 en ‘70 van de vorige eeuw was er interesse in de rijkdommen van de diepzee, maar nu pas lijkt de tijd rijp voor economisch succesvolle mijnbouw op de bodem van de oceaan.

schatduikenOp enkele honderden tot duizenden meters onder de zeespiegel bevinden zich grote afzettingen van voor ons belangrijke grondstoffen. In relatief ondiep water kunnen fosfaatknollen worden gewonnen, waarin goed winbare fosfaten zitten die gebruikt kunnen worden voor de kunst-mestvoorziening. Op grote diepten van grofweg tweedui-zend meter onder de zeespiegel, in gebieden met vulkani-sche activiteit bevinden zich zogenaamde SMS deposits, Seafloor Massive Sulfides: zwavelhoudende afzettingen met hoge concentraties koper, zink, zilver en goud. Nog dieper vind je zogenaamde polymetallic nodules, waarvan

Into the deep

41

Schip voor diepzeemijnbouw

J.M. v

an W

ijk

mangaanknollen de meest bekende zijn. Dit zijn grillig gevormde knollen met hoge concentraties van onder an-dere mangaan en kobalt. Ze variëren in grootte van enkele millimeters tot decimeters. Het winnen van deze grond-stoffen is een enorme technische uitdaging. Een typische diepzeemijnbouwoperatie bestaat uit het ontgraven van de ertsen op de zeebodem, het verticaal transporteren van de ertsen naar een schip en het nabewerken van de ertsen aan boord, waartoe onder andere het scheiden van vaste stof en water behoort. Dit zijn slechts drie stappen, maar wat Neil Armstrong al zei over de stap van de mensheid naar de maan, geldt zeker ook voor onze duik naar de schatten

van de diepzee. Een mogelijke technische oplossing is een ontgravingsmachine, een riser met boosterstations, dit zijn centrifugaalpompen die voor voldoende druk zorgen, en een schip. De grote uitdagingen zijn onder andere het ontgravingsproces onder hoge druk, het positioneren en besturen van de machines onder water, en het verti-cale transport. Diepzeemijnbouw is een combinatie van technieken uit de wereld van het baggeren, gecombineerd met typische offshoretechnieken. Onderzoek hiernaar past daarom ook perfect in de secties Offshore Engineering en Dredging Engineering. Het verticaal transportproces staat hier de komende jaren in de belangstelling.

PrOmOtieOnderzOek naar verticaal transPOrtIn de sectie Dredging Engineering van prof.dr.ir. Cees van Rhee wordt niet alleen onderzoek gedaan naar traditionele problemen, die met het oerhollandse baggeren te maken hebben, maar het onderzoek binnen de vakgroep richt zich ook op de technologische ontwikkelingen op het gebied van diepzeemijnbouw. Het onderzoek is gedreven vanuit de technologische uitdagingen die de Nederlandse industrie tegenkomt als speler op het gebied van dredging, offshore en mining. IHC Merwede is marktleider op het gebied van complexe, custom-built baggerschepen en equipment, en het is een grote speler op het gebied van offshore schepen en equipment. Vanuit deze positie heeft IHC Merwede

de vaardigheden in huis om als één van de eersten als leverancier van diepzeemijnbouwsystemen de markt te betreden. Ir. Jort van Wijk werkt als Research Engineer bij MTI Holland BV, het R&D bedrijf van IHC Merwede BV Hij houdt zich bezig met onderzoek naar het verticaal hydrau-lisch transport van vaste stof over grote afstanden. Twee dagen per week is hij bij de TU Delft in de sectie van prof. van Rhee te vinden, waar hij werkt aan het modelleren van het transportproces. Het onderzoek richt zich op Flow Assurance van het verticaal transport, ofwel de vraag: kan de riser blokkeren en de mijnbouwoperatie compleet stil-leggen? Om veilige verticaaltransportsystemen te kunnen ontwerpen, moet inzicht worden gekregen in de complexe tweefasenstroming door de riser. Het onderzoek bestaat uit experimenten en numerieke modelvorming. Er is nog geen diepzeemijnbouwsysteem in werking waar ook ter wereld, dus er is ook geen data beschikbaar over het transportpro-ces. Daarom wordt in het laboratorium van MTI Holland BV het gedrag van vaste stof in vloeistofstromen bestudeerd.

Met behulp van fluïdisatieproeven onderzoekt ir. van Wijk het gedrag van stenen in verticale waterstromen. Het gaat hierbij om de relatie tussen enerzijds de deeltjesei-genschappen, en anderzijds het macroscopisch gedrag van de vaste stof met betrekking tot transportsnelheden, transportregimes. Een tweede onderzoekslijn richt zich op het ontwerp van een proefopstelling waarmee verticale mengselstromen over lange afstand gesimuleerd kunnen worden met een beperkte hoogte. Als het beoogde con-cept werkt, dan kunnen alle fenomenen van het verticaal transport op beperkte schaal en dus tegen lage kosten worden gesimuleerd. Aan het experimentele onderzoek werken twee secties van de TU Delft mee, secties Dredging Engineering van 3mE en Hydraulic Engineering van CiTG. Zij voeren de proeven uit, verwerken data en denken mee over verbeteringen aan de opstellingen en over de fysische achtergrond van de diverse verschijnselen die worden waargenomen.

De numerieke modelvorming tenslotte richt zich op het kunnen voorspellen van de belangrijkste procesparame-ters: de volumetrische concentratie vaste stof in de riser, het energieverbruik, en het voorspellen van de output van het transportsysteem. Hiervoor worden modellen ontwik-keld die het totale transportproces in de riser simuleren, en die interessante fenomenen op kleinere lengteschalen laten zien, tot op deeltjesniveau.

Ir. J.M. van Wijk, MTI Holland BV en TU Delft

42

Uni

vers

tity

of C

ambr

idge

Tumoren, explosieven en kraakbeen zijn slechts enkele voorbeelden. Veel stoffen die met het oog niet direct te zien zijn, kunnen met behulp van Ramanspectrometrie zichtbaar gemaakt worden.Deze spectrometrietechniek is veelbelovend in onder an-dere de medische wereld. De vraag is waarom Ramanspec-trometrie zo veelbelovend is en hoe deze techniek werkt.

SpectrometrieSpectrometrie werd in eerste instantie alleen gebruikt om de golflengte van het licht dat door een stof verstrooid wordt te onderzoeken. Later werd dit onderzoek uitgebreid en werden spectrometrische gegevens getoond in de vorm van een spectrum. Dat spectrum is een plot van de intensiteit van de onderzochte radiatie, uitgezet tegen de golflengte.

Uit de golflengte is af te leiden uit welke atomen de stof bestaat en uit de intensiteit is af te leiden in welke verhou-ding de verschillende atomen aanwezig zijn.

ramanAls er licht door een voorwerp schijnt, wordt het verstrooid. De energie van bijna alle fotonen blijft onveranderd. Slechts één op de tien miljoen fotonen verliest energie of krijgt juist energie. Deze energie correspondeert met de vibra-tiefrequentie van de moleculen van de stof. Dit verschijnsel van energieuitwisseling is genoemd naar zijn ontdekker, de heer C. V. Raman, die hier in 1930 een Nobelprijs voor de Natuurkunde voor in ontvangst heeft genomen.In het spectrum van Raman is het verschil in energie van een foton te zien als een piek. Dit verschijnsel wordt Raman scattering, ofwel verstrooiing, genoemd. Dit is op de volgende manier in het spectrum te zien. Als een molecuul energie opneemt en de foton dus energie verliest, zie je dit in het spectrum als een piek, die ‘Stoke’ wordt genoemd. Als een molecuul energie verliest en de foton energie op-neemt, is dit als een zogenaamde ‘anti-Stoke’ te zien in het spectrum.

In de kristalstructuur van een molecuul is maar een be-perkt aantal fononen, dit zijn trillingsvormen, geoorloofd. Dit is omdat de trillingen zichzelf bij sommige trillingsvor-men uitdempen door de structuur van het kristal. Hierdoor

Ramanspectrometrie

43

Een RamanspectroscoopU

nive

rsity

of S

urre

y

kan Ramanverstrooiing niet bij alle frequenties plaats-vinden. In sommige materialen zijn meer fononen geoor-loofd dan in andere en deze hebben daardoor een breder spectrum.

WerkingOm het verschijnsel goed te kunnen bekijken is er mono-chromatisch licht nodig. De reden daarvoor is dat dit licht precies één golflengte heeft. Je bekijkt dan het verschil tus-sen de energie van het monochromatische licht en de ener-gie van het foton. De intensiteit van de straling is afhanke-lijk van het aantal fotonen dat een andere energie heeft na de verstrooiing door een stof. Energieuitwisseling tussen de stof en de fotonen geeft informatie over de bindingen in de moleculen en dit zegt iets over de samenstelling van de aanwezige moleculen en de fase waarin ze zich bevinden. Het analyseren van stoffen gebeurt bijvoorbeeld ook met behulp van infraroodspectrometrie. Waar infraroodspec-trometrie gebaseerd is op de absorptie van infraroodlicht, is Ramanspectroscopie gebaseerd op inelastische strooiing. Ook geeft Ramanspectrometrie specifiekere pieken in het spectrum, waardoor de samenstelling van de atomen in een stof nauwkeuriger te bepalen is. Er zijn nog veel meer spectrometrietechnieken dan alleen die van Raman en infraroodspectrometrie. Vaak worden er meerdere technie-ken gecombineerd gebruikt. Als je bijvoorbeeld alleen de Ramantechniek zou gebruiken, zou je enkel de energiever-schillen van de fotonen bestuderen. Andere technieken on-derzoeken weer andere eigenschappen van een lichtbundel en door ze te combineren kan onderzoek veel informatie op bijvoorbeeld medisch, nanotechnologisch en chemisch gebied geven.

mediSche toepaSSingenWaar een gewone microscoop geen verschil ziet tussen kunststof en kraakbeen, ziet een Ramanmicroscoop dit verschil wel. Bij bijvoorbeeld weefselkweek is dit onder-scheid essentieel. Dit wordt bijvoorbeeld toegepast op een beschadigde neus. De kweekcellen worden in een struc-tuur van afbreekbaar kunststof geplaatst. Het kraakbeen gaat groeien en het kunststof breekt af. Met behulp van Ramanspectrometrie is te zien hoe ver het herstellingspro-ces is gevorderd. Met Ramanspectrometrie kan niet alleen gekeken worden naar de samenstelling van de huid, maar ook naar middelen die op de huid worden aangebracht. Zo kan bijvoorbeeld onderzocht worden welke middelen de huid intrekken en hoe diep een middel doordringt in de huid en wat voor effect dit heeft op bijvoorbeeld het herstel van het kraakbeen.

Helaas is de Ramanspectroscoop een duur instrument en zijn de kosten vrijwel alleen in een onderzoeksomgeving op te brengen. Het zou bij een operatie erg handig zijn als een arts een kleine Ramanspectroscoop, bijvoorbeeld de Ramanpen, die nog in ontwikkeling is, zou kunnen gebrui-ken. Dan zou hij objectief kunnen vaststellen of bijvoor-beeld weefsel bij een tumor hoort of niet. Nu gebeurt dat vaak nog op gevoel. Een Ramanspectroscoop kan artsen ook goed helpen bij het nemen van een biopt. Een tumor bestaat uit vitaal en necrotisch weefsel. Met dit dode weefsel kan een patholoog niets. Nu gebeurt het vaak dat een biopt genomen wordt van alleen het dode weefsel. Met een Ramanspectroscoop zou een arts van tevoren de plaats van het vitale weefsel vast kunnen stellen, zodat er geen onbruikbaar biopt wordt genomen. Verder kan Ra-manspectroscopie de kwaliteit van een donororgaan goed en objectief vaststellen, omdat deze techniek de kwaliteit en kwantiteit van de in het orgaan aanwezige stoffen kan vaststellen. Zo kan worden voorkomen dat iemand een donororgaan krijgt dat er minder goed aan toe is dan van tevoren werd ingeschat, en dat deze na een relatief korte tijd weer vervangen moet worden.

Ramanspectrometrie kan medisch onderzoek dus nauw-keuriger en makkelijker maken. Dat komt omdat deze techniek gebaseerd is op inelastische strooiing van fotonen en daarom de samenstelling van stoffen heel nauwkeurig kan bepalen. Nu zijn de Ramanspectroscopen nog groot en onbetaalbaar, maar wie weet ligt er binnenkort een spec-troscoop tussen de instrumenten van elke arts.

Merle van der Kroft

45

Do it yourself |

Het is fijn als je je gadgets overal

mee naar toe kunt nemen.

Daarom deze keer een kleine,

draagbare flipperkast.

2. Teken met een stift de poten,

het oog en de oren van de olifant

op het stuk karton.

Snij met het stanleymesje

gleuven waar het groene karton

door heen kan. Knip het groene

karton op het juiste formaat.

1. Snij met het stanleymesje

een stuk uit het karton in de

juiste vorm. Dit stuk wordt de

onderkant van de flipperkast.

3. Plak aan beide uiteinden van

een satéprikker een stukje tape.

Niet een breed elastiek aan het

einde van het afschietgedeelte.

Knip een stukje karton en plak deze

aan het uiteinde van de satéprikker.

5. Plak het oogje erop. Prik de

punaises in de vorm van het oor.

Span hier een elastiekje om.

Leg een balletje in de Slurf en

het flipperen kan beginnen.

4. Steek een satéprikker door de

rand van de flipperkast. Bevestig

aan beide kanten een stuk karton.

Maak een elastiekje vast aan de

rand van de flipperkast en aan

het stuk karton dat aan de

buitenkant van de flipperkast zit.

- karton - plastic oogje- elastiekjes - punaises- stiften - stanleymesje- satéprikkers - dubbelzijdig tape

Benodigdheden

Als echte werktuigbouwkundige ben je natuurlijk dol op gadgets. Nog leuker is het echter om de gadgets zelf te maken. In deze rubriek wordt precies uitgelegd hoe deze gadgets gemaakt worden. In deze editie: een draagbare flip-perkast in de vorm van een olifant.

46

Elk Slurfweekend voegt zich weer een nieuw commissielid bij de Slurf. Dit weekend kan ik met trots zeggen dat ik dat ben als nieuwe Slurfin. Totaal uitgerust en helemaal niet brak begon ik vrijdagmiddag om twaalf uur aan deze geheel nieuwe ervaring. Ik had namelijk nog nooit eerder een Slurfweekend bijgewoond. Mijn wekker had besloten dat ik niet bij de inkopen mocht zijn, dus hou ik toch nog een nieuwe ervaring voor mijn volgende Slurfweekend te-goed. Op deze eerste dag werd er major gelazerd en de tijd vloog dan ook voorbij; voor ik het wist was het bijna twaalf uur en tijd voor de laatste traktatie van de dag. Zoals elk Slurfweekend vertrokken we naar de Klomp; zoals elk Slurf-weekend is deze dan ook uitgespeeld door een stel fantas-tische Slurfers. Met een goede 14 uur beunen voor de boeg, was bijna iedereen de volgende dag om 10 uur weer pre-sent. Zaterdag was de dag waarop ik mijn vaardigheden in het werken met InDesign uitgebreid heb mogen ontwikke-len. Het mooiste moment van de dag werd voor het laatst bewaard: ik werd als nieuwe Slurfer geïnstalleerd. Dat

betekent dat ik als een van de weinigen aan het eind van het Willemlied ‘Hoogh’ mag zingen na ‘Slurf’. Hierna was het tijd om met z’n allen richting de Danzig te vertrekken. Het was wederom een epische avond. Altijd zo geweest. De zondag is inmiddels aangebroken en er staat nog een goed aantal uren voor de deur om alle stukken tot in de puntjes te perfectioneren. Natuurlijk kan ik het niet laten om Dane te bedanken voor de foto die boven dit nawoord staat; ik heb altijd al willen weten hoe wij Slurfers er uit zouden zien als blauwe Slurfen, waarbij onze eigen QarQamel niet mag ontbreken. Na dit weekend zal ik uitkijken naar het moment dat mijn eerste Slurf op de deurmat valt en ik vind het helemaal niet erg dat er mij nog vier uiteraard fantasti-sche Slurfweekenden te wachten staan.

Namens de Slurfcommissie,Slurf Hoogh!Merle van der Kroft, SJ

| Nawoord

IHC.indd 1 10/24/2011 3:04:20 PM