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

- m

aart

201

2 -

no.

3

TreinenOp het goede spoor

achter detechnologieDe nieuwste

Beeldscherp

schermen.naar praktischesciencefictionfilmsVan verzinsel uit

Holografie

toepassing.staan tanken.je zo zuurNog nooit heb

Accu’s

"Komt een QR-code bij de dokter ..."- Jeffrey Minnaard

4

Met dit nummer staat u, zoals u van de Slurf gewend bent, een groot leesplezier te wachten. De redactie heeft zich op-nieuw ingespannen om interessante technieken en andere nieuwtjes voor u uit te pluizen, en vervolgens op een pret-tig niveau te presenteren. Ik ben van mening dat we daar bijzonder goed in geslaagd zijn.

Pieter Wijne onthult dat de elektrische auto eigenlijk helemaal niet zo nieuw is. Hij bewijst wederom dat hij het redacteurschap waard is, in zijn stuk over accu’s. De komst van een ‘holodeck’, zoals in Star Trek, is volgens Jeffrey Minnaard slechts een kwestie van tijd. In de vorige editie van de Slurf heeft Merle een waanzinnig debuut gemaakt, en nu bevestigt ze haar schrijfvaardigheden in haar artikel over het beeldscherm. Deze keer hebben we twee nieuwe Slurfers in onze commissie mogen verwelkomen. Suzanne Kuijs en Sander van den Berg hebben al bewezen voorzien te zijn van een flinke drive en een grote

leergierigheid: twee eigenschappen die onmisbaar zijn voor een succesvolle carrière bij de Slurf. Hun artikelen over respectievelijk bionische ogen en antigeluid zijn onmiddel-lijk van hoogstaande kwaliteit.

De NS en ProRail hebben het, net als afgelopen winter, wederom laten afweten. Urenlange vertragingen en ge-strande reizigers waren het onderwerp van de dag. De Slurf heeft zich echter niet laten tegenhouden door de kou. Wij hebben geen technische problemen, alleen oplossingen. Er staat ons heel wat technisch vernuft te wachten op het spoor. Daarom bespreek ik in het laatste artikel dat ik voor dit prachtblad mag schrijven, waarom de trein nog lang niet zal uitsterven.

Ik heb genoten van het werk als redactielid bij de Slurf. Er is geen commissie zo leerzaam, en tegelijkertijd zo leuk. Bij de Slurf heb ik vrienden zien komen en gaan. De muziek, de vlamtosti’s en de gezelligheid zal ik nooit meer vergeten. Als een trotse Slurfer neem ik op gepaste manier afscheid. Pieter, bij deze mag je het van me overnemen. Succes!

Slurf Hoogh!

Dane Linssen, 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: Dane LinssenEindredacteur: Pieter WijneSecretaris: Jeffrey MinnaardCommissaris Lay-Out: Merle van der KroftRedacteur: Suzanne KuijsRedacteur: Sander van den BergQQ'-er: Fedde ReijndersMet dank aan de ROS Rechthebbende coverfoto: Spineker

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 professoren van de faculteit 3mE en bedrijven waarmee Gezelschap Leeghwater samenwerkt. De PR-afdeling van de faculteit ontvangt 200 exem-plaren ten behoeve van voorlichting.

SlurfcommissieLijkt het jou ook Fantastisch om bij te dragen aan dit magazine? Stuur 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 kun-nen het gehele jaar door ingaan. Een abonnementsjaar loopt gelijk met een college-jaar en dus wordt de eerste maal het abonnement pro rata berekend.

Oplage & Druk3 000, Drukkerij de Swart, Den Haag

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

5

Inhoud |

Beeldschermen

Vlijmscherpe weergave op je beeldschermen

pagina 35

Holografie3D eat your heart out

pagina 29

Snel op spanning

Benzine is passé

pagina 24

Redactioneel | 4

Inhoud | 5

Trust me | 6

Van het bestuur | 7

Leeghwateragenda en -activiteiten | 8

VOL | 10

Onderwijs | 18

In het kort | 22

Gadgets | 26

Buitenlandverhaal | 32

Afstudeerverhaal | 38

Bionisch oog | 41

Al 144 jaar... | 144

Antigeluid | 45

Do it yourself | 49

Nawoord | 50

Adverteerdersindex:

Bain & Company | 2Deerns | 3Exxon Mobil | 12AkzoNobel | 20Bain & Company | 28Huisman | 34ASML | 40IHC Merwede | 48Van Oord | 51Frames | 52

Transport

Treinen van de toekomst

pagina 14

6

Mer

le v

an d

er K

roft

| Trust me, I’m an elephant...

7

Robb

ert D

ijkst

ra

De wereld heeft veel meer olifanten nodig. Zelfs in het verre Australië zijn ze tot de conclusie gekomen dat ze deze prachtdieren nodig hebben. De olifanten moeten worden ingezet tegen de vele bos-branden die het continent regelmatig teisteren. In het voor-jaar groeit er te veel vegetatie, waardoor een klein vonkje in de gortdroge zomer genoeg is om hectare na hectare in lichterlaaie te zetten. Australië heeft grote grazers nodig die het gras kort houden. In andere delen van de wereld vervult de olifant deze belangrijke taak al. Waarom dan niet ook in Australië?

Dat olifanten grote grazers zijn, is afgelopen periode wel weer gebleken. Niet alleen zijn de dozen chips en snoep-goed op het kantoor niet aan te slepen, er zijn ook een aantal mooie diners geweest waar onze eigen olifanten hebben laten zien hoeveel ze in hun mars hebben.

Het Commissiekennismakingsdiner vond dit jaar iets later plaats dan oorspronkelijk de bedoeling was, maar het en-thousiasme was er niet minder om. Bijna negentig olifan-ten hebben op woensdag 8 februari stevig huisgehouden

op de Hooizolder van Sociëteit ‘Alcuin’. De opkomst was zo hoog dat er voor het diner zelf uitgeweken moest worden naar de eetzaal.

Ook het Bestuursinteressediner was een groot succes. Met iets minder dan een half bestuursjaar te gaan wordt het tijd om te kijken naar onze potentiële opvolgers. Tijdens het diner op donderdag 9 februari hebben twintig olifan-ten laten weten graag plaats te willen nemen in het 145ste bestuur om een fantastisch lustrum neer te zetten. Ons rest nu de loodzware taak om een mooie groep samen te stellen die na de zomer in de ‘bestuurshoek’ mag plaatsnemen.

Vooral het Ereledendiner op vrijdag 13 januari was een hele bijzondere ervaring. Elf ereleden waren naar de biblio-theek van Sociëteit ‘Phoenix’ gekomen om te horen over de laatste ontwikkelingen binnen Gezelschap Leeghwater en de veranderingen in het onderwijs. Na het hoofdgerecht ontstond een zeer interessante discussie over het nieuwe bachelorcurriculum. Studeren moet zeker niet makkelijker gaan worden, maar men was van mening dat er iets moet veranderen aan de mentaliteit van veel studenten.

Aan de eetlust van olifanten zal het dus zeker niet liggen als de Australische aanpak niet blijkt te werken. Gelukkig heeft een olifant altijd nog zijn Slurf, die natuurlijk ook uitermate geschikt is om bosbranden te blussen.

Fedde ReijndersVoorzitter Gezelschap Leeghwater

Van het bestuur |

8

| Leeghwater

SlagtandborrelOp 14 december heeft er weer een leeghendarische Slag-tandborrel plaatsgevonden met als thema ‘Schlagerhause’.Iedereen verheugde zich op een Duits bierfeest in ons eigen Lagerhuysch in de faculteit. De Leeghwaterleden konden voor vijftien euro een pul kopen, die daarna onbeperkt bijgevuld werd met bier en er ook konden dan onbeperkt Duitse worsten gegeten worden. Een aantal studenten namen het thema goed serieus en kwamen in Lederhosen of Dirndl. De Deutsche Schlagers maakten de avond tot een geslaagd geheel. dieSOp 16 december was het weer zover: ons prachtige Ge-zelschap was weer een jaartje ouder geworden. Het is inmiddels al 144 jaar geleden dat Adrien Huet Gezelschap Leeghwater in het leven riep voor de studenten van Werk-tuigbouwkunde. Zoals altijd werd ook dit jaar de dies weer gevierd in de hal van de faculteit met de hele dag koffie en taart. Iedereen die ook maar even niets te doen had, kwam

een potje tafelvoetballen. ’s Avonds was er een borrel waarbij de dames van de Kalendercommissie de prachtige vrouwenkalender onthulden. De Stuntcommissie had een goede stunt bedacht om de hele campus te laten weten dat Leeghwater jarig was: met Post-its werd het logo van Leeghwater, de TradFant, op de grote raampartij aan de voorgevel van de faculteit geplakt. Zo kon iedereen die dag ook van ver af zien dat ons Gezelschap jarig was.

CommiSSielunChTijdens de witte week had het bestuur een gratis lunch voorbereid voor alle commissieleden van Leeghwater onder het motto: “Studeren? Lunchen moet je toch!”. Gelukkig namen een hoop commissieleden dit devies serieus en kwamen er bijna tachtig olifanten genieten van de lunch en van elkaars gezelschap. Dit was een goed moment om even afstand te nemen van al het drukke gestudeer, te integreren met alle andere commissieleden en kennis te nemen van waar alle commissies zich op het moment mee bezig hielden.

aCquiSitietrainingTopDesk gaf speciaal voor een aantal commissieleden en studenten van de Masterdisputen van Werktuigbouw-kunde een acquisitietraining. Hier leerden de studenten de fijne kneepjes en de vlotte babbel om sponsoring binnen te slepen om hun begrotingen te dichten. Dit werd natuurlijk allemaal georganiseerd om alle werktuigbouwkundestu-denten te kunnen blijven voorzien van studiereizen, sym-posia, lezingen, borrels en vele andere activiteiten.

leeghwateragenda

24 feb t/m 4 mrt6 maart

Leeghwater WintersportCase Procter & Gamble

12 maart Algemene Leden Vergadering13 maart Lezing Philips20 maart3 april

Case HuismanCommissielunch

9

lezing dSmBastiaan Jurgens van het bedrijf DSM kwam ons in een lunchlezing vertellen over de projecten van DSM en over hoe het is om bij DSM te werken. Uiteraard kwamen er veel mensen op de lezing met gratis lunch af.

lateX-CurSuSOok dit jaar zette de Cursuscommissie weer een cursus neer waar studenten het complexe tekstverwerkingspak-ket LaTeX konden leren. Masterstudenten konden ook meedoen en omdat de cursus in het Engels werd gegeven, konde internationale studenten ook meedoen. Onze dank gaat uit naar de mensen van het masterdispuut Antonie van Leeuwenhoek, die de cursus hebben voorbereid en gegeven.

VoetbaltoernooiOlifanten zijn dieren die graag een balletje trappen. Dat bleek weer op het voetbaltoernooi dat georganiseerd werd door de Sportcommissie. In grote getalen kwamen de leden van Leeghwater opdagen om elkaar op het voetbalveld uit te dagen. Het was een leuke sportieve dag.

wiSpoCurSuSOm de Leeghwaterleden voor te bereiden op de Leeghwater wintersport organiseerde de Cursuscommissie een winter-sportcursus. Aangezien we tijdens de wintersportvakantie liever geen olifanten terugsturen op een gipsvlucht met gebroken ledematen, werden de beginners onder de hoede van de gevorderden genomen om te leren hoe ze veilig de piste afkomen.

CommiSSiekenniSmakingSdiner Het Commissiekennismakingsdiner was weer een da-verend succes dit jaar. Ook dit jaar werd het diner weer gehouden in de sociëteit ‘Alcuin’ van de studentenvereni-ging Virgiel. Het bestuur had niet gerekend op zo’n grote opkomst, dus het was een gezellige drukte in de zaal. Het was zelfs zo druk dat de hongerige commissieleden moesten verkassen naar een grotere zaal om allemaal te kunnen eten. Het was dus een geslaagd diner. Dat was ook te zien aan het verloop van de avond: er werd tot laat door geborreld.

de delftSe bedrijVendagenOok dit jaar organiseerde onder andere Gezelschap Leeghwater weer De Delftse Bedrijvendagen, het groot-ste technische carrière-evenement van de Benelux. Een overdonderend aantal studenten schreef zich in voor DDB: bijna tweeduizend studenten registreerden zich online en bij de inschrijfbalie in de Aula. Het evenement begon met de sollicitatietrainingen, waar bedrijven trainingen gaven aan groepjes studenten over houding en presentatie in het sollicitatieproces. Vervolgens lieten meer dan hon-derd topbedrijven zich van hun beste kant zien om zo hun toekomstige werknemers te rekruteren op de presentatie-dagen. Hiermee begon de daadwerkelijke carrièrebeurs. Het is mooi om te zien dat bedrijven nog altijd veel tijd en geld over hebben voor de Delftse ingenieur ondanks het zware economische klimaat. Overigens zullen later dit jaar de inhousedagen en de gesprekkendagen nog volgen.

10

| Vereniging Oud Leeghwater

Bron

: Dick

Nijv

eldt

, 3m

E TU

Del

ft

Geze

lscha

p Le

eghw

ater

Dies Gezelschap Leeghwater

Verdeling behaalde studiepunten gedurende eerste studiejaar;voor en na invoering BSA

AlumnidAgWilt u weer in contact komen met andere alumni van Werktuigbouwkunde? Houd dan zaterdag 2 februari 2013 alvast vrij in de agenda want op deze datum zal de alum-nidag plaatsvinden. Aansluitend op deze dag zal ook het oud-besturendiner van Gezelschap Leeghwater georgani-seerd worden.

linkedinMocht u als alumnus nog geen lid zijn van de Vereniging Oud Leeghwater LinkedIn, dan wil ik u bij deze van harte uitnodigen om deel van deze groep te worden. Dit is de ideale manier om in contact te blijven met andere alumni. Verder wordt u hier op de hoogte gehouden van de ontwik-kelingen binnen Gezelschap Leeghwater en het onderwijs.

diesOp 16 december 2011 is Gezelschap Leeghwater maarliefst 144 jaar geworden. Dit is uitvoerig gevierd in de faculteit. Tevens heeft de TU Delft in januari haar 170 jarig bestaan gevierd. Namens Vereniging Oud Leeghwater wil ik de uni-versiteit van harte feliciteren met deze mooie leeftijd. Ontwerpwedstrijd 2012Zoals ieder jaar, zal ook in juni 2012 de Ontwerpwedstrijd voor de eerstejaars werktuigbouwkundestudenten plaats-vinden. Zij hebben de opdracht gekregen om in een half jaar een verticale fiets te ontwerpen én te bouwen. Op de website www.vertikaalfietsen.nl is meer informatie over de wedstrijd te vinden.

OnderwijsDoor de ontwikkelingen die op landelijk niveau hebben plaatsgevonden in het onderwijs, zijn de TU Delft en de fa-culteit 3mE bezig om het studiesucces en de doelmatigheid van het onderwijs te vergroten. Om de langstudeerboete te voorkomen moet de studieduur van de bachelorstudent binnen de vier jaar blijven. Dit betekent dat er nagedacht wordt over het doorvoeren van een bindend studieadvies van 45 ECTS in plaats van 30 ECTS. Daarnaast zal er binnen 3mE een nieuw curriculum gevormd worden. Meer infor-matie over deze veranderingen is te lezen op de onderwijs-pagina.

stAtistiek: BsAOm de gevolgen van het BSA van 30 ECTS weer te geven is er van de jaren 2008 tot en met 2010 te zien hoeveel pun-ten de studenten in hun eerste jaar gehaald hebben. Opval-lend is, dat na de invoering van het BSA een duidelijke piek te zien is rond de 30-35 ECTS. Een positieve ontwikkeling is dat meer studenten de afgelopen twee jaar meer dan 30 ECTS gehaald hebben.

.

11

Hen

k Bl

ok

ir. Henk Blok

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

Ir. H. Blok

Als u aan Delft denkt, waar denkt u dan aan?Dan denk ik aan een stadje niet alleen beroemd om zijn historie, maar ook vanwege de Technische Universiteit. Deze levert al vele decennia gedegen opgeleide Delftse ingenieurs af, die over de gehele wereld bekend staan om hun uitzonderlijke prestaties. Ik ben blij en dankbaar, dat ik deel mag uitmaken van deze bijzondere groep van gewaar-deerde technici.

Hoe is uw studie / carrière verlopen?Mijn studie aan de TU Delft is op zich betrekkelijk vlot ver-lopen. In zes jaar tijd ben ik afgestudeerd. Maar voordat ik in Delft kon gaan studeren heb ik een lange weg afgelegd. Ik was 32 jaar toen ik afstudeerde. Door buitenstaanders veelal gezien als een omweg. Wat mijzelf betreft kon het door de mogelijkheden van de studiefinanciering uit die tijd niet sneller.

Ik kom uit een gezin met zes kinderen. Mijn vader was boekhouder. Om mijn zakgeld te verdienen heb ik vanaf mijn twaalfde jaar in mijn vrije tijd als monteur in garages gewerkt, eerst aan bromfietsen, naderhand aan auto’s en motoren. Vanaf die tijd wilde ik al naar Delft, want daar lag de ultieme technische kennis, daar wilde ik Werktuigbouw-kunde studeren, daar wilde ik ingenieur worden.

Na mijn examen h.b.s.-B heb ik tevergeefs getracht om een studiefinanciering te krijgen. Ook na mijn twee jaar militaire dienst bij de officiersopleiding van de luchtmacht lukte dit niet. Zodoende ben ik overdag gaan werken bij Van Swaay International, waarbij ik tevens een zesjarige avond-H.T.S. volgde. Door een verbeterde studiefinanciering

kon ik in 1966 wel een renteloos voorschot krijgen van 330 gulden in de maand. Zodoende heb ik op mijn 26ste mijn baan opgezegd, mijn rode sportwagen weggedaan en ben ik op een oude bromfiets naar Delft gegaan. De eerste twee jaar van mijn studie in Delft, waren voor mij het zwaarst vanwege de diepgaande theorie en maar weinig praktijk-vraagstukken. Vanaf mijn Kandidaats voelde ik mij steeds meer thuis doordat ik de praktijkervaring uit mijn werk en de studie aan de H.T.S. meer kon gaan benutten. Financieel brak het me echter op, omdat ik al een H.T.S. salaris gewend was, vandaar dat ik twee dagen per week natuurkundeles ben gaan geven op een HAVO/VWO scholengemeenschap. Tijdens mijn Ingenieurs 1 en 2 ben ik, naast mijn studie, vier dagen per week les gaan geven.

Na mijn Ingenieursexamen wilde ik weer terug naar het bedrijfsleven, maar dat was juist de tijd van de oliecrisis in 1973, met bedrijfssluitingen zoals bij staatsmijnen, werktijd-verkorting en autoloze zondagen. Als gevolg daarvan ben ik in het onderwijs gebleven en heb ik tientallen jaren met veel plezier les gegeven aan jongelui, meestal in de eind-examen klassen. Al die jaren heb ik geïnvesteerd in men-sen, die veelal zelf verder zijn gaan studeren en op latere leeftijd goede posities in de samenleving bereikt hebben. Ik denk dan bijvoorbeeld aan oud-leerlingen als Els, Raymond en Marcel respectievelijk een zendingsarts, een KLM piloot en een Marineofficier. Het geeft mij veel voldoening, dat ik aan hun carrières ook een steentje heb mogen bijdragen.

Welk advies heeft u voor de huidige student? Studeren is als een kruiwagen: Als je niet duwt, staat hij stil.

naam: Henk Blokbedrijf: Ministerie van Onderwijsfunctie:woonplaats:

Leraar NatuurkundeDen Haag

afstudeerrichting: Verbrandingsmotoren en gasturbines

jaar van afstuderen: 1972

VOL interview

14

Als je nu besluit dat je naar Parijs wilt, kun je er over drie uur zijn. Hartje centrum. En je staat er niet eens van te kijken. De hogesnelheidstrein bestaat al een tijdje. Dat maakt zijn prestaties niet minder bijzonder, want Parijs ligt over de weg bijna 500 kilometer van Delft. Het reisgemak is ongeëvenaard: je stapt in en je stapt uit. En je kunt ook nog eens lekker zitten.

Sporenonderzoek.

15

16

Door de rappe evolutie van de luchtvaart en het naderen van de commerciële ruimtevaart, vergeten we vaak dat ook de trein een zeer geschikt vervoermiddel is. Op korte afstand wint de trein het ruimschoots van een vliegtuig, maar ook op lange afstand kan de luchtvaart concurrentie van de trein verwachten.

De Thalys en TGV zijn bijna het summum van wat met eeu-wenoude techniek bereikt kan worden. Al bijna 500 jaar rij-den er wagons over een vaste route die gemarkeerd wordt door rails. Ooit betekende de paardentram een revolutie op het gebied van zwaar transport over land, een functie die de trein altijd heeft gehouden. In de negentiende eeuw was de moderne trein, die werd aangedreven door een stoom-machine, onmisbaar in de vlotte kolonisatie van Amerika. Vandaag de dag zijn trams, metro’s en treinen essentieel, als het gaat om de bereikbaarheid binnen en tussen steden. Aangedreven door krachtige elektromotoren, kunnen ze enorme snelheden bereiken. Het huidige snelheidsrecord is in handen van de TGV en ligt op 575 km/u, hoewel de kruissnelheid tussen de 250 en 320 km/u ligt. Het is wel-licht mogelijk om nog sneller te gaan, maar dat is niet meer rendabel. Het is tijd voor nieuwe technieken om hun intrede te doen.

Waar blijft de maglev?Al jaren horen we over de maglev, een trein die supersnel is omdat hij zweeft boven zijn baan. Hij bevindt zich in een magnetisch veld en wordt daardoor een piepklein stukje opgetild. Er is geen rolweerstand, waardoor hij met een lager energieverbruik hogere snelheden kan bereiken dan een conventionele trein. Tegelijkertijd wordt de trein aan-gedreven door hetzelfde magnetische veld. De elektromag-neten die nodig zijn om dat veld op te wekken, kunnen zich in de baan bevinden of in het voertuig zelf. In het eerste geval spreken we van een actieve baan. Een actieve baan is duur door de grote hoeveelheid elektromagneten die in de baan zitten, maar de trein kan wel lichter blijven. Bij de tegenhanger, de passieve baan, bevinden de zware elektro-magneten zich in de trein, waardoor er meer stroom nodig is om deze op te tillen. Deze oplossing is wel goedkoper in aanleg. Het resultaat van beide alternatieven is uiteindelijk hetzelfde: de trein wordt tegelijkertijd vooruitgeduwd en –getrokken door de wisselende mag-netische polen van de elektromagneten. Potentieel kan de maglev in een vacuümtunnel 6 400 km/u bereiken. Echter, in een openluchtproef in Japan is een topsnelheid bereikt van ‘slechts’ 581 km/u. Niet bijzonder ten opzichte van de 575 km/u van de TGV. De kruissnelheid van de maglev ligt

wel een stuk hoger dan die van gewone hogesnelheidstrei-nen, namelijk meer dan 500 km/u. Met die snelheid kun je in tweeënhalfuur van Amsterdam naar Rome. En ook ac-celereren doet de maglev razendsnel: binnen drie minuten zit hij op 430 km/u. Daarmee is het een ware concurrent voor de luchtvaart.

In Shanghai rijdt op dit moment ’s werelds enige com-merciële maglev, maar er zullen snel meerdere locaties bij-komen. In Europa is er ook een maglev: in Duitsland staat een testtraject, maar daarop is in 2006 helaas een dodelijk ongeluk gebeurd. Een publiekelijk toegankelijke maglev gaat er in Europa daarom voorlopig nog even niet komen.

Een nadeel van de maglev is dat de dunne spleet tussen de baan en de trein bij hoge snelheden toch voor een grote luchtweerstand zorgt. In Korea werkt men op dit moment aan een trein die juist gebruik maakt van dit ‘luchtkussen’ tussen de trein en de baan. Aangedreven door propel-lers, surft deze trein als het ware over de lucht. Met deze techniek is het misschien mogelijk om met een nog lager energieverbruik eveneens enorme snelheden te bereiken. Bovendien is de benodigde infrastructuur voor dit type trein goedkoop en eenvoudig aan te leggen. Een U-vormige betonnen bak is voldoende. Dat is bij de maglev, en zelfs gewone treinen, wel anders.

moving platformsSnelheid is echter niet het enige punt waarop je de trein als concept kunt verbeteren. Want wat is voor treinen nu juist de vertragende factor voor de reisduur? Juist, het feit dat hij ook stopt op de stations waar je er niet uit hoeft. Dat probleem werd gezien door een groep ingenieurs uit Groot-Brittannië, die zich afvroegen of dat niet anders kon. Ze concluderen dat we van het hele principe ‘stations’ af moeten. Hun idee: je stapt veel dichter bij huis in een tram, die zijn standaardrondje door de stad maakt. Vervolgens komt hij op een traject dat parallel loopt aan dat van een trein. De tram versnelt en komt op gelijke snelheid met de trein, die de stad passeert. Op dat moment koppelen ze aan elkaar, en kunnen de passagiers overstappen van het ene naar het andere voertuig. De trein vervolgt zijn reis naar de volgende stad, en de tram begint opnieuw aan zijn rondje. Een leuk idee, maar hoe gaan ze dat uitvoeren? Een rekenvoorbeeldje: een trein raast met 100 km/u langs een stad. Normaal gesproken zijn er drie minuten nodig voor de mensen om over te stappen. Maar tijdens de spits zijn die drie minuten nooit genoeg. Binnen drie minuten is de trein al 5 kilometer verder. Die afstand loopt alleen maar op

HSL koppelt aan een rijdend stationsplatform.

Prie

stm

ango

ode

Tunnels van de Gravity Train

Dane

Lins

sen

17

als het langer duurt. Conclusie; de overstappunten kunnen niet te dicht bij elkaar liggen, want er moet ook een marge blijven. Meerdere overstappunten in één stad is met dit principe waarschijnlijk onmogelijk. Toch zijn de bedenkers ervan overtuigd dat hun idee, dat ze ‘moving platforms’ noemen, voeten in de aarde gaat krijgen. Het is nu afwach-ten hoe.

gravity trainOver voeten in de aarde gesproken: er is een concept voor een treinreis die letterlijk de aarde in gaat. Stel je voor dat je een tunnel dwars door de kern van de aarde graaft. Ver-volgens spring je erin, en als gevolg van de zwaartekracht kom je in een vrije val. Bij afwezigheid van luchtweerstand versnel je, totdat je het middelpunt van de aarde bereikt

met een snelheid van ruim 28 000 km/u. Vanaf daar begin je weer af te remmen, om er ten slotte precies aan de andere kant weer uit te komen. Als je daar niets hebt om je aan vast te houden, zal je eeuwig om het middelpunt van de aarde oscilleren. In het middelpunt van de aarde ben je overigens gewichtloos; omringd door de massa van de aarde wordt er van alle kanten even hard aan je getrokken. Helaas bestaan er nog geen materialen die de temperatuur en druk in de kern van de aarde kunnen weerstaan. Op de maan, die een harde kern heeft, bestaan deze problemen niet. Maar de tunnel hoeft niet per se dwars door de kern te gaan. Het principe werkt nog steeds als je een rechte tunnel naar bijvoorbeeld New York zou graven, en dus helemaal niet door het midden van de aarde gaat. Wel moet je dan een set rails leggen waar deze ‘Gravity Train’ overheen komt te rijden. Wie weet behoort dat ooit wél tot de mogelijkheden. Een leuk gegeven is dat elke reis, naar elk willekeurig punt op de aarde, met deze theoretische methode altijd even lang duurt: zonder weerstand precies 42 minuten en 12 seconden. Ongeacht de grootte van de last. En zelfs als er bijvoorbeeld rolweerstand in het spel is, kost het nog steeds nauwelijks energie.

Vanuit de lucht- en ruimtevaart staan ons de komende decennia een hoop doorbraken te wachten, maar in de race om het bestaansrecht als beste vervoermiddel laat de trein het voorlopig echt niet afweten. Verschillende innovaties blijven dit stokoude concept continu verbeteren, waardoor het altijd een belangrijk vervoermiddel zal blijven.

Dane Linssen

18

| Onderwijs

Links: winnaar lange afstand ontwerpwedstrijd 2010

Leeg

hwat

er

Bachelor

Nederland zucht onder de kou, maar heel onderwijsland staat in brand.

OntwerpwedstrijdOok dit jaar wordt er natuurlijk weer een ontwerpwedstrijd gehouden voor de eerstejaars werktuigbouwers, georgani-seerd door de faculteit in samenwerking met Gezelschap Leeghwater. Dit jaar is de uitdaging wel bijzonder werk-tuigbouwverantwoord en Delfts. De opdracht is namelijk om een fiets te maken, en dan niet zomaar een fiets maar een die verticaal kan fietsen, ofwel een fiets die aan een verticaal opgehangen kabel bevestigd kan worden en vervolgens aan deze kabel omhoog kan fietsen. Tijdens de wedstrijd krijgen de teams een kwartier om hun fiets te bevestigen, omhoog te fietsen en weer af te dalen. Dit alles moet worden gedaan met een gewicht van 40 kg dat aan de fiets is vast gemaakt.

Update stUdiesUccesZoals in de vorige Slurf al werd verteld is de TU aan de hand van het rapport ‘Koersen op Studiesucces’ bezig met het invoeren van een nieuw onderwijssysteem: het modulaire onderwijs. Natuurlijk is ook de faculteit 3mE hard aan het werk om dit nieuwe systeem in te voeren. Daarom is er in december een eerste workshop gehouden met onderwijs-staf, docenten, studenten en het beroepenveld om een idee

te krijgen wat dit nieuwe systeem voor mogelijkheden biedt voor Werktuigbouwkunde. Met de conclusies van de brainstormsessie wordt er nu verder gewerkt aan het opstellen van de eindtermen van de opleiding om hier vervolgens de nieuwe modules uit te vormen.

Het nieuwe curriculum is niet het enige dat onder het dos-sier studiesucces valt. Ook zijn er een aantal werkgroepen gevormd die zich bezig gaan houden met het verbeteren van de faciliteiten op de faculteit, het verbeteren van de kwaliteit van het onderzoek en de instroom van studenten. Daarnaast wordt er gewerkt aan een internettoets voor scholieren, die een beter beeld moet geven van wat de studie inhoudt. De hoop is dat dit zal zorgen voor minder uitschrijvingen in de eerste weken.

afschaffing stUdiefinanciering masterfaseIn eerdere edities van de Slurf werd al gesproken over de mogelijkheid dat de studiefinanciering voor masterstuden-ten zou worden afgeschaft. Het wetsvoorstel hiervoor is nu officieel ingediend door staatssecretaris Zijlstra. Voor de Delftse studenten is dit een erg vervelende situatie, zeker ook omdat de uitzonderingsclausule, die is opgenomen in het huidige voorstel, alleen opgaat voor driejarige masters. Een ander probleem dat dit voorstel met zich meebrengt, is dat het systeem van de Delftse RAS-maanden, de garan-tiemaanden die je van de TU kan krijgen voor extracur-riculaire activiteiten, in gevaar brengt. De regel is namelijk nu zo dat je alleen in de periode dat je studiefinanciering krijgt recht hebt op RAS-maanden, dit zou dus betekenen dat mensen alleen in hun eerste drie jaar garantiemaanden kunnen krijgen. Op dit moment wordt er door de studen-tenraad en juridische zaken van de TU gekeken naar een oplossing voor dit probleem.

activerend OnderwijsAl lange tijd is het zo dat studenten in het eerste jaar maar langzaam op gang komen en in de eerste periode ver onder de maat scoren. Dit is natuurlijk een slechte zaak, zeker met het aankomende BSA van 45 ECTS is dit iets dat zo snel mo-gelijk moet worden aangepakt. Daarom zijn de docenten van de vakken van de eerste periode bezig met een aantal plannen die de studenten moeten helpen bij het proces van het leren studeren. Het is een mogelijkheid dat er al vak-ken door de periode heen getoetst worden. Ook kunnen er meer tussentoetsen gegeven worden. Het vak academische vorming zal waarschijnlijk groter worden, dit om de eerste-jaars te helpen in het proces van leren studeren.

19

Stan

ford

A quasi-crystal

Master

Materials Science during the Bachelor may be a bit difficult, but during the Master it is a whole new experience.

The base of Materials Science is theoretical and physical, but there is also a very practical side to it. It makes new applications possible and perfects already existing applica-tions. Applications you run into every day, like your laptop or mobile phone, but also post-its, skis, tennis rackets and even your frying pan.

nObel prize winner: the frying panThe frying pan may be the best example. Thirty years ago the Israelian chemist Dan Shechtman discovered the so-called quasi-crystals. Strong structures in materials that could declare some inexplicable phenomena. But Shecht-man’s colleagues did not acknowledge his discovery and denied the existence of such a material.

The heap of evidence became larger and larger. A few months ago Shechtman was rewarded with the Nobel prize for his work. Last year the quasi-crystals turned out to be an amazing anti-stick layer. So there is more to the crystals than just fundamental models.

the eiffel tOwer On tOp Of a dandeliOnAn important demand nowadays is the development of products that have to be lighter. Cars, laptops and televisions all have to be lighter, thinner and better. In search of lighter materials, a new record was set last autumn. American researchers developed a material so light, that it can lie on top of a dandelion without damaging it.

Inspired by San Francisco’s Golden Gate Bridge and the Eiffel tower in Paris the scientist developed a metal out of a frame from little pipes with the thickness of just a hair.

Until now, those light-weight metals were too weak to use in real products. This new material is stronger and offers new possibilities by using its strength, flexibility and conduction.

impOrtance fOr the indUstryThe field of the materials scientist is broad and is leading in the development. The industry is in need of technical professionals with the knowledge of materials and Mecha-nical Engineering. This combination makes the graduates desired and valuable. They are the right link between the designers and the materials scientist, who develop the materials with the right properties. Knowing about both worlds makes the material engineer indispensable in a designing team.

a master in materials engineering fOr mechanical engineering stUdentsTo satisfy the demand of the industry the faculty of 3mE started a new materials track in the master Mechanical Engineering last year. The track Materials Engineering & Applications, MEA, gives you basics in materials, that you can apply on different subjects. Because it is a track within Mechanical Engineering you will be a mechanical engineer after your graduation.

dO yOU want tO knOw mOre? Do you want to know more about the track Materials Engi-neering and Applications or the master Materials Science and Engineering? Or do you want to talk with people from the industry who work in this field? Then come to the mas-ter information session the 20th of March 2012. Also check the facebookpage from the MEA-track for more informa-tion: facebook.com/materiaalkunde.

22

| In het kort

Cybe

rfish

Kleine robotjes in je aders zijn binnenkort geen verrassing meer.

CSco

ut Ja

pan

Als het aan de Japanners ligt wordt de etalage een robotgevangenis.

Gooi die telefoon maar in het water, kan hij wel hebben.

Dane

Lins

sen

verveeld modelSchrik je weleens van een etalagepop? Dan is er slecht nieuws. In Tokyo heeft een winkelcentrum een primeur met een etalagerobot die angstaanjagend veel op een echt mens lijkt. De pop vuurt een arsenaal aan voorgeprogram-meerde uitdrukkingen af op de voorbijgangers. Hoewel het af en toe wat schokkerig gaat, worden toch veel mensen verrast door het feit dat het een robot is. Om maar even een voorbeeld te noemen: wanneer er eventjes niemand voorbij loopt, zal ze gapen uit verveling. Wellicht loop je in de nabije toekomst in Nederland langs een etalageruit en word je nagezwaaid door vrolijke mechanische dames getooid in de nieuwste lingerie.

bloedroidHet lichaam is een wonderlijk mechanisme dat zich over het algemeen prima redt zonder hulp van buitenaf. Soms heeft het echter een beetje hulp nodig. Meestal is dit in de vorm van medicijnen of operatieve methodes. Onderzoekers van de Hanyang Universiteit in Seoul en de Chonnam National University in Gwangju hebben een innoverende nieuwe methode gevonden om problemen in het lichaam op te lossen: met microbots. De robotjes zijn kleiner dan 1 millimeter in doorsnede en kunnen zich dus makkelijk door aderen voortbewegen. De robotjes kunnen gebruikt worden om bloedproppen te verhelpen, ziektes of tumoren op te sporen en medicijnen op een bepaalde plek af te leveren.

duikfoonHet is natuurlijk enorm vervelend als je telefoon nat wordt. Al valt hij maar in een ondiepe plas of speelt hij net buiten tijdens een regenbui, vooral de nieuwere smartphones hebben soms al na een enkel badje geen zin meer om wakker te worden. Daarom werken de grotere telefoonfabrikanten aan manieren om de telefoons toch iets waterbestendiger te maken. Een veelbelovende oplossing komt uit de hoek van het bedrijf HzO. Dit bedrijf heeft een nanocoating ontwikkeld die op alle componenten van de telefoon gesprayd wordt en zo kan voorkomen dat er kortsluiting optreedt. Mocht deze coating massaal in gebruik genomen worden, dan kun je straks, tijdens het baantjes trekken gewoon even je sms’jes checken.

23

Dien

st La

ndel

ijk G

ebie

d

Geniet van het zicht van deze paden, nu het nog kan.

Whe

nweb

elon

gHeerlijk, plastic! Mijn favoriet!

Phili

p Kr

antz

, Cha

lmer

sz

Labmuisjes, jullie redding is nabij!

polymeer, polyminderEen aantal studenten van de gerenommeerde universiteit Yale heeft tijdens een schoolreisje naar de Equadoriaanse amazone een schimmel ontdekt die kan overleven op enkel en alleen polyurethaan. Polyurethaan is een plastic dat vooral voorkomt in kunstleer, verf, lijm en PUR. Dit plastic kan normaal alleen afgebroken worden door middel van verbranding maar dankzij Pestalotiopsis Microspora is er weer een veelbelovende toevoeging op het recycling reper-toire. Deze schimmel kan ook zonder zuurstof prima genie-ten van zijn stugge maaltje en zou hij dus ook op de bodem van een vuilnisbelt zijn werk efficiënt kunnen vervullen.

rainbow roadDe knappe koppen van Nederland werken nonstop aan een oplossing voor de groeiende vraag naar energie. Bij TNO denken ze de oplossing te hebben gevonden. Waarvan hebben we een overschot in Nederland? Juist, fietspaden! Deze smalle rode weggetjes krioelen door het hele land en beslaan samen een oppervlakte van bijna 40 vierkante kilometer. De bedoeling van het SolaRoad project is dat een gedeelte van de fietspaden uitgerust gaat worden met zon-necellen, die de energievraag van wegverlichting, verkeers-installaties en ook huishoudens zal vervullen. De paden zullen bestaan uit betonnen elementen van 1,5 bij 2,5 meter met een 1 centimeter dikke toplaag van ruw gehard glas. Onder deze laag liggen de kristallijne silicium zonnecellen verantwoordelijk voor de energiewinning.

i am legendOp je zeventiende speelde je natuurlijk gewoon nog com-puterspelletjes en de middelbare school was een hobby voor erbij. Nou, niet voor de zeventien jarige Angela Zhang. Dit Californische wonderkind heeft wellicht de oplossing tegen kanker ontdekt. Op haar vijftiende levensjaar kwam ze erachter dat ze biotechnologie best interessant vond en begon ze zich in te lezen in al het materiaal dat ze kon vin-den. De kern van de behandeling is een door haar ontwor-pen molecuul, dat zich hecht aan een kankercel. Door met een infraroodstraal de kankercel te beschijnen, smelt het molecuul en komt het medicijn vrij. Bij testen op labmuis-jes waren de tumoren nergens meer te vinden.

24

ABB

and

GM

Je ziet ze steeds meer voorbij komen: elektrische auto’s. Ze hebben een relatief klein motortje, maar enorme accu’s.Deze hebben ze nodig om toch een grote afstand te kunnen afleggen. Hoe komt het dat deze auto’s nu weer in opkomst zijn?

AccuHet basisprincipe van een accu is vrij simpel. Een accu is een elektrochemische cel met twee halfcellen, ook wel elek-trodes genoemd. De negatieve elektrode heeft een teveel aan elektronen en de positieve elektrode heeft een tekort aan elektronen. Wanneer deze verbonden worden gaat er een stroom lopen tussen de elektroden.

De eerste echte accu werd gemaakt door de Italiaan Ales-sandro Conte Di Volta in 1780. Dit gebeurde nadat Luigi Gal-vani had ontdekt dat kikkerpoten stuiptrekkingen gingen vertonen wanneer deze in contact kwamen met verschil-lende soorten metaal. De eerste accu bestond uit platen koper en zink die op elkaar gestapeld waren, gescheiden door met zoutoplossing doordrenkte stukken vilt. Dit werd de Voltatoren genoemd. Wanneer hij een draadje tussen een koperen en een zinken plaat legde, begon er stroom te

lopen tussen deze platen. Pas in 1859 werd de welbekende loodaccu bedacht. Deze werd bedacht door de Fransman Gaston Planté. Deze accu werkt met een elektrode van lood en een elektrode van loodoxide, beiden omringd door een zwavelzuuroplossing. Bij het ontladen ontstaat er loodsul-faat, wanneer een van beide elektroden volledig omgezet is naar dit loodsulfaat, is de accu ‘dood’. Tijdens het opladen verandert dit loodsulfaat weer terug in loodoxide en lood. De energiedichtheid van deze accu ligt rond de 35 Wh/kg.

ElEktrischE AutoDe geschiedenis van de elektrische auto gaat terug tot 1835. In dat jaar bouwde de Groninger Stratingh het eerste elektrische voertuig. Pas vijftig jaar later werden echte elektrische vervoersmiddelen op grote schaal in gebruik genomen. Dit kwam door de uitvinding van de herlaadbare accu. De elektrische auto was zeer populair, doordat de ver-brandingsmotor onbetrouwbaar was en benzine was in die tijd extreem duur. In de twintigste eeuw werd de benzine goedkoper waardoor de verbrandingsmotor populairder werd. Om deze reden bleven ook de verdere ontwikkelin-gen onder de elektrische auto’s achter tot de jaren vijftig. Het grote nadeel van de elektrische auto’s is dat de accu’s zeer zwaar zijn. Ze bevatten ongeveer 180 keer minder energie per kilogram dan benzine. Daarnaast duurt het lang om een accu op te laden. Hier ligt dus een probleem dat opgelost moet worden.

Tank je accu

25

Werking van de ‘semi-solid flow cell’

Uni

vers

iteits

mus

eum

Gro

ning

en

Eerste elektrische auto

Gree

ncar

cong

ress

VErbEtEringIn de jaren zeventig bouwde M. Stanley Whittingham de eerste lithiumaccu. Hij gebruikte titanium(II)-sulfide voor de kathode en lithium voor de anode. Deze nieuwe accu bevatte veel meer energie per kilo dan de oude loodaccu, maar was niet herlaadbaar. John Goodenough ontdekte in 1979 ontdekte een oplaadbare accu met hoge energiedicht-heid, gemaakt met een positieve elektrode van lithiumco-baltoxide en lithium als negatieve elektrode. Lithiumcobal-toxide is een stabiele elektrode die lithiumionen afgeeft. Dit geeft als voordeel dat voor de negatieve elektrode allerlei verschillende stoffen, die lithiumionen op kunnen nemen, gebruikt kunnen worden. Hierdoor ontstond een compleet nieuwe reeks van verschillende lithium-ion batte-rijen en accu’s. Na deze uitvinding is er nog veel ontwikkeld aan de lithium-ion batterij waardoor deze tegenwoordig een energiedichtheid heeft van 160 Wh/kg en een relatief lange levensduur. Dit geeft al meer hoop voor de elektri-sche auto; de accu’s zijn vijf keer zo licht en gaan langer mee. Nadelen van deze accu’s zijn dat ze kostbaar zijn, dat de levensduur bij hogere temperaturen snel afneemt en in een aantal gevallen zijn deze accu’s explosief. Het grootste nadeel is nog het opladen. Een lithiumaccu heeft drie uur nodig om volledig opgeladen te worden.

VloEibArE AccuIn 2011 is er een geheel nieuwe aanpak geweest voor het ontwikkelen van autoaccu’s. Het heet de ‘semi-solid flow cell’. Met dit type ‘accu’ kan er getankt worden zoals bij een normale auto en kan er op elektriciteit gereden worden.

Deze vloeibare accu heeft dezelfde basiswerking als de conventionele accu’s. Er is een vloeistof waarin vaste ‘geladen’ deeltjes drijven. Deze deeltjes zijn hetzelfde als in de lithium-ion-accu. Deze worden langs elkaar geleid met als tussenwand een membraan. Dit staat afgebeeld in onderstaande afbeelding. Door dit membraan gaat een stroom lopen welke wordt gebruikt voor het aandrijven van de motor. De vloeistoffen bestaan voor veertig procent uit vaste deeltjes. In deze verhouding levert dit systeem maximaal 309 Wh/kg. Dit is bijna twee keer zoveel als een accu met dezelfde vaste stoffen. De gebruikte deel-tjes worden gescheiden van de geladen deeltjes. Bij het tanken worden de gebruikte deeltjes teruggegeven aan het tankstation en worden geladen deeltjes het systeem in gepompt. Het tankstation laadt dan de vloeistof weer op. Daarnaast kun je thuis ook je auto opladen met netstroom. Nog een bijkomend voordeel is dat dit systeem goedkoper is dan het gebruik van conventionele accu’s. Het plan is om dit systeem te gaan testen aan het eind van 2013.

Door de stijgende olieprijzen en de geweldige nieuwe ontwikkelingen kan het niet lang meer duren voordat iedereen op elektriciteit rijdt. Door de nieuwe semi-solid flow cell gaat het bijvullen niet alleen sneller maar hoeft de handeling van het tanken ook niet meer te veranderen. Het schone rijden ligt niet ver meer bij ons vandaan.

Pieter Wijne

26

| Gadgets

> Met de twee ingebouwde camera’s kun je alles en iedereen bespioneren. Bestuur deze iPhone AR drone Parrot Quadricopter met je iPhone en ga tijdens je project bij de concurrerende groepjes een kijkje, van bovenaf, nemen om ze zo in de gaten te houden en natuurlijk ook te verslaan.www.gadgethouse.com | € 299,-

> Tover je badkamer om in een scene uit een horrorfilm. Iedereen zal zich doodschrikken als zij de badkamer binnengaan als jij net klaar bent met douchen. Met deze bloedbad douche-mat lijkt het of je net aan de dood ontsnapt bent. Deze mat verkleurd door contact met water.www.grab-it.nl | € 19,95

> Lekker op de bank zitten en je computer bedienen alsof je de tv bedient. Met dit minitoetsenbord met trackpad heb je geen muis en groot toetsenbord meer nodig om je pc te bedienen. Geen gedoe met te korte kabels en dichtbij je pc zitten. Dit kan allemaal dankzij dit Promini Wireless Keyboard. Met zijn kleine formaat en bereik tot dertig meter is dit een ideaal toetsenbord .www.coolest-gadgets.com | € 45,50

27

Heb jij ook altijd last van die insec-ten met hun gezoem, maar heb je geen zin in vieze vlekken op de muur door het doodslaan van een insect? Zuig het insect dan op met deze fly-goodbye bug vacuum gun. Het insect wordt opgezogen door dit pistool en vastgehouden totdat je hem vrijlaat.www.thinkgeek.com | € 23,-

Zelfs bij het klok kijken kun je je wiskundeskills trainen. Kijk op deze klok en laat je hersens kraken om te bepalen hoe laat het is. Met deze Math Class Wall Clock is het allemaal mogelijkwww.amazon.com | € 15,-

> Geen zin meer in al die kabels in je kamer? Schilder deze dan op je muur en vloer met deze ge-leidende verf. Nooit meer achter kabels blijven haken of struikelen en je pimpt meteen je kamer met een vette muurschildering.www.thinkgeek.com | € 23,-

> Een goede grap is nooit weg. Leen je huis-genoot, vriend of studiegenoot een keer je zwembroek uit. Na drie minuutjes zwem-men is deze volledig opgelost. Hij had beter thuis kunnen blijven.www.webwinkelhof.nl | € 12,95

>

>

29

Greg

Che

rry

In de huidige maatschappij verwerft men status door met de nieuwste en meest geavanceerde gadgets te pronken. In de toekomst wordt het pochen met de nieuwste holografische snufjes. Wetenschappers zijn bezig de grenzen van technologieën zoals holografie op te zoeken. Deze zijn echter nog lang niet gevonden.

Fata morgana

30

Wyk

is

afbeelding 1: opname

Wyk

is

afbeelding 2: reconstructie

Werking van holografieHolografie komt, zoals vele wetenschappelijke termen uit het Oudgrieks, en bestaat uit twee delen, holos en grafein. Holos betekent volledig, en grafein betekent schrijven. Door middel van holografie kan een driedimensionaal object afgebeeld worden op een tweedimensionaal oppervlak zonder dat het zijn diepte verliest. Een holografische afbeelding is dus een beeld dat verandert wanneer je er vanuit een andere hoek naar kijkt. Bij een hologram kan de kijker de diepte van het beeld zien, zonder hulpmiddelen als bijvoorbeeld een bril, die wel nodig is bij 3D-televisies. Holografie is een verschijnsel dat werkt door interferentie van licht. Licht kan beschouwd worden als een golfverschijnsel. In afbeelding 1 is een opstelling weergegeven waar een hologram opgenomen wordt op speciaal daarvoor geschikt fotografisch materiaal. Een coherente lichtstraal, uitgezonden door een laser, wordt door een deelspiegel gedeeltelijk doorgelaten en gedeeltelijk gereflecteerd. De gereflecteerde lichtstraal, ook wel de referentiestraal genoemd, schijnt via een spiegel op een fotografische plaat. De andere lichtstraal, die door de deelspiegel heen schijnt, schijnt op het te beschrijven object. Deze lichtbundel schijnt op elk punt van het object en het licht kaatst alle kanten op, waaronder de kant van het fotografische materiaal. Op het fotografische materiaal komen deze twee stralen dus weer samen. Ze zijn echter uit fase omdat ze ieder een eigen weg afgelegd hebben. De twee stralen doven elkaar dus op bepaalde plaatsen en op andere plaatsen versterken ze elkaar: er treedt interferentie op. Het patroon dat gecreëerd wordt door de interferentie wordt vastgelegd op het fotografische materiaal.

In afbeelding 2 is te zien hoe een hologram zichtbaar gemaakt kan worden. De referentiestraal heeft plaatsge-maakt voor de reconstructiebundel. Wanneer deze bundel

het fotografische materiaal raakt onder dezelfde hoek als de referentiebundel, verschijnt er voor degene die het licht opvangt een virtueel driedimensionale afbeelding achter het oppervlak. Door tijdens de opnames het object en het fotografische materiaal beiden te laten draaien kunnen er meerdere perspectieven in een afbeelding gecreëerd worden. Door geavanceerde technologieën toe te passen tijdens de opnames kunnen er hologrammen gecreëerd worden die ook bij normaal licht waargenomen kunnen worden.

Simpele eerSte toepaSSingenHolografie zit in bijna alle overheidsdocumenten. Kijk maar naar een identificatiekaart, een bankbiljet, een rijbewijs of een paspoort. Deze hologrammen zijn echter zeer simpel en er zijn meestal maar enkele aangezichten te vinden. Hologrammen hebben de potentie om veel meer te worden dan deze simpele visuele trucjes. Zo zijn vele film- en seriemakers al gevallen voor de techniek die misschien ooit mogelijk zal zijn. In meerdere films en series zijn er ruimtes te zien die met één druk op de knop veranderen in compleet geanimeerde interactieve ruimtes.

huidig onderzoek en doorbrakenHet zal nog wel even duren voor er een optie is om een holografische ruimte aan te leggen in je huis, maar de basis wordt al wel zeker gelegd. Zo zijn wetenschappers aan de universiteit van Tokyo bezig met “touchable holograms”. De hologrammen die gecreëerd worden, kunnen door een

31

holografie op een 50-eurobiljet

Hei

ke Lö

chel

Wist je dat...Iedereen stiekem een zwak heeft voor olifanten. Zo ook de Japanse wetenschappers, die bezig zijn aan de “toucha-ble holograms”. Scan de onderstaande QR-code voor een filmpje, waarin een olifant vrolijk rondspringt op de hand van één van de onderzoekers en zoals een echte olifant betaamt tegengas geeft.

hand bewogen worden en door middel van supersonische golven voelt degene die de hologrammen voortduwt ook een reactie van de holografische creaties.

Holografie kan ook gebruikt worden om informatie op te slaan in kristallen. Op deze holografische kristallen kunnen veel meer bestanden opgeslagen worden dan op Cd’s of Dvd’s. Dit omdat er niet alleen op de oppervlakte van de schijf data wordt opgeslagen, maar in een driedimensionale ruimte. De opslagcapaciteit kan oplopen tot één Terabyte, in een kristal ter grootte van een suikerklontje.

Ook wordt er gewerkt aan medische toepassingen voor holografie. Zo zou je door middel van holografische technieken het lichaam van een patiënt in kaart kunnen brengen door maar één foto te maken, terwijl er nu nog een hele serie foto’s nodig is om een gedetailleerd beeld te krijgen van de kwalen van de patiënt.

holografie in de toekomStHolografie zal zich nog veel verder gaan uitbreiden en in verschillende elektronica geplaatst worden. Denk bijvoor-beeld aan de holofoon; bellen met vrienden die voor je neus in miniatuur hun verhaal doen. De eerstvolgende stap die waarschijnlijk goed zal aanslaan bij het publiek is de holografische televisie. Dit kan echter nog wel even duren,

aangezien er bij het maken van een stilstaand beeld al aardig wat komt kijken, laat staan bij een bewegend beeld. Als wetenschappers er in slagen om deze televisie toch te ontwikkelen, kunnen de 3D-brillen en ook de 3D-tv’s de vuilnisbak in. Maar dan moet de filmwereld wel eerst camera’s ontwikkelen die ingewikkelde en snel veranderende beelden kunnen vastleggen in een medium dat meerdere interferentie patronen op kan slaan. Deze beelden moeten dan ook weer worden overgedragen naar een beeldscherm dat deze net zo snel en gedetailleerd kan tonen. Als deze televisie samengevoegd wordt met de “touchable holograms” zijn we al aardig op weg naar de virtuele interactieve kamer.

Holografie is een veelbelovend verschijnsel, waar we in de toekomst nog veel plezier aan kunnen beleven mochten de wetenschappers grote vooruitgangen boeken. Iedereen wil toch een plekje waar hij zijn eigen droomwereld vorm kan geven en werkelijk in rond kan lopen.

Jeffrey Minnaard

32

Sand

er v

an W

eper

en

Sander van Weperen vertelt over zijn ervaringen tijdens zijn stage in de Verenigde Staten.

Vorig jaar in juli ben ik naar de Verenigde Staten vertrokken om stage te lopen bij het Florida Institute for Human and Machine Cognition in Pensacola. Hier heb ik vijf maanden in een robotlab gewerkt aan de aansturing van menselijke robots. Voor de aansturing van dit type robots werd tot nog toe vooral het onderlichaam gebruikt.

StageHet doel van mijn stage was om de stabiliteit van de robot te verbeteren door middel van het gebruik van het boven-lichaam, hier heb ik met een Amerikaan onderzoek naar gedaan aan de hand van de volgende twee strategieën. De eerste was het bovenlichaam laten zwaaien in de richting

waarin de robot geduwd wordt. Als tweede het gebruik van de armen om de robot zichzelf af te laten duwen van een wand. Mijn stage begon met het leren werken met Java en het simulatiepakket waarmee de robots en de benodigde controleacties geprogrammeerd werden. Daarna hebben we de eerste maanden gewerkt aan het testen van de bovengenoemde strategieën op gesimplificeerde modellen van een menselijke robot. Deze modellen bestonden uit een ‘single inverted pendulum’ met daarop een ellipsoïde met de massa en massatraagheid van de werkelijke robot. Voor dit simpele model bestond er een algoritme om het boven-lichaam te bewegen als reactie op een verstoring om niet om te vallen. Dit hebben wij aangevuld met het gebruik van de armen tijdens het lopen. Wanneer de robot tijdens het lopen werd geduwd, kon deze de zijdelingse verstoring opvangen door zich tegen een muur af te zetten. Aangezien beide strategieën op dit model werkten, zijn we hierna begonnen deze te implementeren op een compleet gesimu-leerde menselijk robot. Uit deze simulaties hebben we de eerste positieve resultaten gehaald en mijn Amerikaanse ex-collega is nu nog bezig om dit verder te ontwikkelen.

Buitenlandverhaal

33

Simulatie van de robot met behulp van de computer

Sand

er v

an W

eper

en

CultuurTijdens mijn tijd in de Verenigde Staten heb ik geprobeerd zoveel mogelijk van de Amerikaanse cultuur op te snuiven. Wat me vooral is opgevallen is het idee dat je alles kunt frituren: deep fried oreo’s, snickers, noem maar op. Ook de extreme vriendelijkheid en het nog extremere geloof in God vielen op. Van het laatste valt vooral de volharding op waarmee men iedereen probeert over te halen. Ik sprak een jongen op straat die mij vertelde dat hij ooit van het pad af was. Hij dronk, gebruikte drugs en leefde op straat. Op een dag werd hij wakker in een kerk en kreeg een Bijbel over-handigd. Hij begon te lezen en te geloven. Sindsdien is hij weer op het rechte pad. Hij probeerde mij nog iedere keer te bekeren wanneer ik hem tegenkwam. Het is overigens heel normaal dat iemand je in een café aanspreekt, of dat iemand je de weg wijst als je verdwaasd om je heen kijkt. De verschillen tussen arm en rijk zijn een stuk groter dan in Nederland. Je ziet veel dure auto’s, maar het puilt ook uit van de zwervers. Ik las in een boek, dat de Verenigde Staten vergeleek met Nederland, een mooie uitspraak: ‘de inwo-ners van de VS zijn individueel vriendelijker, maar collectief juist minder, voor Nederland geldt het tegenovergestelde.’

reizenTot en met oktober was het elk weekend strandweer, iets waar ik natuurlijk maximaal gebruik van heb gemaakt. Doordeweeks was ik bezig met robots programmeren en in het weekend kon ik ontspannen op het strand. Als je in de Verenigde Staten bent, wil je zo veel mogelijk zien, dus ik ben onder andere naar New York, Boston en New Orleans

geweest. De reis naar Boston was vooral om Boston Dyna-mics te bezoeken, waar het project dat ik deed een subcon-tract van was. Deze trip hebben we echter een paar dagen verlengd om wat van Boston te zien. Zo hebben we onder andere de gerenommeerde universiteiten MIT en Harvard bezocht. Bij Boston Dynamics hebben we meerdere verga-deringen bijgewoond en een kijkje achter de schermen ge-nomen in het lab waar de, onder robotici bekende, BigDog en PetMan zijn ontwikkeld.

In de VS heb ik nog veel meer gedaan. Ik heb een bezoek gebracht aan Times Square, Manhattan, en vele tropische oorden. Ik heb gefeest in foute discotheken, geschaatst in een t-shirt, een airshow van het demonstratieteam van de Amerikaanse luchtmacht en een fair bezocht. Deze fair was een belachelijk grote kermis met allerlei attracties waar-van de betrouwbaarheid dubieus was. Na mijn stage heb ik met mijn vriendin twee weken gereisd. We hebben een auto gehuurd en zijn daarmee van het noordelijke gelegen Pensacola helemaal naar het zuiden van Florida gereden. Onderweg hebben we nog van alles bewonderd zoals de stranden in Miami en het Caribische Key West.

Ter afsluiting wil ik iedereen aanraden om tijdens je studie naar het buitenland te gaan. De mogelijkheid is er, en het is zeker de moeite waard. Sander van Weperen

35

nile

guid

e

Tegenwoordig heeft bijna iedereen een smartphone. Als je die van jezelf vergelijkt met die van anderen, zijn verschillen in de kwaliteit van het beeldscherm duidelijk zichtbaar. Vooral aan de scherpte en warmte van foto’s en teksten kan je goed deze verschillen op het beeldscherm zien. Dit artikel zal uitleggen hoe het komt dat die verschillen zichtbaar zijn, wat de huidige ontwikkelingen zijn en hoe deze nog verder zullen gaan in de toekomst.

Beeldscherp

36

Mat

thew

Rol

lings

RG-BG rangschikking

GeschiedenisEr waren ooit twee verschillende lijnen omtrent de ontwik-keling van beeldschermen. Allereerst de lijn waar mecha-nische en elektronische principes gecombineerd werden en daarnaast de puur elektronische lijn. Al snel werd de ontwikkeling van beeldschermen puur op elektronische principes gebaseerd. De werking van de eerste beeldbuis is gebaseerd op het principe van elektronen die op het scherm afgeschoten werden. Het was dan ook letterlijk een beeldbuis waar de elektronen doorheen geschoten werden. De verdere ontwikkeling van het beeldscherm heeft geleid tot verschillende typen beeldschermen die we grofweg in drie groepen kunnen thuisbrengen.

Typen beeldschermenDe eerste groep is de groep van de LCD’s. De werking hier-van is gebaseerd op het effect dat vloeibare kristallen in het beeldscherm in staat zijn de polarisatierichting van licht te draaien als er een elektrische spanning op wordt gezet. De tweede groep is de groep plasmaschermen. Het werkings-principe van een plasmascherm lijkt op die van een TL-buis. In elk beeldpunt van een plasmascherm bevindt zich een gas en een kruispunt van twee koperdraden. Door het span-ningsverschil tussen de draden wordt ultraviolet uitgezon-den. Een poederlaagje waar fosfor inzit zet dit ultraviolette licht dan om in rood, groen of blauw licht. De kleur van het licht is afhankelijk van het fosfor. De derde groep is die van de OLED’s. OLED staat voor Organic Light Emitting Display. De werking van de OLED lijkt op die van het plasmascherm. Het enige verschil is dat voor iedere sub-pixel een LED wordt gebruikt in plaats van een fosfor in combinatie met ultraviolet licht. Op de werking van de OLED wordt nader ingegaan in het artikel van Nicky Mol in jaargang 15 editie 1 van de Slurf. In dit artikel wordt de werking van de ‘active matrix’ OLED, ook wel AMOLED uitgelegd. Bij zo’n AMO-LED worden de pixels aangestuurd door een TFT, Thin Film Transistor. Met een TFT wordt minder stroom verbruikt om de juiste pixels aan- of uit te zetten dan dat er gebruikt zou worden bij het aan- en uitzetten van de gehele anode- en kathodestroken, zoals gebeurt bij de ‘passive matrix’ OLED. Hierdoor zou bijvoorbeeld de batterij van een telefoon met een AMOLED scherm langer mee gaan. Tegenwoordig zijn bijna alle beeldschermen van mobiele telefoons en andere elektronische apparaten met kleine beeldschermen gemaakt van AMOLED’s. Andere verschillende typen scher-men zijn niet allemaal geschikt voor de kleine afmeting die nodig is voor een telefoon. De rest van dit artikel zal alleen nog gaan over beeldschermen die qua afmeting geschikt zijn voor mobiele telefoons: AMOLED’s.

Beeldschermen verschillen erg in onder andere helderheid en grote van de kijkhoek, dit komt door de rangschikking van de sub-pixels. Alle pixels op je telefoon bestaan uit meerdere sub-pixels. Elke sub-pixel wordt gebruikt voor een bepaalde kleur van de pixel: rood, groen of blauw. Een begrip als PenTile refereert naar de rangschikking van de sub-pixels binnen een pixel.

penTile ranGschikkinGBij PenTile displays zijn de sub-pixels gerangschikt in de volgorde RG-BG: rood, groen, blauw, groen. De reden voor deze rangschikking is de reductie in het aantal benodigde sub-pixels. Op de PenTile manier van rangschikken heb je namelijk één-derde minder sub-pixels nodig omdat je na elke blauwe of rode sub-pixel een groene sub-pixel gebruikt. Door het gebruik van minder sub-pixel is het energieverbruik aanzienlijk lager. Verder zijn AMOLED schermen lastig om te produceren. De reductie van het aan-tal sub-pixels vereenvoudigt de productie van de schermen. Ook haalt deze reductie de prijs van de schermen omlaag. Bij Super AMOLED schermen wordt elke pixel opgebouwd uit acht sub-pixels volgens de PenTile rangschikking. Als je goed naar zo’n Super AMOLED scherm kijkt, kun je het effect van deze reductie in sub-pixels zien. Vooral warme kleuren worden killer en grijzer dan voorheen en tekst ziet eruit alsof het uitgeveegd is.

samsunGSamsung is veel bezig met de ontwikkeling van de AMO-LED’s voor haar telefoons. Met het grijze, uitgeveegde beeld van de Super AMOLED’s is Samsung niet content en daarom heeft zij de Super AMOLED Plus schermen op de markt gebracht. Deze schermen hebben een rangschikking zoals die gebruikelijk is bij andere beeldschermen. Deze schermen hebben namelijk een RGB-RGB rangschikking. Dat betekent dat de schermen twaalf sub-pixels per pixel bevatten en dat er dus geen reductie in het aantal pixels is.

37

Verschillende telefoons met AMOLED schermen

flick

r.com

Bij beeldschermen met een normale rangschikking worden in vergelijking tot de beeldschermen met een PenTile rang-schikking dus meer sub-pixels gebruikt, maar de beeldkwa-liteit is dan ook wel aanzienlijk beter. Als gebruiker van zo’n scherm zie je dit terug in extra schermelementen, zoals hel-derheid en warmte, die verdwenen waren bij het gebruik van de PenTile techniek. Er is inmiddels door Samsung ook een HD variant van de Super AMOLED Plus ontwikkeld, logischerwijs de HD Super AMOLED Plus genoemd. Dat is mogelijk gemaakt door het gebruik van andere materialen en een ander productieproces dan voorheen. Een nadeel bij deze HD schermen is dat er weer een PenTile rangschik-king gebruikt moet worden en de kwaliteit van het beeld daarmee achteruit gaat. Inmiddels heeft Samsung deze HD variant verder ontwikkeld en noemt het Real Stripe. Dit Real Stripe beeldscherm heeft ook de ´normale´ RGB rangschikking in plaats van de PenTile rangschikking. Dit wordt mogelijk gemaakt dankzij gebruik van de LITI, Laser

Induced Thermal Imaging, techniek. Deze techniek kan een hogere resolutie en grotere nauwkeurigheid aan en is goed-koper dan de Fine-Metal-Mask techniek die daarvoor werd gebruikt. Het nadeel aan de LITI techniek is dat het thermi-sche defecten in de OLED kan veroorzaken. Hier moet eerst een oplossing voor worden gevonden voordat deze Real Stripe echt in gebruik kan worden genomen.

Beeldschermen van telefoons worden mooier en hebben een steeds hogere kwaliteit. Sommige nieuwe technieken zijn echter nog niet toepasbaar. Waarschijnlijk zullen in de toekomst ook televisies en laptops gemaakt worden van OLED’s, omdat deze een grote kijkhoek hebben en energie-zuinig zijn.

Merle van der Kroft

38

Bert

Ouw

erke

rk

Ik was op zoek naar een afstudeeropdracht in de specialisatie Energietechniek als onderdeel van de Mechanical Engineering master Sustainable Processes and Energy Technologies. In die zoektocht heb ik een aantal professoren en promo-vendi gesproken. Toen een van de professoren tegen mij zei: “Je wilt natuurlijk dat je afstuderen de kroon op je studie is”, had ik mijn begeleider gevonden.

CCGTHet was prof. J.P. van Buijtenen van de gasturbinesectie en via hem kwam ik terecht bij een onderzoek van Electrabel naar hun nieuwste centrale in Nederland: de Maximacen-trale in Flevoland. Electrabel is met meer dan 5 000 MW aan geïnstalleerd vermogen de grootste elektriciteitsprodu-cent van Nederland. Electrabel is misschien minder bekend

bij het grote publiek, omdat ze voornamelijk aan bedrijven leveren en slechts een kleine particuliere tak hebben.De Maximacentrale is een Combined Cycle Gas Turbine, CCGT, centrale. Dit houdt in dat er elektriciteit wordt op-gewekt door zowel een gasturbine als stoomturbine. Het mooie van deze opstelling is dat met de warmte van de hete rookgassen uit de gasturbine stoom opgewekt wordt. Dit gebeurt in de stoomgenerator om de stoomturbines aan te drijven. Hiermee wordt een rendement behaald van bijna zestig procent. Een ander groot voordeel van een gasturbinecentrale is dat de gasturbine snel opgestart en uitgeschakeld kan worden. Hierdoor zijn deze energie-centrales, aangedreven door gasturbines, geschikt voor het volgen van de energievraag. De stoomgenerator, of Heat Recovery Steam Generator, HRSG, waarin met hete rookgassen de stoom wordt geproduceerd, mag echter niet te snel opwarmen of afkoelen. Hierdoor kunnen de thermische spanningen in het materiaal te groot worden en kan de stoomgenerator beschadigd raken. Een HRSG is een aaneenschakeling van warmtewisselaars waarin water wordt voorverwarmd in een ‘economiser’, verdampt in een ‘evaporator’, stoom en water worden gescheiden in een ‘drum’ en de stoom wordt oververhit in een ‘superheater’. Elke warmtewisselaar bestaat uit een grote verzameling buizen waar het water en de stoom doorheen stromen. Om zoveel mogelijk van de energie in de rookgassen om te zetten in elektriciteit, vindt dit proces op drie verschillende

Afstudeerverhaal

39

overzicht van de centrale

Bert

Ouw

erke

rk

Bert ondertekent zijn bul

drukniveaus parallel aan elkaar plaats. Er zijn dus ook drie stoomturbines: een lage-, middel- en hogedrukturbine. Hoewel het in principe dus een waterkoker is, is het wel een heel geavanceerde waterkoker.

HeT onderzoekEen groeiend aandeel van de elektriciteit die geproduceerd wordt in Nederland wordt opgewekt uit wind- en zonne-energie. Deze bronnen leveren niet altijd evenveel energie en daarom verwacht Electrabel dat het zijn centra-les steeds flexibeler in zal moeten zetten. Om uit te zoeken hoe de centrale op een betrouwbare manier flexibel ingezet kan worden is een onderzoek gestart naar het dynamische gedrag van de Maximacentrale. Dit is het promotieonder-zoek van ir. S.Z. Boksteen aan de Process & Energy sectie van 3mE. Voor mijn afstuderen heb ik in het kader van dit onderzoek de opdracht aangenomen om een dynamisch model van de stoomgenerator te ontwikkelen.

Doel van het onderzoek was het realiseren van een dyna-misch model van de HRSG dat het volledige operationele bereik van de bestaande HRSG kan simuleren. Simulaties met dit model maken temperatuursveranderingen in onderdelen van de HRSG inzichtelijk, zodat deze gebruikt kunnen worden om thermische spanningen in die on-derdelen te berekenen. Deze spanningen kunnen vervol-gens gebruikt worden als input voor de regeling van het opstarten en afkoelen van de HRSG. Ik heb ervoor gekozen dit model te gaan ontwikkelen met het programma Dy-mola. Dit programma maakt gebruikt van de relatief jonge programmeertaal Modelica. Modelica is ontwikkeld om dynamische systemen op een object georiënteerde wijze te beschrijven. Object georiënteerd houdt in dat er bepaalde ‘parent’ modellen ontwikkeld kunnen worden en dat deze

vervolgens herbruikbaar zijn. Aangezien een HRSG een aaneenschakeling is van warmtewisselaars levert dit een flinke tijdwinst op. Om het omzetten van water in stoom dynamisch te modelleren moet er warmteoverdracht van hete gassen naar staal, stoom en een combinatie van water en stoom gemodelleerd worden. Het bleek uiteindelijk dat het programma niet in staat was om het volledige systeem te simuleren. Afzonderlijke onderdelen werkten wel, ech-teralle stromen aan elkaar gekoppeld werkten niet. Dit was een behoorlijke tegenvaller die flink wat uitloop tot gevolg had. Na overleg en meerdere bezoeken van een professor van de technische universiteit uit Milaan bleek uiteinde-lijk dat dit een probleem is waar meerdere ontwikkelaars tegenaan lopen. Helaas is er nog geen oplossing voor gevonden. Ik heb er toen voor gekozen om niet de gehele HRSG te modelleren, maar één economiser, één evaporator, één drum en één superheater. Uiteindelijk is aangetoond dat het mogelijk is om met het programma Dymola de basis van het dynamische proces te simuleren. Echter, aan het dynamisch modelleren van dergelijke installaties is nog veel te onderzoeken.

Was dit de kroon op mijn studie? Hoewel het gedurende het afstuderen niet zo voelde, voelt het nu ik dit stuk zit te schrijven wel zo. Het afstuderen is een totaalonderzoek, met een kop en een staart. Je moet keuzes maken en het resultaat is zeer zelden wat je ervan verwachtte toen je eraan begon. Je hebt alle vaardigheden nodig die je in de jaren daarvoor hebt opgedaan en een groot deel van de kennis. Als je dan je presentatie hebt gegeven, werk met je commissie hebt bediscussieerd en een krabbel onder je bul hebt mogen zetten, dan voel je je de koning te rijk!

Mocht je interesse hebben dan kun je mailen naar s.z.boksteen@tudelft.nl.

Bert Ouwerkerk

Bert

Ouw

erke

rk

41

Tela

viv

Uni

vers

ity

Op de wereld wordt er elke vijf seconden iemand blind. Blindheid is een veelvoorkomend verschijnsel, dus om deze mensen het leven te vergemakkelijken zijn protheses ontworpen. Hierdoor kunnen blinden fel licht en hoog contrasterende kleuren onderscheiden. Alleen is er tot dusver niets dat het natuurlijke zicht kan evenaren. Het liefst zouden zij weer normaal kunnen zien. Hoever zijn de ontwikkelingen nu omtrent bionische ogen, die het zicht aan blinden teruggeven?

Een oogje op de toekomst

42

Bion

ic Vi

sion

Aust

ralia

Schematische tekenening van het Dobelle-oog

Een foto van een gezond netvlies

Med

isch

Cent

rum

Tw

eede

Exl

oerm

ond

Er zijn verschillende oorzaken waardoor mensen blind worden. Blindheid als aangeboren afwijking of als gevolg van ziekten aan het netvlies zijn het meest voorkomend. Er is hiertegen een aantal behandelingen met medicijnen, maar helaas slaan deze medicijnen maar bij een klein deel van de getroffenen aan. Voor het overgrote deel van de blinden zijn protheses de beste hoop op het herwinnen van hun zicht.

NetvliesAlleen in de eerste drie jaar van het leven kan het visuele centrum zich ontwikkelen. De beelden komen binnen op het netvlies. Hier zitten de voor het zicht gespecialiseerde zenuwcellen, genaamd fotoreceptoren. Deze fotorecep-toren bestaan uit zogenaamde staafjes en kegeltjes, die licht omzetten in elektrische signalen. Deze signalen gaan vervolgens naar de hersenen. Bij blinden functioneert het netvlies vaak niet goed, waardoor de beelden niet omgezet worden in elektrische signalen.

Deze elektrische pulsen veranderen in het echte leven con-tinu vanwege de veranderlijke beelden die je waarneemt. Elke milliseconde komen deze patronen van pulsen van je netvlies, en die vertellen de hersenen wat ze waarnemen. Als de fotoreceptoren langzaam afsterven, wordt men blind. Alleen de ‘outputcellen’ blijven dan nog over, die nor-maal gesproken de signalen doorsturen naar de hersenen. Zonder het netvlies krijgen de ‘outputcellen’ echter geen signalen meer binnen. Een oplossing voor dit probleem zou een apparaat zijn dat de acties van de fotoreceptoren kan nabootsen en signalen kan sturen naar de outputcellen van het netvlies.

Er zijn meerdere innoverende oplossingen bedacht omtrent blindheid. Er is nagedacht over implantaten in de hersenen en ook over elektronische netvliezen. Daarnaast bestaan er ook nog oplossingen met miniatuurcameraatjes.

elektroNisch NetvliesHet bedrijf Second Sight heeft een elektronisch netvlies ontworpen. Dit is een miniatuurcamera in een bril met daarnaast een chip die in het netvlies wordt geïmplanteerd. Deze camera geeft draadloos de beelden van de omgeving door aan de chip. De chip genereert elektrische pulsen die door de zenuwen in het netvlies opgepikt worden en aan de hersenen worden doorgegeven. Dit is ook al kort bespro-ken in de vorige Slurf.

De Argus II, ook een elektronisch netvlies, is in maart 2011 toegelaten tot de Europese markt. Het elektronisch netvlies is bedoeld voor mensen die geheel blind zijn, maar waar-van het netvlies nog zenuwcellen bevat die intact zijn. Dit komt bijvoorbeeld voor bij mensen met de ziekte Retinitis Pigmentosa.

Er is nog meer geëxperimenteerd met elektronische net-vliezen. Eberhart Zrenner en consorten ontwikkelden een implantaat met daarop niet minder dan vijftienhonderd lichtgevoelige transistoren. Na onderzoek leverde de im-plantaat een beeld op van 38 bij 40 pixels. Zelfs het beeld-scherm van een oude Nokia heeft een hogere resolutie.Daarnaast werkt de techniek voor zover bekend alleen bij mensen die ooit wel hebben kunnen zien. Voor mensen die blind zijn geboren biedt het implantaat dus geen soelaas. Maar voor de vijftien miljoen mensen die wereldwijd aan een netvliesaandoening lijden, kan de nieuwe techniek op langere termijn wellicht voor een oplossing zorgen.

43

Een blinde patient met een bionisch oog

BBC

UK

Een oogimplantaat als bionisch oog

Hea

lth

oogprotheseVerder is er een prothese bedacht die de fotoreceptoren kan nabootsen. De prothese bestaat uit twee delen, een decoder en een transducer. De decoder bootst de acties van de fotoreceptoren na, het neemt beelden op en zet ze om in de code van het netvlies. De transducer laat vervolgens de outputcellen de code naar het brein sturen. Het resultaat is een netvliesprothese die een normale output kan produce-ren. Een volledig kapot netvlies kan met deze toevoeging normale signalen uitsturen, wat een heel nieuwe ontwik-keling is.

Dobelle-oogDr. William Dobelle heeft de laatste paar jaar een draag-baar systeem ontwikkeld voor mensen die niet meer in aanmerking komen voor een netvliestransplantatie. De kern van het Dobelle-oog is een directe lijn naar de visuele cortex, het deel van de hersenschors dat invoer van de ogen krijgt. Het apparaat bestaat uit een miniatuurcamera, een ultrasone afstandsmeter, een draagbare computer en een implantaat in de hersenen. De computer vertaalt beelden en afstanden naar elektrische signalen. Deze signalen worden via achtenzestig elektrodes van platina naar de hersenen gestuurd.

De drager van een Dobelle-oog ziet niet op de manier waarop normaalziende mensen waarnemen. Het apparaat geeft een soort witte flitsen op een zwarte achtergrond weer. Naar schatting is het beeld twintig keer minder dan dat van een gezond oog.

ArtificiAl silicoN retiNAASR zijn kleine stukjes siliciumchip die in het netvlies worden gebouwd. De ASR vangt licht op dat op het netvlies valt, en zet dat door middel van de 3 500 ingebouwde zonnecelletjes om in elektrische impulsen. Deze impulsen worden hierna doorgezonden naar de hersenen via de outputcellen.

ArtificAl retiNA compoNeNt chipARCC is ook een siliciumchip die in het netvlies wordt ge-bouwd. De ARCC heeft een energiebron van buitenaf nodig. Met een kleine laser op een bijgeleverde bril wordt de chip van energie voorzien. De ARCC produceert ook een elek-trisch signaal. Die impulsen gaan daarna via de oogzenuw naar de hersenen. In de hersenen worden de elektrische signalen omgezet in beelden.

Al met al zijn er snelgroeiende ontwikkelingen omtrent het bionisch oog. Er zijn verschillende wetenschappers bezig met het verder ontwikkelen van hun oplossingen, waardoor er voor de verschillende oorzaken van blindheid een oplossing zal zijn. Als het in dit tempo door blijft gaan dan zullen blinden binnen de kortste keren weer kunnen genieten van hun zicht.

Suzanne Kuijs

144

Mich

iel19

72

Al 144 jAAr bestuurInmiddels zijn er al 143 besturen van Gezelschap Leeghwa-ter de revue gepasseerd. Momenteel is het de beurt aan het 144ste om het Gezelschap te besturen. In de loop der jaren is er veel veranderd aan de manier waarop Leeghwater be-stuurd wordt. Andere wensen en behoeften van studenten en de faculteit vereisten veranderingen in het takenpakket, en daarmee ook in de functies binnen het bestuur.

Wanneer Adrien Huet, hoogleraar aan de Polytechnische School van Delft, in 1867 Gezelschap Leeghwater opricht, wordt hij zelf president van het eerste bestuur. Dat bestuur bestaat uit drie leden: een president, een secretaris en een vicepresident. Na de oprichting groeit het aantal leden en het aantal activiteiten van het Gezelschap snel en daarmee ook het bestuur. Rond 1900, vlak voordat de studie Elektro- techniek afsplitst van Werktuigbouwkunde, bestaat het bestuur uit vier leden, waaronder een secretaris van Werk-tuigbouwkunde en een secretaris van Electrotechniek. Na de splitsing van de twee studies vervalt de tweede secreta-risfunctie. In de jaren dertig zien we dat er meer aandacht komt voor het bedrijfsleven en worden er steeds meer en grotere excursies georganiseerd. In 1950 zien we dan ook dat het bestuur uit een voorzitter, secretaris, penningmees-ter, excursieleider en archivaris bestaat.

In de jaren zeventig wordt het onderwijs een stuk belang-rijker voor Leeghwater. Hierdoor ontstaat er meer behoefte aan activiteiten rond het onderwijs en wordt er weer een nieuwe functie gevormd. De onderwijsfunctie wordt gesplitst in een commissaris voor informele studie en een commissaris voor studie aangelegenheden, waarna het

bestuur uit zes leden bestaat. Door dalend enthousiasme van de studenten wordt het in 1973 echter heel lastig om nieuwe bestuursleden te vinden. Het bestuur van ‘73-‘74 bestaat dan ook, in plaats van uit de toen gebruikelijke zes bestuurders, het eerste halfjaar uit slechts één persoon. Gelukkig worden in de loop van het jaar twee enthousias-telingen gevonden om wat andere taken van het bestuur over te nemen, waarna het bestuur het tweede halfjaar uit drie man bestaat. Hierna gaat het gelukkig snel beter met het Gezelschap en wordt het makkelijker om nieuwe bestuurders te vinden. In de jaren tachtig worden bedrijven en sponsoring steeds belangrijker voor Leeghwater. Als antwoord op deze verandering komt er een commissaris externe betrekkingen bij. Inmiddels is het aantal bestuurs-leden hiermee op acht komen te liggen.

In 1994 komt er een temponorm: elk jaar moet minstens de helft van de studiepunten gehaald worden. Hierdoor is een jaar bestuur niet meer te combineren met de studie. Gelukkig stelt de TU Delft zes bestuursbeurzen beschikbaar, waardoor de bestuurders niet aan deze eis hoeven te vol-doen. Het bestuur van ’94-’95 bestaat dan ook uit zes leden.

Volgend jaar is het een lustrumjaar, dus komt er een com-missaris lustrum bij. Er zullen acht bestuurders fulltime aan de slag gaan om te zorgen dat het 29ste lustrum gepast gevierd wordt en dat het Gezelschap nog verder groeit. Tijdens het maken van de constitutiefoto’s zal het dus weer ouderwets gezellig worden op het bankje van Huet.

Elise Buiter

| Al 144 jaar...

45

Badi

sche

Zei

tung

Vuur met vuur bestrijden. Een welbekend gezegde dat met antigeluid heel letterlijke vormen aanneemt. Sommige mensen gebruiken oordopjes, anderen steken hun vingers in de oren. Hele kamers en enorme ruimtes worden op allerlei manieren geïsoleerd om geluid uit te sluiten. Er is echter ook een bijzondere methode voor het uitsluiten van geluid, waar geen isolatie aan te pas komt: net zoveel lawaai maken als de ander.

Sssssst, maak eens geluid

46

Haa

de

Schematische uitdoving en versterking van geluidsgolven

BasisBegrip van geluidAntigeluid is niet zoals de naam doet verwachten een stof of substantie die geluid doet verdwijnen. Om uit te leggen hoe antigeluid precies werkt moeten we eerst een basisbe-grip hebben van geluid. Geluid bestaat uit een longitudi-nale golf, ook wel een drukgolf of geluidsgolf genoemd. Het medium van geluidsgolven kan zowel in vaste, vloeibare als in gasvormige fase zijn.

De frequentie van de golven bepaalt de toonhoogte van het geluid. Mensen nemen normaliter frequenties tussen de 20 en 20 000 Hertz waar. Dieren hebben vaak een ander frequentiebereik, dat per soort verschilt. De olifant bijvoor-beeld kan alles waarnemen tussen de 1 en 20 000 Hertz. Voor de waarneming is de intensiteit van de geluidsgolf ook van belang. Als de geluidsintensiteit hoog genoeg is, kunnen we de geluidstrillingen waarnemen. De intensiteit neemt af naarmate het verder van de geluidsbron waarge-nomen wordt.

interferentieInterferentie is de samen- of tegenwerking van verschei-dene golven op dezelfde tijd en plaats. Afhankelijk van de frequentie, amplitude en fase van de golven en de eigen-schappen van het medium kunnen er zich verschillende verschijnselen voordoen. In alle gevallen ontstaan er echter plaatsen met een hogere geluidsintensiteit en plaatsen met een lagere geluidsintensiteit. Een hogere intensiteit ontstaat wanneer de golven in fase zijn, de golven verster-ken elkaar en er ontstaat een buik. Dit wordt constructieve interferentie genoemd. De plekken met een lagere inten-siteit, of zelfs volledige uitdoving, ontstaan wanneer de golven in tegenfase zijn. Deze plekken noemen we knoop-punten, dit type interferentie wordt destructieve interfe-rentie genoemd.

Het is algemeen bekend dat geluid energie is. Dus als men met geluid ander geluid uitdooft kun je de volgende con-clusie trekken: de uitgedoofde golf bevat meer energie. Dus ook bij destructieve interferentie zou je verwachten dat het geluid harder wordt, of dat er in ieder geval meer energie in

zou zitten. Dat klopt, de lucht gaat harder stromen. Alleen de drukverschillen vallen weg bij destructieve interferentie. Ons oor is enkel gevoelig voor drukverschillen, en niet voor luchtstromen.

antigeluid Het principe van antigeluid is gebaseerd op destructieve interferentie. Een microfoon neemt het uit te sluiten geluid op en zorgt dat het in tegenfase wordt teruggestuurd. Het is dus een ingewikkelde manier van geluid dempen met meerdere problemen in de toepassing.

Allereerst is het moeilijk om tot een goed uitgedoofd geluid te komen, het oorspronkelijke geluid moet dezelfde sterkte als het antigeluid hebben. Een kleine afwijking zorgt voor grote verminderingen in uitdoving. Daarnaast heeft men voor het uitdoven van sterke signalen ook een krachtige geluidsbron nodig. Dit kan voor dimensioneringsproble-men van de geluidsbron zorgen. Het volgende probleem ontstaat door het niet in perfecte tegenfase sturen van het antigeluid. Hierdoor wordt het originele signaal niet volledig uitgedoofd, en in sommige situaties zelfs ver-sterkt. Vooral de hogere frequenties zijn moeilijk te doven vanwege de nog kortere reactietijd. Een oplossing is het voorspellen van de vorm van het inkomende geluid. Dit is vooral een goede oplossing van geluidsbronnen die min of meer periodiek dezelfde geluiden produceren. Denk hierbij aan een automotor.De uit te doven golf bestaat in de praktijk niet uit een zuiver harmonische, maar uit een samengestelde trilling. Daarnaast heeft men nog met een zeer complex 3D-inter-ferentiepatroon te maken. Het gevolg hiervan is dat het erg ingewikkeld kan worden om de trillingen uit te doven. In de meeste gevallen lukt het dan ook niet om alle frequen-ties te dempen. De overblijvende frequenties kunnen dan op conventionele manieren gedempt worden.Een conventionele manier van geluidsdemping is bijvoor-beeld door middel van absorptie. Een absorptiedemper absorbeert een teveel aan geluidstrillingen door een laag van geluidsdempend materiaal, zoals steenwol.

Een andere manier van geluidsdemping wordt gedaan door de akoestische reflectiedemper. Deze demper werkt met het principe van interferentie. Een inkomende golf wordt weerkaatst waardoor er op bepaalde plekken lage druk ontstaat. Als op dat punt de opening wordt gemaakt van bijvoorbeeld een uitlaat, dan treedt daar in principe geen geluid naar buiten. Het nadeel van dit principe is dat een

47

Antigeluid genererende muur

Antigeluid koptelefoon

M. v

an O

verb

eek

Crea

tive

reflectiedemper alleen werkt op specifieke in het ontwerp vastgelegde frequenties.

Met antigeluid wordt veel geëxperimenteerd. Er zijn echter nog maar weinig toepassingen op de markt. Een aantal experimenten die wel succesvol zijn, vindt je wel al op de markt.

actief dempende murenDit zijn muren die actief de trillingen tegengaan die ze normaal gesproken zouden doorgeven. Dat gebeurt door middel van piëzo-elektrische plaatjes, deze kunnen name-lijk krimpen en uitzetten wanneer er een spanning over wordt geplaatst. Het voordeel is dat de plaatjes zowel als sensoren en als actuatoren, in dit geval geluidsbronnen, kunnen dienen. De toepassing is volop in ontwikkeling en maakt wel degelijk kans om in productie te komen. Indien deze muren in de handel komen zijn er meteen vele proble-men opgelost rond de geluidsoverlast. Geen last meer van je huisgenoten als er een feest is terwijl jij tentamens moet leren.

KoptelefoonsDe eerste koptelefoons, die antigeluid gebruiken om omge-vingsgeluid uit te sluiten, zijn al op de markt. Deze koptelefoons kun je over het algemeen ook gebruiken zonder er muziek door te laten spelen maar met de antigeluidsfunc-tie aan. Door een combinatie van antigeluid en geluids-dempend materiaal is hij zo goed als geluidsdicht.

andere toepassingenAndere toepassingen van antigeluid liggen bijvoorbeeld bij het oplossen van geluidsoverlast veroorzaakt door snelwegen, vliegvelden en industriële machinerie. Ook Toyota heeft experimenten gedaan met antigeluid om de omgevingsgeluiden en het motorgeluid binnen in de auto te dempen.

In de nabije toekomst is het goed mogelijk dat jij lekker ligt te slapen, terwijl je huisgenoot een feest geeft in de kamer naast de jouwe. Of dat men naast het vliegveld kan wonen zonder ’s nachts wakker te liggen van al het lawaai. Indien de ontwikkelingen in dit tempo doorgaan zal antigeluid de mensen het leven nog een stuk aangenamer maken. Dus, potentiële ingenieurs, laten we aan de slag gaan.

Sander van den Berg

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

49

Do it yourself |

Tijdens deze barre dagen is het

heel vervelend om je handschoen

iedere keer als je telefoon gaat.

uit te moeten doen,

1. Steek een stukje karton in de vingertop, zodat je

de handschoen niet dichtnaait.

Dit is het na te maken logo.

Het logo moet op de

wijsvinger en de

2. Naai het logo in de vingertoppen.

4. Trek de handschoen aan en

test of hij het doet. Zo niet:

naai op de vingertoppen

nog wat extra garen voor

genoeg raakvlak.

3. Om in het Leeghwater chique te gaan is er uiteraard nog

een variatie: naai de fantastische TradFant op de achterkant

van de handschoen.

genaaid.

duim worden

- naald- geleidende garen- handschoenen- karton

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: handschoenen waarmee een touchscreen bediend kan worden.

50

Elke Slurfvergadering werden er weer epische dingen geroepen over het Slurfweekend. De termen ‘ranzig in de Danzig’, ‘major lazeren’ en ‘Fountain of gayness’ werden menigmaal over tafel gegooid. Door deze termen werd ik heel nieuwsgierig naar het Slurfweekend. Gelukkig begon om twaalf uur op de vrijdagmiddag mijn eerste avontuur op de faculteit 3mE. De eerste versies van de artikelen werden ‘major gelazerd’, er moest alleen nog wel een beetje opgewarmd worden. Voor het avondeten waren de tweede versies van de artikelen af. Nu kon ik eindelijk het felbegeerde Chinese voedsel gaan bestellen. Ik kan zeggen dat ik enorm heb genoten van dit eten. Na het eten werd de muziek weer aangezwengeld, en kon er opnieuw gretig gelezen worden. Rond twaalf uur middernacht zat het er weer op. We liepen wel een beetje achter, maar dit kwam zaterdag helemaal weer in orde. Om alles wat er die dag was gebeurd nog even door te spreken zijn we wat gaan drinken. Na van alles besproken te hebben, was het toch wel weer tijd om lekker ons bedje in te kruipen. De volgen-

de dag waren we natuurlijk om tien uur fris en fruitig op de faculteit. Zaterdag heb ik hard gewerkt aan mijn InDesig-nvaardigheden door mijn artikel in InDesign te zetten. ‘s Middags hebben we bovenstaande topfoto gemaakt, we stonden met z’n allen op de reddingsboot van Maritieme Techniek. De laatste dag was iedereen om tien uur weer op het kantoor. Een paar Slurfers hadden hotdogs gehaald, dus daar hebben we heerlijk van gesmikkeld. ‘s Zondags is er nog hard doorgewerkt en uiteindelijk een supermooi eindresultaat neergezet. Ik ben erg blij met mijn eerste Slurfartikel, en ik heb heel erg genoten van het Slurfweek-end. Gelukkig heb ik er hierna nog vier te gaan, het wordt de volgende keer zeker zo fantastisch als deze keer.

Namens de Slurfcommissie,Slurf Hoogh!Suzanne Kuijs, SJ

| Nawoord