New Scientist Wetenschapstalent: de stemming is geopend

Roet meten

Luchtvervuiling kost de wereldwijde economie jaarlijks zo’n vier biljoen euro, mede dankzij de enorme schade voor de gezondheid. Vooral de roetdeeltjes in de lucht zijn erg giftig. Tot nu toe bestaat er echter nog geen blootstellingslimiet voor roetdeeltjes. Het is namelijk erg moeilijk om roetdeeltjes op te sporen in mensen. Hannelore Bové ontwikkelde een techniek waarmee dit wél mogelijk is. Hiervoor stuurt ze superkorte laserpulsen op een biologisch monster af, zoals bloed of urine. De roetdeeltjes in dit monster gedragen zich door de laser als een soort lampje en lichten op. Daardoor kan Bové het aantal roetdeeltjes gemakkelijk tellen. Bové hoopt dat haar onderzoek zal leiden tot het bepalen van een blootstellingslimiet voor roetdeeltjes.

Neuromorfische systemen

Van spraak- en gezichtsherkenning tot spamfilters en routevoorspellingen: kunstmatige intelligentie is tegenwoordig overal. De huidige algoritmen werken op basis van artificiële neurale netwerken. Dit zijn naar onze hersenen gemodelleerde netwerken die weliswaar net als mensen bijzonder goed patronen herkennen, maar waarvoor conventionele supercomputers nodig zijn die heel veel energie vreten en die met het internet verbonden moeten zijn. Yoeri van de Burgt wil het anders doen: niet in de cloud, maar met behulp van lokale en fysieke netwerken die zijn gebouwd met goedkope organische materialen. Zijn inspiratie is de meest efficiënte computer die er bestaat: ons brein. Hij bouwt onze hersenen fysiek na in zogeheten neuromorfische systemen. Door de speciale eigenschappen van de materialen die hij gebruikt, worden energiezuinige neurale netwerken gevormd die kunnen leren op een manier zoals mensen dat doen. Van de Burgt hoopt dat hij kunstmatige intelligentie hiermee naar een hoger niveau kan tillen.

Mechanische metamaterialen

Corentin Coulais houdt zich bezig met mechanische metamaterialen. Dit zijn materialen die je volgens hem kunt zien als eenvoudige machines; je kunt ze namelijk programmeren en interactieve eigenschappen geven. De bijzondere eigenschappen van deze materialen zijn te danken aan hun structuur. Coulais maakt die structuren met behulp van rubber en een 3D-printer. Zo ontwikkelde hij al een programmeerbare schokdemper, maar ook een materiaal dat onder druk een specifieke vorm aanneemt en materiaal dat beweging in één richting doorlaat en vanuit een andere richting blokkeert. Coulais’ droom is dat deze materialen over twintig jaar gebruikt worden in schoenen, fietsen, auto’s en satellieten. Om dit te bereiken werkt hij behalve met studenten ook samen met bedrijven.

Afbreekbaar plastic

Michiel Dusselier ontdekte een fundamenteel nieuwe route voor het ontwikkelen van biologisch afbreekbaar bioplastic. Het gebruik van een onorthodoxe katalysator zorgt er daarbij voor dat er bovendien heel weinig afval ontstaat. Bioplastics kunnen een goed alternatief zijn voor op olie gebaseerde, niet-afbreekbare kunststoffen. Ze kampen echter met hoge kosten en slechte prestaties. Daarom richt Dusselier zich op het verbeteren van de productie van bioplastics, maar onderzoekt hij ook hoe hij hun eigenschappen kan verbeteren. Bioplastics moeten op kunnen lossen in de natuur, maar mogen niet in de winkel al uit elkaar vallen – een lastig probleem. Dusselier hoopt dat zijn bioplastics in de toekomst tot efficiëntere productieprocessen

Algenolie

Peter MooijAlgen zijn microscopisch klein, maar in staat tot grootse dingen – blijkt uit het onderzoek van Peter Mooij. Net als mensen slaan algen energie op voor moeilijke tijden. Terwijl mensen dan een pondje vet opslaan, maken algen olie aan. Deze olie kun je oogsten en bijvoorbeeld gebruiken om auto’s te laten rijden en vliegtuigen te laten vliegen. Mooij gebruikt slimme trucjes om de dikste algen te belonen die meer olie aanmaken. Met een uitgekiend, selectief milieu geeft hij dikke algen namelijk een grotere overlevingskans dan dunne algen: survival of the fattest. Algenolie is volgens Mooij een goed alternatief voor fossiele olie. Om deze te vervangen moeten de productiekosten nog wel flink omlaag. Maar indien dat lukt, kunnen zijn microalgen bijdragen aan een groene toekomst – letterlijk en figuurlijk.

Zachte robots

Robots zijn van metaal – koud en hard. Zo kennen we ze althans uit boeken en films. Bas Overvelde werkt aan een heel ander soort robots. Hij maakt zachte, slimme materialen die zich kunnen aanpassen aan hun omgeving. Deze materialen zien we wellicht terug in de robot van de toekomst. Om materialen specifieke eigenschappen te geven, speelt Overvelde met de interne structuur van deze materialen. In zijn promotieonderzoek maakte hij bijvoorbeeld gebruik van origami-achtige technieken. De robots die Overvelde ontwerpt zijn niet alleen zacht, maar ook slim. Zo knutselt hij aan een jas die reageert op het weer en aan een zelfstandig functionerend robothart van kunstmatige spieren. Ook maakte zijn onderzoeksgroep de bewegende kristallen en een zachte robotzeester die nu te bewonderen zijn in Rijksmuseum Boerhaave. Zo opereert Overvelde niet alleen op de grens van natuurkunde en werktuigbouwkunde, maar ook op de grens van kunst en wetenschap.

Radioflitsen

Snelle radioflitsen zijn heldere, krachtige flitsen van radiostraling die maar enkele milliseconden duren. De eerste flits is pas zeer recent ontdekt, in 2007. En sindsdien zijn er slechts zo’n vijftig waargenomen. De flitsen zijn nog altijd een mysterie: niemand weet precies hoe ze ontstaan. Waarschijnlijk komen ze uit andere sterrenstelsels en worden ze veroorzaakt door compacte, hoog-energetische objecten zoals neutronensterren of zwarte gaten. Emily Petroff probeert meer flitsen te vinden en te achterhalen waar ze vandaan komen. Zo hoopt ze niet alleen hun oorzaak te ontdekken, maar ook meer te leren over het heelal. Petroff is er als eerste onderzoeker in geslaagd een snelle radioflits op heterdaad te betrappen, waarna telescopen over de hele wereld konden worden geactiveerd om naar de bron te zoeken. Daarnaast loste ze al één van de vele raadsels in haar onderzoeksveld op. Flitsen die door de Australische Parkes- telescoop waren opgevangen, bleken bij nader inzien toch geen snelle radioflitsen: de signalen werden veroorzaakt door magnetrons vlakbij de telescoop.

Handige handen

Handen zijn eigenlijk heel bijzonder. Ze zijn niet te zwaar, zitten nooit in de weg en kunnen gedetailleerde bewegingen uitvoeren. Voor mensen die afhankelijk zijn van een prothese is het dus belangrijk dat hun prothese net zo goed werkt als een normale hand. Gerwin Smit probeert zo’n perfecte prothese te maken, waarin mens en technologie samensmelten. Zo ontwikkelde hij de Delft Cylinder Hand, de lichtste handprothese ter wereld. Deze prothesehand wordt aangedreven met piepkleine cilindertjes, die zo klein zijn dat ze in een vinger passen. In een andere handprothese werkt Smit aan een slim mechanisme om een grijpbeweging te kunnen maken zonder hulp van een motortje of batterijen. Smit richt zich niet alleen op handen, maar ontwikkelde bijvoorbeeld ook een knieprothese die ouderen helpt met opstaan.

   

Van zee naar zoet

Het winnen van veilig drinkwater wordt op veel plekken in de wereld steeds moeilijker. Een van de mogelijke oplossingen schuilt in het omzetten van zeewater naar drinkwater. Zeewaterontzouting, dat hier onder andere voor nodig is, kost echter veel energie. Marjolein Vanoppen besloot een nieuwe, energiezuinigere techniek voor zeewaterontzouting te ontwikkelen die ook nog eens betaalbaar is. Dit deed ze door op een slimme manier twee bestaande technieken te combineren: de oude techniek van zeewaterontzouting en een techniek die energie opwekt uit zeewater. Hierdoor kan zeewaterontzouting ook een levensvatbare optie worden voor landen met minder toegang tot energie, zoals ontwikkelingslanden. Vanoppen droomt ervan met haar onderzoek de hele wereld te voorzien van schoon drinkwater. Tot die tijd hoopt ze bij te dragen aan het creëren van bewustzijn rondom drinkwaterproblematiek.

Stemmen kan hier. De stemmen en het juryoordeel tellen elk voor 50% mee in de einduitslag. De complete kandidaat-lijst vind je hier.

Uitreiking

De winnaar wordt bekend gemaakt tijdens New Scientist Live in TivoliVredenburg in Utrecht. Hier geven de vijf best scorende talenten eerst een presentatie over hun onderzoek. Daarnaast geven drie gevestigde namen in de wetenschap college over ontwikkelingen in hun vakgebied: stamcelpionier Hans Clevers, astronoom Vincent Icke en verouderingsexpert Andrea Maier. De avond eindigt met de feestelijke bekendmaking van het New Scientist Wetenschapstalent 2018.