N.B. Het kan zijn dat elementen ontbreken aan deze printversie.

35 wiskundigen of DNA van 2.500 burgers

Vier hoogleraren krijgen elk 2,5 miljoen euro voor hun onderzoek, van onderzoeksfinancier NWO. Het is de belangrijkste wetenschappelijke prijs van Nederland.

13 juni 2015

René Janssen, TU Eindhoven ‘Rode Ferrarilak werkt onverwacht goed in onze zonnecellen’

Op de kamer van chemisch ingenieur René Janssen (1959) hangt een grote poster van Laurel en Hardy. Laurel kijkt blij verbaasd naar zijn duim, waaruit een vlammetje komt. Voor Janssen staat dit symbool voor de wetenschap. „Verwonder je over wat je ziet, en krab je dan achter de oren. Hoe zit dit?”

Verbaasd heeft Janssen zich al vaak in zijn werk aan kunststof zonnecellen. Deze zonnecellen zijn gemaakt op basis van koolstofverbindingen – en niet van silicium, zoals de meeste die op daken liggen. Dat is verbazing nummer één. „De meeste koolstofverbindingen staan niet bekend om hun geweldige geleidende eigenschappen”, zegt Janssen. Inmiddels halen deze zonnecellen toch een rendement van 12 procent. Dat is slechts de helft van wat met silicium is bereikt, maar toch.

Sinds 1999 maakt Janssen zonnecellen van polymeren in Eindhoven. En daarin gebruikt hij nu – dat is verbazing twee – de kleurstof die Ferrari’s rood maakt. Dat vergt wat uitleg. Vergeleken met zonnecellen op basis van silicium werkt de kunststof variant fundamenteel anders, zegt Janssen. Als in een siliciumzonnecel elektronen naar een hoger energieniveau worden aangeslagen – door het invangen van fotonen uit zonlicht – krijgen ze veel bewegingsvrijheid. Elektronen en hun ladingstegenhanger, de gaten, worden uit elkaar getrokken. Maar in een kunststof zonnecel blijven ze elkaar op grote afstand voelen. Om ze uit elkaar te trekken heb je twee materialen nodig: een donor die elektronen afgeeft, en een acceptor. De groep van Janssen heeft een goed werkende donor ontwikkeld, genaamd diketopyrrolopyrrool. Dát is de Ferrari-kleurstof. „Het stofje werkt onverwacht goed in onze zonnecellen.”

Het geld dat hij nu ontvangt, gaat hij „opmaken”, zegt Janssen goedlachs. Hij wil onderzoek doen aan de nieuwe belofte, zonnecellen op basis van perovskiet. Hij wil meer aan solar fuels werken: brandstoffen die je met hulp van zonlicht maakt. En hij wil de kunststof zonnecellen blijven verbeteren. Verwacht Janssen dat ze ooit nog een commercieel succes worden? „Ik heb altijd gezegd dat dat onzeker is. Maar ze worden nog steeds elk jaar 0,5 tot 1 procent efficiënter.”

Marcel aan de Brugh

Birgit Meyer, Universiteit Utrecht ‘Mensen doen religie. Zo bezien is het een heel werelds verschijnsel’

Birgit Meyer (1960) is sinds 2011 hoogleraar religiewetenschap aan de Universiteit Utrecht. Als antropoloog kijkt ze vooral naar wat zij ‘geleefde religie’ noemt. Meyer: „Ik ben minder geïnteresseerd in doctrines dan in praktijken. Mensen doen religie en zo bezien is religie, al lijkt dit contra-intuïtief, een heel werelds verschijnsel, dat je prima empirisch kunt onderzoeken.”

Meyer maakt onder meer studie van Pinksterkerken in Afrika. Ze beschouwt deze bekeringsgolf als afrikanisering. „De opkomst van de Pinksterkerken is gestimuleerd door Amerikaans zendingswerk, zeker, maar dit amerikanisering noemen is te makkelijk. Het Pinksterchristendom in Afrika stoelt op oudere vormen van kerstening. Westerse zendelingen probeerden in de 19de eeuw de inheemse bevolking over te halen tot het christendom. Belangrijk in hun verhaal was de rol van de duivel. De oude goden, demonen en heksen stonden voor de duivel en werden zo een centraal onderdeel van het inheemse christendom. De huidige Pinksterkerken sluiten hierbij aan en bieden allerlei mogelijkheden om die duivel uit te drijven.”

Meyer verklaart het succes van de Pinksterbeweging in Afrika vooral uit een nieuwe, individualistische ethiek. „Born again christians forceren een breuk met het verleden, ook met de extended family. Zij schermen zich af, zodat de demonen van familie of dorp geen vat meer op hen kunnen krijgen. Bekering betekent ook je losmaken uit de bijbehorende verplichtingen, zoals het delen van geld. Op die manier, is de idee, kun je beter slagen in het leven. De profeten van grote kerken overdrijven met hun privéjets, maar de associatie van goddelijke zegen met gezondheid en welstand past heel goed in een Afrikaans wereldbeeld.”

Met het geld van de Spinozapremie wil Meyer een meerjarig onderzoeksprogramma opzetten, gericht op de verschillende religieuze ‘media’: „Ik wil beginnen met beelden, in verschillende religieuze tradities én als inzet van conflicten – denk aan de Mohammed-cartoons . Daarna wil ik me gaan bezighouden met andere media van religie: voorwerpen, gebouwen, muziek en klanken, het lichaam, en ten slotte tekst.”

Dirk Vlasblom

Cisca Wijmenga, Rijksuniversiteit Groningen ‘We zitten op een grote pot met goud: de genetische biobanken’

Geneticus Cisca Wijmenga (1964) heeft „nog geen idee” wat ze van de Spinozapremie gaat doen. „Het is veel geld, daar wilde ik van de zomer eens goed over nadenken. Ik wil het verstandig besteden.”

Meteen laat ze erop volgen: „Eigenlijk is het nog veel te weinig. Het liefst zou ik al het DNA van de 167.000 Groningers die wij in onze biobank Lifelines hebben, compleet laten analyseren. Maar dat kost duizend euro per monster. We hebben er 15.000 gedaan en toen was het geld op. Een alternatief kan zijn de rest van de monsters grof te analyseren met een DNA-chip, à 50 euro. Dan nog kom ik geld tekort.”

Wijmenga wil via grootschalig DNA-onderzoek iedereen een individueel risicoprofiel kunnen geven. „Heel erg handig voor huisarts, apotheker of ziekenhuis om patiënten de juiste behandeling te kunnen geven”, zegt ze. „Als je cholesterol boven een bepaalde waarde zit, krijg je pillen voorgeschreven, want hoog cholesterol geeft gemiddeld een verhoogd risico op hart- en vaatziekten. Maar het is de vraag of iedereen wel zo’n behandeling nodig heeft. Er zijn mensen bij die ook zonder pillen kerngezond zouden zijn en blijven. Voor hen heeft behandeling alleen maar nadelen. Met de DNA-gegevens van Lifelines zouden we die mensen eruit kunnen pikken.”

Wijmenga heeft de ervaring dat het lastig is geld te vinden voor haar onderzoek. Dat komt omdat het „ enigszins hypothesevrij” is, legt ze uit: „Genetica is in feite een big data-project. We weten vooraf niet precies waar we tegenaan zullen lopen, en daar houden onderzoeksfinanciers niet van. ”

Nederland laat hier kansen liggen, zegt Wijmenga: „Over tien jaar zal een groot deel van de gezondheidszorg drijven op de genetica. Dat zie je nu eigenlijk alleen nog gebeuren in de kankerzorg, maar dat zal veel algemener worden. Bij het voorschrijven van medicijnen zal men al rekening houden met bepaalde bijwerkingen op basis van de erfelijke aanleg van de patiënt. Dat gaat een grote vlucht nemen. Dat is in Nederland binnen handbereik. als je alle bestaande biobanken aan elkaar zou koppelen, is het DNA van één miljoen Nederlanders bekend. We zitten hier op een grote pot met goud.”

Sander Voormolen

Aad van der Vaart, Universiteit Leiden ‘Met nieuwe statistiek filteren we patronen uit de informatie-oceaan’

Blij en vereerd is hoogleraar Aad van der Vaart (1959) heus wel met de 2,5 miljoen euro van de Spinozapremie, „maar eerlijk gezegd ben ik er niet vóór dat zulke enorme bedragen uitgereikt worden”, zegt de statisticus van de Universiteit Leiden. Zo’n bedrag valt nauwelijks goed uit te geven, vindt hij. Het meeste geld gaat in salarissen van promovendi en postdoctorale onderzoekers zitten. „Dan kom je op 35 onderzoekers, eigenlijk te veel. Een luxeprobleem, ja. Ik kan het ook in allerlei samenwerkingen steken.”

Aan de andere kant, weigeren zal de hoogleraar stochastiek (de vakterm voor zijn gebied) de prijs ook niet. Want in de statistiek is nog genoeg te doen. Nieuwe statistische methoden zijn nodig om patronen te filteren uit de informatie-oceanen afkomstig van internetdatabases, economische statistieken, patiëntstudies en biomoleculaire technieken – zoals de DNA-analyses van Cisca Wijmenga hiernaast. Van der Vaart: „Het is nu bijvoorbeeld mogelijk om goedkoop de expressieniveaus van 30.000 genen in één cel te meten. Om in zulke hoogdimensionale data patronen te vinden zijn niet-parametrische statistische methoden nodig. Daarbij neem je niet, zoals in de klassiekere statistiek, van tevoren aan wat je globaal kan vinden. Hoe meer verschillende gegevens, hoe sterker zulke aannamen de uitkomsten sturen.

Parallel is de afgelopen decennia de Bayesiaanse statistiek opgekomen. „Dat zijn methoden waarbij je begint met een a priori beginwaarde voor de verbanden die je wilt onderzoeken, daarna bereken je hoe die bijgesteld moet worden in het licht van de experimentele gegevens.”

Lang stuitte deze aanpak op wetenschapsfilosofische weerstand, maar een praktischer probleem was dat er met de abstracte Bayesiaanse formules nauwelijks viel te rekenen. „De combinatie, niet-parametrische Bayesiaanse methoden, begrijpen we inmiddels steeds beter.” Nu worden studies met patiënten vaak volgens ouderwetsere statistische protocollen uitgevoerd. Maar dat is minder efficiënt, zegt Van der Vaart, en ook kun je onderweg minder goed bijsturen. „Bayesiaanse methoden laten dat beter toe.”

Bruno van Wayenburg

35 wiskundigen of DNA van 2.500 burgers

Meest gelezen

Lees ook deze artikelen