Zij weten pas écht wat precisiewerk is

In Twente staat een groot lab voor nanotechnologie. Er worden computerchips gemaakt, maar ook nanocamera’s die de bloedbaan filmen en sensoren voor in sportschoenen.

In Twente zijn ze de grootste in het kleinste. Nergens in Nederland onderzoeken zo veel mensen nanotechnologie als op de universiteitscampus van de Universiteit Twente. De campus, in de jaren zestig aangelegd naar voorbeeld van Amerikaanse colleges, ligt op een uitgestrekt landgoed nabij Hengelo en Enschede. In een labyrint van residenties, sportvelden en faculteiten ligt het Mesa+ instituut. Ruim vijfhonderd hoogleraren, studenten en bedrijflaboranten ontwikkelen hier nanotechnologie.

De schaal waarop deze onderzoekers werken is de nanometer, een afstandsmaat in de wereld van atomen en moleculen. Een nanometer is eenmiljardste deel van een meter. Ter illustratie: één haar is 80.000 nanometer dik en vingernagels groeien met een snelheid van 1 nanometer per seconde.

Loopbrug

Om de wereld van atomen en moleculen te onthullen worden in Twente geavanceerde microscopen gebruikt. Op zo’n kleine schaal krijgt materie nieuwe eigenschappen. Glas kan geleiden als koper, een vaste materie transparanter dan glas. De technologie wordt toegepast in computerchips en sensoren, maar ook steeds meer binnen de geneeskunde. De mogelijkheden lijken eindeloos. Toch doet Dave Blank, directeur van Mesa+, niet aan sciencefiction. „Het gaat steeds sneller”, zegt hij. „Wij werken aan dingen die de komende jaren gemeengoed worden.”

Mesa+ werd eind jaren negentig opgericht. „De universiteit had vroeg door dat nanotechnologie een belangrijk vakgebied zou worden”, zegt Blank. Het instituut deelt met de faculteit natuurwetenschappen de Carré, een imposante, moderne kubus van zo’n vijf verdiepingen. Het pand huisvest lesruimte en laboratoria. Maar het paradepaardje van de Twentse nanotech ligt aan de overkant. Een loopbrug leidt naar het Nanolab, de ‘cleanroom’ waar onderzoekers met de meest geavanceerde apparatuur werken in een extreem schone omgeving.

Water splitsen

In het verlichte Nanolab van Mesa+, zo’n twee tennisbanen groot, doen hoogleraren, studenten en bedrijfsmedewerkers naast elkaar onderzoek. De laboranten zijn van top tot teen bedekt, want zelfs het kleinste stofje kan de meetresultaten beïnvloeden. Ook de universiteiten in Delft, Eindhoven en Groningen hebben een gespecialiseerd Nanolab waar academici en bedrijven gebruik van maken.

Mesa+ is uitgegroeid tot één van ’s werelds grootste onderzoekscentra, een die niet onderdoet voor laboratoria van Amerikaanse universiteiten. „Onderzoekcentra in de hele wereld doen beroep op onze ervaring om zelf ook met nano te beginnen”, vertelt Blank. De motor achter het succes zijn geen grote multinationals of mega-investeerders. Mesa+ is opgericht met eigen middelen, regionale, landelijke en Europese fondsen.

Promovendus Wouter Vijselaar (28) onderbreekt zijn onderzoek even en komt naar buiten. Hij is bezig met een methode om water te splitsen in water- en zuurstof met de hulp van zonlicht. Ondanks de verschillende belangen werken de onderzoekers volgen Vijselaar graag samen. „Je kunt gerust iemand op de schouder tikken voor hulp.” Bedrijven zijn terughoudender, maar dat vindt Vijselaar logisch. „Zij betalen per uur, het is hun tijd en geld. Ze helpen graag maar dan moet er ook iets voor hen inzitten.”

Intelligente scalpels

Eén van de nieuwe vindingen waar Mesa+ aan werkt is de ontwikkeling van een ademtester die aan de hand van moleculen in je adem meet of je al dan niet ziek bent. „Vooral in ontwikkelingslanden waar een arts niet altijd in de buurt is, is zo’n ademtester nuttig in het voorkomen van epidemieën”, zegt Blank. Binnen de geneeskunde gaat nanotechnologie volgens de directeur grote veranderingen teweegbrengen. In plaats van duurderde en grotere MRI- en CT-scans kan nanotechnologie de diagnose toegankelijker en goedkoper maken. Blank: „Eén molecule volstaat om een tumor vast te stellen.”

Ruim veertig hoogleraren doen onderzoek aan Mesa+, ieder heeft een eigen onderzoeksveld. De lijst van toepassingen is eindeloos. Van nanocamera’s die de bloedbaan kunnen filmen tot het coderen van een kredietkaart met zonlichtsensoren. Ontdekkingen leiden tot academische publicaties, maar dat volstaat niet voor Blank. Hij wil dat nano ook toepasbaar is in de praktijk. Het precisiewerk van nano kan operaties bijvoorbeeld minder ingrijpend maken door intelligente scalpels die exact op de juiste plek snijden.

Het instituut werkt samen met het bedrijfsleven. De hoogleraren van Universiteit Twente delen het lab met bedrijven en studenten. Een bedrijf heeft te weinig geld om een eigen nanolab te bouwen, ze huren een plek op de universiteit en scouten talentvolle studenten. Sommigen krijgen een vast contract aangeboden, anderen verkiezen te promoveren of brengen hun uitvinding zelf op de markt en beginnen een bedrijf. Elk jaar komen er drie à vier bij. In het Nanolab worden niet alleen sensoren ontwikkeld voor geavanceerd wetenschappelijk onderzoek. Ook in iets alledaagsers als sportschoenen vind je Twentse nanosensoren terug, om afstanden en snelheden bij het hardlopen te meten.

Niemand kan meekijken

Het Nanolab is eigenlijk te klein om te voldoen aan de vraag van de bedrijfswereld. „Een hoekje in het lab vrijmaken volstaat niet meer”, zegt Roy Kolkman, directeur van de High Tech Factory. De stijgende vraag naar een afgesloten werkplek waar niemand kan meekijken en machines niet gedeeld hoeven te worden leidde in 2010 tot de High Tech Factory.

In tegenstelling tot de open vloer van het Nanolab is de High Tech Factory opgedeeld in vijftien afzonderlijke laboratoria, die bedrijven kunnen huren en zelf inrichten. Kolkman en zijn collega Janneke Hoedemaekers zijn ervan overtuigd dat de beschikbare fondsen ondernemers in staat stellen zelf een lab te installeren. „Wij hebben niet dezelfde grote budgetten als de laboratoria in de Verenigde Staten maar onze stap-voor-stap-aanpak – met de nadruk op samenwerking – werkt ook”, concludeert Hoedemaekers.

    • Anton Goegebeur