Tweet

Wolken en plastic vliegtuigen

De TU benoemde meteoroloog Harm Jonker en materiaalexpert Theo Dingemans deze week tot Antoni van Leeuwenhoek-hoogleraar. Dingemans: "Ik wil in het lab staan met mijn studenten."

Harm Jonker

In een speciale ruimte bij de afdeling multi-scale physics (Technische Natuurwetenschappen) vliegen fluorescerende stofdeeltjes je om de oren. Althans zo lijkt het als je met een speciale 3D-bril kijkt naar een scherm waarop prof.dr. Harm Jonker wolken modelleert.

Wat zijn al die miljoenen rode en blauwe op en neer dansende stipjes?
“Die stipjes stellen stofdeeltjes voor in een luchtlaag tot twee kilometer boven de grond. Door thermiek en turbulentie bewegen ze op en neer. Ze komen pas echt op grotere hoogte als ze in een wolk mee naar boven worden gezogen. Het is belangrijk om te begrijpen hoe die deeltjes bewegen omdat ze de kernen vormen voor waterdruppels in weer nieuw te vormen wolken. Daarnaast geven ze prachtig de dynamica van wolken weer.”

Het ziet er vrij psychedelisch uit.
“Haha, ja. Het is hartstikke leuk om naar te kijken. Maar het is ook een goede manier om om te gaan met de enorme hoeveelheid data die op je afkomt. Juist door er zo naar te kijken, kun je tot nieuwe inzichten komen. En het kost ook veel moeite om deze processen uit te rekenen op de nationale supercomputer in Amsterdam. Dus ja, dan kun je er lijngrafiekjes van maken, maar dat is zonde. Deze visualisaties maken we samen met de afdeling computer graphics van EWI (de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica – red.).”

Tot wat voor nieuwe inzichten bent u gekomen?
“We hebben ontdekt dat er een soort ringen van dalende lucht zijn rondom wolken. Dat zie je aan die stofdeeltjes die hard naar beneden vallen langs de wolken. In weer- en klimaatmodellen wordt hier geen rekening mee gehouden.”

Wat wilt u uiteindelijk bereiken met uw onderzoek?
“Met onze inzichten hopen we de beschrijving van wolken in weer- en klimaatmodellen te verbeteren. Aan de TU hebben we nu een fantastisch wolkenteam. In mijn groep werkt sinds kort prof.dr. Pier Siebesma van het KNMI als deeltijdhoogleraar en behalve bij multi-scale physics werkt ook het remote sensing team van prof.dr.ir. Herman Russchenberg (EWI) aan wolken door middel van radaronderzoek. Ik hoop dat we er samen achter komen hoe wolken in elkaar steken en hoe ze zich gedragen in een veranderend klimaat.”

U laat alleen maar mooi-weer-wolkjes zien. Gaat u ook donderwolken modelleren?
“De leeuw van de wolken, de cumulo-nimbus, willen we met ons model simuleren. Dat zijn mastodonten die tot wel twaalf kilometer hoogte gaan en hevige regenval en windstoten veroorzaken. Het KNMI heeft veel moeite om te voorspellen wat die wolken gaan doen. De berekeningen die hiervoor nodig zijn vergen krachtigere computers. Ons werk lift mee met de ontwikkeling van de computerkracht.”

,Theo Dingemans

Prof.dr. Theo Dingemans (Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek) maakte in 2003 de overstap van de Nasa naar de TU. Het succes dat de TU Delft jaren geleden boekte met de composiet glare wil hij evenaren met een plastic.

Wilde u altijd al hoogleraar worden?
“Nee. Sterker nog, mij was al een hoogleraarschap aangeboden, maar dat heb ik afgewezen. Veel te veel administratief werk kwam daarbij kijken. Ik wil in het lab staan met mijn studenten. Maar toen ik hoorde over het Antoni van Leeuwenhoek hoogleraarschap was ik wel enthousiast; daar horen geen organisatorische taken bij.”

Wat ontwikkelt u in uw lab?
“We maken hoogwaardige polymeren. Plastics bijvoorbeeld die tegen hoge temperaturen bestand zijn waardoor je er onder meer motoronderdelen van vliegtuigen mee kunt maken. Die plastics moeten wel 50 duizend uur temperaturen van 200 á 300 graden Celsius weerstaan. Belangrijke bouwstenen in dat materiaal zijn benzeenringen. Wat ik vroeger met lego deed, doe ik nu met die moleculen.”

Wat wilt u uiteindelijk bereiken?
“Mijn droom is om een nieuw licht gewicht polymeer te ontwikkelen waarvan de eigenschappen vele malen beter zijn dan de huidige generaties polymeren in vezel versterkt composieten. De komende maanden zullen heel belangrijk zijn om dit doel te bereiken.”

Hoezo?
“Voordat ik in Delft kwam werken, was ik vijf jaar in dienst bij Nasa. Daar heb ik een state of the art plastic ontwikkeld dat we verschillende eigenschappen kunnen meegeven. Zo kunnen we de stijfheid van het materiaal variëren. Die uitvinding is gepatenteerd. Met promovendi onderzoek ik nu of we dit materiaal daadwerkelijk kunnen inzetten bij hoge temperaturen. Maar om het verder te ontwikkelen, moeten we samenwerkingsovereenkomsten sluiten met de industrie en onderhandelen met Nasa over een licentie. Dat gaan we de komende maanden doen.”

U gaat nu dus echt praktijkgericht onderzoek doen?
“Inderdaad. Behalve fundamenteel wordt het onderzoek nu ook praktisch. Het wordt dubbel zo leuk. Bedrijven hebben al gehoord over ons onderzoek. We krijgen regelmatig telefoontjes. ‘Kunnen we honderd kilo van dat spul krijgen’. Dat kan natuurlijk niet, aangezien we een universiteit zijn. Maar dankzij ons consortium komt het materiaal straks wel op de markt. De polymerenbusiness is enorm. Er gaat anderhalf miljard euro per jaar in om. Dat maakt het een extra spannende tak van sport.”

Harm Jonker

In een speciale ruimte bij de afdeling multi-scale physics (Technische Natuurwetenschappen) vliegen fluorescerende stofdeeltjes je om de oren. Althans zo lijkt het als je met een speciale 3D-bril kijkt naar een scherm waarop prof.dr. Harm Jonker wolken modelleert.

Wat zijn al die miljoenen rode en blauwe op en neer dansende stipjes?
“Die stipjes stellen stofdeeltjes voor in een luchtlaag tot twee kilometer boven de grond. Door thermiek en turbulentie bewegen ze op en neer. Ze komen pas echt op grotere hoogte als ze in een wolk mee naar boven worden gezogen. Het is belangrijk om te begrijpen hoe die deeltjes bewegen omdat ze de kernen vormen voor waterdruppels in weer nieuw te vormen wolken. Daarnaast geven ze prachtig de dynamica van wolken weer.”

Het ziet er vrij psychedelisch uit.
“Haha, ja. Het is hartstikke leuk om naar te kijken. Maar het is ook een goede manier om om te gaan met de enorme hoeveelheid data die op je afkomt. Juist door er zo naar te kijken, kun je tot nieuwe inzichten komen. En het kost ook veel moeite om deze processen uit te rekenen op de nationale supercomputer in Amsterdam. Dus ja, dan kun je er lijngrafiekjes van maken, maar dat is zonde. Deze visualisaties maken we samen met de afdeling computer graphics van EWI (de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica – red.).”

Tot wat voor nieuwe inzichten bent u gekomen?
“We hebben ontdekt dat er een soort ringen van dalende lucht zijn rondom wolken. Dat zie je aan die stofdeeltjes die hard naar beneden vallen langs de wolken. In weer- en klimaatmodellen wordt hier geen rekening mee gehouden.”

Wat wilt u uiteindelijk bereiken met uw onderzoek?
“Met onze inzichten hopen we de beschrijving van wolken in weer- en klimaatmodellen te verbeteren. Aan de TU hebben we nu een fantastisch wolkenteam. In mijn groep werkt sinds kort prof.dr. Pier Siebesma van het KNMI als deeltijdhoogleraar en behalve bij multi-scale physics werkt ook het remote sensing team van prof.dr.ir. Herman Russchenberg (EWI) aan wolken door middel van radaronderzoek. Ik hoop dat we er samen achter komen hoe wolken in elkaar steken en hoe ze zich gedragen in een veranderend klimaat.”

U laat alleen maar mooi-weer-wolkjes zien. Gaat u ook donderwolken modelleren?
“De leeuw van de wolken, de cumulo-nimbus, willen we met ons model simuleren. Dat zijn mastodonten die tot wel twaalf kilometer hoogte gaan en hevige regenval en windstoten veroorzaken. Het KNMI heeft veel moeite om te voorspellen wat die wolken gaan doen. De berekeningen die hiervoor nodig zijn vergen krachtigere computers. Ons werk lift mee met de ontwikkeling van de computerkracht.”

Theo Dingemans

Prof.dr. Theo Dingemans (Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek) maakte in 2003 de overstap van de Nasa naar de TU. Het succes dat de TU Delft jaren geleden boekte met de composiet glare wil hij evenaren met een plastic.

Wilde u altijd al hoogleraar worden?
“Nee. Sterker nog, mij was al een hoogleraarschap aangeboden, maar dat heb ik afgewezen. Veel te veel administratief werk kwam daarbij kijken. Ik wil in het lab staan met mijn studenten. Maar toen ik hoorde over het Antoni van Leeuwenhoek hoogleraarschap was ik wel enthousiast; daar horen geen organisatorische taken bij.”

Wat ontwikkelt u in uw lab?
“We maken hoogwaardige polymeren. Plastics bijvoorbeeld die tegen hoge temperaturen bestand zijn waardoor je er onder meer motoronderdelen van vliegtuigen mee kunt maken. Die plastics moeten wel 50 duizend uur temperaturen van 200 á 300 graden Celsius weerstaan. Belangrijke bouwstenen in dat materiaal zijn benzeenringen. Wat ik vroeger met lego deed, doe ik nu met die moleculen.”

Wat wilt u uiteindelijk bereiken?
“Mijn droom is om een nieuw licht gewicht polymeer te ontwikkelen waarvan de eigenschappen vele malen beter zijn dan de huidige generaties polymeren in vezel versterkt composieten. De komende maanden zullen heel belangrijk zijn om dit doel te bereiken.”

Hoezo?
“Voordat ik in Delft kwam werken, was ik vijf jaar in dienst bij Nasa. Daar heb ik een state of the art plastic ontwikkeld dat we verschillende eigenschappen kunnen meegeven. Zo kunnen we de stijfheid van het materiaal variëren. Die uitvinding is gepatenteerd. Met promovendi onderzoek ik nu of we dit materiaal daadwerkelijk kunnen inzetten bij hoge temperaturen. Maar om het verder te ontwikkelen, moeten we samenwerkingsovereenkomsten sluiten met de industrie en onderhandelen met Nasa over een licentie. Dat gaan we de komende maanden doen.”

U gaat nu dus echt praktijkgericht onderzoek doen?
“Inderdaad. Behalve fundamenteel wordt het onderzoek nu ook praktisch. Het wordt dubbel zo leuk. Bedrijven hebben al gehoord over ons onderzoek. We krijgen regelmatig telefoontjes. ‘Kunnen we honderd kilo van dat spul krijgen’. Dat kan natuurlijk niet, aangezien we een universiteit zijn. Maar dankzij ons consortium komt het materiaal straks wel op de markt. De polymerenbusiness is enorm. Er gaat anderhalf miljard euro per jaar in om. Dat maakt het een extra spannende tak van sport.”

Tweet