Gehonoreerde nieuwe onderzoeksprogramma's van FOM
Nieuwe verschijnselen op grensvlakken in complexe oxides manipuleren
Onderzoekers uit Twente en Nijmegen hebben vrij recent ontdekt dat op het grensvlak tussen twee elektrisch isolerende, niet-magnetische materialen (in het bijzonder complexe oxiden) spontaan bijzondere elektrische en magnetische verschijnselen ontstaan, wanneer die materialen atomair op elkaar worden gestapeld. De onderzoekers binnen het programma gaan met de wereldwijd toonaangevende expertise die ze hebben deze verschijnselen nauwkeurig bestuderen en manipuleren. Magnetische en elektrische verschijnselen in dergelijke materialen en speciaal in laagdimensionele structuren (dunne lagen, nanodraden) zijn op dit moment 'hot' in de natuurkunde, omdat ze van invloed zijn in allerlei nanomaterialen en de basis bieden voor nieuwe toepassingen.
| Titel van het programma: | Inter-phase - New electronic and magnetic states at interfaces in complex oxide heterostructures |
| Leider van het programma: | prof.dr.ir. Hans Hilgenkamp, Universiteit Twente |
| Deelnemende onderzoeksgroepen bij: | Universiteit Twente, Radboud Universiteit Nijmegen Universiteit Leiden, Technische Universiteit Delft, Universiteit van Amsterdam |
| Looptijd van het programma: | 2009-2012 |
| Budget: | 3,0 miljoen euro |
| Aanvullende informatie: | /live/nieuws/archief_persberichten/2007/artikel.pag?objectnumber=61807 |
Programmaleider prof.dr.ir. Hans Hilgenkamp (41) ontving in 2002 een Vidi van NWO, is sinds 2004 (bestuurs)lid van De Jonge Akademie van de KNAW en kreeg in 2007 de Onderwijsprijs van de Universiteit Twente. (zie Figuur 1.)
Spindynamica in magnetische nanostructuren beheersen
Doel van het programma is om de spindynamica van magnetische nanostructuren op ultrasnelle tijdschalen te verkennen en actief te beheersen. Spin is het quantummechanische verschijnsel dat je elektronen kunt beschouwen als minieme magneetjes die ofwel in de ene richting rond hun as tollen of in de andere richting. Zo kan een elektron een spin omhoog en een spin omlaag hebben. Die spin kun je gebruiken als drager van informatie (voor een aspect hiervan werd de Nobelprijs voor de natuurkunde 2007 toegekend) en hij is gekoppeld aan de magnetisatie van materialen. De onderzoekers in Nijmegen hebben recent ontdekt dat je magneetgebiedjes met korte lichtflitsen kunt ompolen. Het consortium van onderzoekers in het nieuwe programma gaat nu onderzoeken hoe je de spins in die magneetgebiedjes naar wens kunt sturen. Dat kan de weg wijzen naar materialen voor dataopslag die aanzienlijk veel meer capaciteit en veel hogere schrijfsnelheden hebben dan de beste harde schijven van dit moment.
| Titel van het programma: | Controlling spin dynamics in magnetic nanostructures |
| Leider van het programma: | prof.dr. Theo Rasing, Radboud Universiteit Nijmegen |
| Deelnemende onderzoeksgroepen bij: | Radboud Universiteit Nijmegen, Technische Universiteit Delft, Universiteit utrecht, Universiteit Twente, Technische Universiteit Eindhoven, Rijksuniversiteit Groningen |
| Looptijd van het programma: | 2009-2014 |
| Budget: | 3,0 miljoen euro |
| Aanvullende informatie: | /live/nieuws/archief_persberichten/2007/artikel.pag?objectnumber=64261 |
Programmaleider prof.dr. Theo Rasing (55) kreeg dit jaar de Spinozaprijs van NWO. Onlangs won hij ook de Prijs van Wetenschap en Maatschappij voor het ompolen van magneetgebiedjes met licht. (zie Figuur 2.)
Het ruimtelijk ontwerp van biochemische regelnetwerken ontrafelen
Systeembiologie beoogt door een gezamenlijke aanpak van theorie en experimenten het collectieve, functionele gedrag van biomoleculaire systemen (en niet alleen hun afzonderlijke biomoleculen) te begrijpen. Kwantitatief begrip van deze systemen werd lange tijd in de weg gestaan door het ontbreken van voldoende kennis over de moleculaire componenten waaruit biologische systemen zijn opgebouwd. Door de recente snelle ontwikkelingen in zowel de biologie als de biofysica is deze tijd voorbij. Fysische onderzoektechnieken, zoals op het FOM-Instituut voor Atoom- en Molecuulfysica (AMOLF) ontwikkeld, kunnen nu gebruikt worden om een nieuwe stap in het onderzoek te maken. De onderzoekers gaan bekijken hoe netwerken van biochemische regelsystemen werken op het niveau van cellen, en in het bijzonder hoe dat ruimtelijk allemaal in elkaar zit. Wat voor invloed heeft bijvoorbeeld het transport van signaalmoleculen, via diffusie of actief transport, op de werking van een regelnetwerk? Dit onderzoek moet de kloof helpen overbruggen tussen kennis over de moleculaire samenstelling van biochemische netwerken en hun ruimtelijke werking.
| Titel van het programma: | Spatial design of biochemical regulation networks |
| Leider van het programma: | prof.dr. Marileen Dogterom, FOM-Instituut AMOLF |
| Deelnemende onderzoeksgroepen bij: | AMOLF, Universiteit van Amsterdam, Erasmus Medisch Centrum en Wageningen Universiteit en Research |
| Looptijd van het programma: | 2009-2013 |
| Budget: | 3,1 miljoen euro |
Programmaleider prof.dr. Marileen Dogterom (41) is groepsleider bij AMOLF en hoogleraar aan de Universiteit Leiden. Zij ontving in 2007 een Vici van NWO. (zie Figuur 3.)
Gecontroleerd functionele materialen uit nanodeeltjes maken
Met behulp van externe elektrische en magnetische velden kun je colloïden ordenen tot driedimensionale materialen met gewenste verbeterde of zelfs heel nieuwe eigenschappen. Onderzoekers in het Debye Instituut in Utrecht zijn wereldwijd erkende experts op dit gebied. In het nieuwe onderzoeksprogramma gaan ze samen met collega's in Delft halfgeleidende, metallische en magnetische nanodeeltjes 'zichzelf' laten ordenen tot functionele materialen met ongekende optische en elektrische eigenschappen. Dat levert prachtige modelsystemen voor onderzoek op en zal naar verwachting tot toepassing kunnen leiden in tal van opto-elektronische systemen, van displays en optische dataopslag tot katalyse en (bio)sensoren.
| Titel van het programma: | Control over functional nanoparticle solids |
| Leider van het programma: | prof.dr. Alfons van Blaaderen, Universiteit Utrecht |
| Deelnemende onderzoeksgroepen bij: | Universiteit Utrecht en Technische Universiteit Delft |
| Looptijd van het programma: | 2009-2014 |
| Budget: | 2,4 miljoen euro |
| Aanvullende informatie: | een voorbeeld van de invloed van externe velden op colloïden is te vinden op /live/nieuws/archief_persberichten/2005/artikel.pag?objectnumber=10707 |
Programmaleider prof.dr. Alfons van Blaaderen (45) ontving in 2006 de Rhodia European Colloid and Interface Prize van de European Colloidal and Interface Society. (zie Figuur 4.)
Druppels in turbulente stroming
Natuurkundig gezien is turbulentie nog altijd een probleem met vol onopgeloste aspecten, terwijl turbulentie op tal van plekken in natuur, techniek en maatschappij een grote rol speelt. Zo wordt bijvoorbeeld de efficiëntie van interne-verbrandingsmotoren bepaald door de wisselwerking tussen de turbulente stroming, faseovergangen en de verdeling van de druppelgrootte in de brandstof. Vergelijkbare processen spelen in wolken en bepalen de invloed van wolken op het klimaat. De onderzoekers gaan kijken naar fundamentele aspecten van het gedrag van druppels in een turbulente omgeving. Opmerkelijk lijkt daarbij dat het gedrag van druppels op microscopische schaal effect heeft op verschijnselen zoals die zich in de dagelijkse werkelijkheid voordoen.
| Titel van het programma: | Droplets in turbulent flow |
| Leider van het programma: | prof.dr.ir. GertJan van Heijst, Technische Universiteit Eindhoven |
| Deelnemende onderzoeksgroepen bij: | Technische Universiteit Eindhoven, Universiteit Twente en Technische Universiteit Delft |
| Looptijd van het programma: | 2009-2014 |
| Budget: | 2,6 miljoen euro |
Programmaleider prof.dr.ir. GertJan van Heijst (54) is lid van de KNAW. Hij was de bedenker van het experiment van de 200-jarige KNAW met de wave in een vol Feyenoord-stadion afgelopen zomer. In 2006 ontving hij de Physica-prijs van de Nederlandse Natuurkundige Vereniging, een oeuvreprijs. In 2008 werd hij door de European Mechanics Society Council gekozen tot EUROMECH Fellow. (zie Figuur 5.)
Nanotechnologie voor betere zonnecellen
Zonnecellen zijn nog steeds te duur voor grootschalige toepassing, als gevolg van hoge materiaalkosten of een nog te laag rendement. In dit programma worden volledig nieuwe concepten voor fotovoltaïsche zonnecellen onderzocht, die worden vervaardigd met behulp van nanotechnologie. Daarbij spelen plasmonen, polaritonen en quantum dots een belangrijke rol. Met de nieuwe structuren wordt het mogelijk licht efficiënter in een zonnecel in te vangen en het kleurenspectrum van de zon efficiënter in elektrische stroom om te zetten.
| Titel van het programma: | Nano-photovoltaics |
| Leider van het programma: | prof.dr. Albert Polman, FOM-Instituut AMOLF |
| Deelnemende onderzoeksgroepen bij: | AMOLF (inclusief de groep op de High Tech Campus in Eindhoven) |
| Looptijd van het programma: | 2009-2013 |
| Budget: | 2,1 miljoen euro |
| Aanvullende informatie: | een voorbeeld van gebruik van nanotechnologie om de golflengte van licht te verkleinen; daarmee kan een zonnecel meer elektrische stroom uit het kleurenspectrum van het zonlicht halen: /live/nieuws/archief_persberichten/2007/artikel.pag?objectnumber=57964 |
Programmaleider prof.dr. Albert Polman (47) is directeur van het FOM-Instituut voor Atoom- en Molecuulfysica (AMOLF) in Amsterdam en onderzoeksleider bij dat instituut; tevens is hoogleraar aan de Universiteit Utrecht. (zie Figuur 6.)