Aan het woord is René Corbeij, mededirecteur van het Brightlands Materials Center (BMC). Corbeij, die binnen TNO Eindhoven het onderzoek naar polymeren leidt, ziet polymeren als de bouwstenen van de 21ste eeuw. Logisch, metalen zijn schaars, of worden almaar schaarser en duurder. Bovendien hebben metalen een hoge soortelijke massa, waardoor sommige industrieën, zie de automotive of de vliegtuigbouw, in toenemende mate overschakelen op lichtere kunststoffen.
‘Polymeren spelen daarnaast een cruciale rol in de ontwikkeling van nieuwe technologieën, bijvoorbeeld in de IT, 3D-printen of zonnecellen. Kortom, we kunnen in Nederland op dit terrein een koppositie innemen, maar dan moeten de bedrijven en onderzoeksinstellingen die actief zijn op dit gebied, dichter tegen elkaar kruipen.’
Industriële campus
Marnix van Gurp, mededirecteur van het BMC en voorheen werkzaam bij DSM Engineering Plastics in R&D, knikt bevestigend. ‘We hebben in ons land veel bedrijvigheid en kennis/onderzoek op gebied van polymeren. Brightlands, de voormalige Chemelot Campus, is een internationale hot spot met tal van grote wereldspelers en kleinere ondernemingen. Vandaar dat het BMC gevestigd is op deze lokatie, waarbij het meer als een hub fungeert met de “spokes” – de spaken -, onder meer richting TU Eindhoven, Wageningen UR, RWTH Aken en de Universiteit Maastricht. Het unieke van BMC is dat het een industriële campus is. Vaak zie je campussen ontstaan rondom onderwijs- en onderzoeksinstellingen, hier in Geleen wordt de campus gebouwd tussen de bedrijven. We merken dat dit concept aanslaat, niet alleen bij bedrijven op de campus, maar ook bij studenten die gemakkelijker aan kunnen kloppen bij ondernemingen waarin ze geïnteresseerd zijn.’
Apparatuur delen
Het BMC zal uiteindelijk een aparte fysieke lokatie worden, aldus Van Gurp en Corbeij. Momenteel is het meer een virtueel gebouw, waarbij onderzoekers gebruik maken van de bestaande faciliteiten, bijvoorbeeld analyse- en karakteriseringsapparatuur, op de Brightlands Chemelot Campus.
‘We zullen goed moeten kijken welke apparatuur we aan gaan schaffen’, aldus Van Gurp. ‘Dat is vanzelfsprekend afhankelijk van de onderzoeksprogramma’s die momenteel worden ingevuld. Het spreekt voor zich dat kostbare apparatuur zo veel mogelijk wordt gebruikt en dus ook gedeeld. Niet alleen voor mkb-bedrijven, maar ook voor multinationals kunnen dit aanzienlijke investeringen zijn.’
Speelgoed
Het ‘BMC-huis’ mag dan wel virtueel zijn, het programma is al (deels) van start gegaan. Het programma op het gebied van 3D-printen loopt al. Zestien promovendi en drie wetenschappers onderzoeken in deze programmalijn de speci om hoogwaardige toepassingen te kunnen maken voor biomedisch of industrieel gebruik. ‘Momenteel voldoen de eindproducten van 3d-printing niet aan de strenge normen die gelden voor B2B-materialen’, aldus Corbeij. ‘Je zou het speelgoed kunnen noemen. Dat is jammer, want de voordelen van additive manufacturing zijn groot: een grotere vormvrijheid, een efficiënt gebruik van grondstoffen en afnemers zijn minder afhankelijk van toeleveranciers. Binnen additive manufacturing gaan we onderzoeken en testen hoe we de performance van bestaande kunststoffen kunnen verbeteren, en of we nieuwe materialen als printmedium kunnen ontwikkelen. Bovendien willen we ook de productiesnelheid, vaak nog een bottleneck, gaan verhogen. De fundamentele inzichten zullen vooral in Eindhoven, bij de TU, worden vergaard, implicaties voor biomedische applicaties is het métier van onderzoekers aan de Universiteit Maastricht.’
Lage drempel
Additive manufacturing is slechts één van de in totaal zes programmalijnen binnen het BMC. Op de agenda staan eveneens: duurzame verpakkingen, lichtgewicht mobiliteit, optische en elektronische apparaten, energie-opslag en conversie en recycling/end of life.
Corbey: ‘Deze programmalijnen komen grotendeels uit de koker van het bedrijfsleven. Het zijn kansrijke markten, cq. enabling technologies, waar ondernemingen brood in zien en waar onderzoeksinstellingen ook een zinvolle bijdrage aan kunnen leveren. Of het niet teveel een fundamenteel onderzoekscentrum is voor de grotere bedrijven? Nee, in sommige gevallen heb je fundamentele inzichten nodig, maar wel altijd vanuit de toepassing. Eerst komt de behoefte vanuit de markt en vervolgens redeneer je terug naar materiaal/technologie en, eventueel, fundamentele inzichten.’ Van Gurp vult aan: ‘Het BMC is juist voor mkbbedrijven een uitkomst. Zij zullen immers niet zo snel een universiteit binnenstappen met een concrete vraag. Binnen het BMC kan dit wel, mits de vraag past binnen de onderzoekslijnen en de competenties van het centrum.’
Broodnodig
Terug naar de onderzoekslijnen. Het zou te ver voeren om deze uitgebreid te behandelen. Een interessante lijn is duurzame verpakkingsmaterialen. ‘Verpakkingen zijn broodnodig om producten te beschermen, maar ze moeten niet leiden tot milieuproblemen, aldus Van Gurp. Een route is om verpakkingen dunner en lichter te maken. Daar is de industrie al mee bezig, maar deze exercitie is nog niet beëindigd. Om nog verder te gaan, is meer inzicht nodig in de fysieke eigenschappen, bijvoorbeeld de stijfheid of de zuurstofbarrière, van dunnere materialen. Een ander issue is het design met het oog op recycling. Met name in de food zijn verpakkingen opgebouwd uit meerdere lagen, bijvoorbeeld karton in combinatie met laminaat of aluminium, om het product te beschermen tegen bederf. Hierdoor is de recycling wel complexer en duurder. Wat als je monomaterialen kunt ontwerpen met dezelfde of zelfs betere eigenschappen?’
Over eigenschappen gesproken, sommige biopolymeren, zie PEF of PLA, scoren op bepaalde parameters beter dan fossiele kunststoffen. Is er binnen het BMC ook specifiek aandacht voor bioplastics? Corbeij: ‘Er is geen aparte onderzoekslijn hiervoor, maar bioplastics met uitzonderlijke eigenschappen kunnen wel in beeld komen. Drop-in’s hebben niet onze interesse.’
Over een periode van 5 jaar investeren de partners, onder andere de Provincie Limburg, TNO en DSM, 45 miljoen euro in het Brightlands Materials Center. Niet alleen de grote bedrijven doen mee, ook een kleine speler als Yparex, producent van extrudeerbare hechtmiddelen, ondersteunt het initiatief.
Directeur Wouter van den Berg: ‘Onze business is hechting: het verbinden van verschillende soorten materialen, bijvoorbeeld metalen met kunststoffen of kunststoffen met elkaar. De trend is om zoveel mogelijk functionaliteiten binnen een type materiaal te verenigen, dit met het oog op ruimtebeslag, zie mobiele telefoons, of in verband met end-of-life issues. Dat neemt niet weg dat in de meeste gevallen – incompatibele – materialen met elkaar verbonden moeten worden. Daarbij is niet altijd duidelijk wat de gevolgen zijn op langere termijn, bijvoorbeeld het delamineren of corrosie als gevolg van vocht. Zulke aspecten zijn wellicht interessant om binnen het BMC nader onderzocht te worden.’
