STW-subsidie voor mysterieuze coatings

Marcel Rost, onderzoeker bij het Leids Instituut voor Onderzoek in de Natuurkunde (LION) krijgt een subsidie van bijna 1 miljoen euro van de Technologiestichting STW. Rost gaat zich, samen met een consortium van grote en kleine bedrijven, verdiepen in coatings, in goed Nederlands ook wel 'deklagen' genoemd.

Iedereen komt dagelijks in aanraking met tientallen of misschien wel honderden soorten coatings: verchroomde auto-onderdelen zoals wieldoppen, de douchekop en waterkraan, vergulde en verzilverde sieraden, elektrische verbindingen in computeronderdelen en nog veel meer.

Volslagen mysterie
De industrie is de afgelopen decennia zeer goed geworden in het maken van coatings met uiteenlopende eigenschappen zoals glans, plakkerigheid en hardheid. Coatings worden aangebracht in een 'bad' of door middel van gasdampen. Het is een technisch vak met veel trial-and-errorkennis: als je stof A erbij doet, dan krijgt de coating eigenschap B. Maar waarom dat zo is, is nog een volslagen mysterie - systematische kennis ontbreekt.

Marcel Rost gaat voor diverse coatingbedrijven het coatingproces bekijken onder geavanceerde scanning-probemicroscopen. Rost, en zijn collega's Joost Frenken en Tjerk Oosterkamp van de Interface Physics groep, zijn de enigen in de wereld die dat goed kunnen: live microscopie op videosnelheid onder industriële omstandigheden - daarvoor moet je naar Leiden.

Belang voor de industrie
De bedrijven in het consortium zijn zo geïnteresseerd in Rosts onderzoek dat zij bereid zijn om financieel bij te dragen aan de ontwikkeling van nieuwe kennis. Daarvoor zijn een paar redenen. Ten eerste lopen de bedrijven aan tegen de grenzen van wat ze weten en kunnen: ze willen daarom gewoon begrijpen wat er gebeurt tijdens het opbrengen van coatings. Ten tweede wordt de Europese milieu-wetgeving steeds strenger en verschillende veelgebruikte coatings zullen de komende tijd niet meer gemaakt mogen worden: hiervoor moet er een oplossing komen. In Europa zijn zo'n 500.000 mensen werkzaam in de coatingindustrie met een totaalomzet van zo'n 12 miljard euro per jaar.


Een scanning-probe-microscoopafbeelding van een dunne laag goud, waarbij afzonderlijke atomen kunnen worden gezien. Deze opname is gebruikt om te begrijpen waarom oppervlakken soms ruw zijn en soms glad. De verandering in gladheid kan dankzij dit onderzoek begrepen worden uit de structuur van de dunne laag.

Wereldrecord snel scannen
Rost kijkt met zijn supersnelle microscoop naar atoomlagen waarop hij de individuele atomen kan zien rondwandelen. Dankzij allerlei technische snufjes en extreem goede elektronica heeft Rost samen met de onderzoeksgroep het wereldrecord snel scannen met dit type microscoop op zijn naam staan, waardoor hij als een van de eersten in de wereld in plaats van plaatjes, ook videosnelheid filmpjes kan maken. Op deze manier is precies te zien wat er gebeurt op een oppervlak, in plaats van afhankelijk te zijn van de grove of indirecte methoden die eerder altijd gebruikt werden.

Revolutionaire sprong voorwaarts
Als duidelijk is wat de atomen van het materiaal doen, kan je vervolgens ook begijpen wat een grote hoeveelheid atomen zal doen en zelfs voorspellen wat een ander soort atoom zou doen als dat zou worden opgebracht. Dit is heel belangrijk is voor de industrie, want in plaats van uitproberen en door vallen en opstaan wijs worden, kan van te voren worden ingeschat of wat je bedacht hebt ook gaat werken: een revolutionaire sprong voorwaarts.

Links

(7 november 2006/SH)