Dat lijkt deze maand zijn vruchten al te hebben afgeworpen. Vijf jonge zeer getalenteerde UT-onderzoekers vielen twee weken geleden in de prijzen. Twee van hen ontvingen een prestigieuze Marie CurieCareer Integration Grant. Ze krijgen een ton om de komende vier jaar te investeren in hun wetenschappelijke loopbaan. Drie collega’s ontvangen zelfs elk anderhalf miljoen euro uit Brussel. Zij kregen een ERC Starting Grant toegewezen. Met dat geld kunnen ze vijf jaar onderzoek doen. Opmerkelijk is dat alle in de prijzen gevallen onderzoekers werkzaam zijn bij instituut Mesa+. Op deze twee pagina’s van alle vijf een portret.
Overigens kan het UT-succes in Brussel nog groter worden. Volgens Vermeij zijn nog enkele onderzoekers in de race voor een Europese subsidie. Die krijgen later deze maand of in juli te horen of hun aanvraag wordt gehonoreerd.
Tekst: Maaike Platvoet, Paul de Kuyper en Sandra Pool.
Foto’s; Arjan Reef
Nanoversterkers maken
Wie: Sonia Garcia Blanco studeerde van 1993 tot 1999 Telecommunication and Engineering aan de Universidad Politécnica van Madrid. In 2003 behaalde ze haar PhD aan de University of Glasgow. Daarna ging ze naar Canada voor haar post-doc aan de University of Toronto. Vervolgens werkte ze zes jaar bij als onderzoeker bij INO in Quebéc.
Werkt:Sinds augustus vorig jaar bij de leerstoel Integrated Optical Microsystems. ‘Tijdens mijn masterstage, die ik in Californie bij IBM volgde, besloot ik door te gaan in de wetenschap. Het waren de goede tijden. Een paradijs. Er was genoeg geld voor onderzoek. Ik was omringd door ‘genious people’. Daar wilde ik bij horen.’ Na zes jaar INO wilde ze weer terug naar het fundamentele onderzoek.‘Het werk was te resultaatgericht. Ik wilde weer de diepte in en koos voor deze tenture track positie aan de UT.’
Subsidie:Career Integration Grant van 100.000 euro.
Marie Curie: ‘De subsidie is ontzettend belangrijk voor mij. Nu kan ik daadwerkelijk beginnen met het onderzoek. Het is een mooie start. Dankzij het bedrag kan ik drie master studenten inzetten om een deel van het onderzoek te doen.’
Onderzoek: ‘Ik zal me eerst gaan richten op het maken van nanoversterkers omdat de huidige optische versterkers, die het signaal groter en sterker maken, te groot zijn om op de complexe nanophotonische chips te passen.’ Dat is volgens de onderzoeker belangrijk omdat de huidige chips hun grens bereiken op het gebied van kracht, snelheid en opslag van data en informatie. ‘We zoeken in plaats van elektrische oplossingen optische oplossingen gebaseerd op bijvoorbeeld licht.’ Groot voordeel is dat er geen elektrische draden meer nodig zijn. ‘Je gebruikt licht als aansturing. Daardoor verbruik je minder energie.’ De optische apparatuur zijn momenteel nog te groot om op een chip te bouwen. ‘Ik wil onderzoeken hoe we die kleiner kunnen maken.’
Ambitie:‘Een onderzoekslijn uitzetten en er een groep omheen bouwen. De komende jaren heb ik een tenure track positie. Het doel is om me van assistent professor op te werken tot hoogleraar.’
Breincellen op een chip
Wie:Regina Luttge (42) studeerde physical engineering aan de University of Applied Sciences in Wiesbaden en promoveerde aan het Imperial College in Londen. Vanaf 2003 volgde ze een postdoctoral fellowship bij MESA+.
Werkt: bij vakgroep Mesoscale Chemical Systems van MESA+.
Subsidie:ERC Starting Grant van 1,26 miljoen euro
ERC: ‘Ik was best zenuwachtig voor het gesprek met de commissie in Brussel. Toch had ik dankzij de hulp en training op de UT mijn zenuwen tamelijk goed onder controle. Ik zag dat andere kandidaten het veel zwaarder hadden. Ik voelde vooral de druk omdat het om enorm veel geld gaat. Op zo’n moment moet alles kloppen, elk onderdeel, en voor alle belanghebbenden. Je beseft dan ook echt wel dat je daar niet alleen maar voor jezelf staat. Ook het instituut, onze universiteit en ons vakgebied is erbij gebaat dat ik die subsidie binnenhaal. Dan is het wel een hele opluchting als dat ook lukt. ’
Onderzoek:‘Met deze subsidie uit Brussel wil ik een tool ontwikkelen om gezonde breincellen te kweken op een chip. Die gezonde cellen wil ik vervolgens kunnen manipuleren om de invloed van ziektebeelden na te bootsen. Als die tool ontwikkeld is, is dat van groot belang voor de geneeskunde. Het maakt het namelijk mogelijk om medicijnen op een chip te testen, en niet meer op proefdieren zoals ratten. Ook zal er beter en sneller getest kunnen worden. Dit onderzoek heeft een grote slagingskans, die tool is er wel over vijf jaar. Het risicovolle zit ‘m in het combineren van de verschillende disciplines. Hoe zal mijn onderzoeksveld van de nanotechnologie precies impact maken op het terrein van de biomedische systemen? En hoe gaat dat weer werken in de research community van de neurowetenschappers? Op de UT is al een sterk neurocluster aanwezig, maar daarvoor is ook veel achterliggende fundamentele kennis nodig over de werking van het brein in gezonde en pathologische toestand. Ik wil twee aio’s en een postdoc aanstellen en zij zullen allemaal een andere expertise hebben. Met elkaar vormen we dan een team, dat hopelijk topprestaties gaat leveren.’
Ambitie: ‘Ik vind dat je voor elke stap in het leven klaar moet zijn. Nu ik net de ERC Grant heb ontvangen, zou het niet handig zijn als ik ook morgen benoemd word tot hoogleraar. Maar ik wil dat straks wel natuurlijk. Ik heb vooral een enorme drang naar onafhankelijkheid en ik heb veel ideeën voor onderzoek. Mijn instituut en de UT geven mij gelukkig de ruimte om onderzoek, onderwijs en ondernemerschap in te brengen. En met het behalen van mijn resultaten komt dat hoogleraarschap op termijn ook wel.’
Bouwstenen voor quantumcomputer
Wie: Floris Zwanenburg (34) studeerde Technische Natuurkunde in Delft en promoveerde daar ook in 2008. Zijn postdoc deed hij aan The Universityof New South Wales in Sydney, Australië.
Werkt: Sinds twee weken als universitair docent bij de vakgroep NanoElectronics en heeft een tenure track positie. ‘Het welkom was warm. Met champagne en een volledig ingerichte werkplek.’
Subsidie: Career Integration Grant van 100.000 euro.
Marie Curie: ‘Wilfred (van der Wiel, hoogleraar nano-elektronica, red.) en ik hebben de subsidie in januari dit jaar gespot. We schreven een onderzoeksvoorstel en dat werd goedgekeurd. Dat is wel een lekkere binnenkomer, ja.’ Zwanenburg leverde ook een bijdrage aan het NWO-nanovoorstel waarmee vijf ton werd binnengehaald, eerder dit jaar.
Onderzoek: ‘We willen met enkele elektronen quantumbits maken, dat zijn de bouwstenen om uiteindelijk een quantumcomputer te realiseren. In de processor (de centrale besturingseenheid, red.) van een klassieke computer kunnen bits (binaire eenheden) alleen de waarde 0 of 1 aannemen. In een quantumcomputer kunnen de quantumbits tegelijkertijd de waarden 1 en 0 aannemen. Groot voordeel is dat je hierdoor bepaalde berekeningen efficiënter en exponentieel sneller kunt uitvoeren.’
Voor het zover is, wil Zwanenburg eerst enkele elektronen opsluiten in een zogeheten quantum dot. ‘Een elektrische stroom bestaat uit elektronen. Wij maken een silicum nanotransistor waarin we het stroomkanaal onderbreken met een quantum dot: een eiland voor elektronen, een soort miniatuur labtafel.’
Zwanenburg wil twee quantum dots maken in één stroomkanaal. ‘Een elektron heeft een massa, lading en magnetisch moment, ook wel spin genoemd. Die spin kan in een ‘quantumsuperpositie’ van 0 tot 1 tegelijk gebracht worden.’
Met een zogeheten mengkoeler, een superkoelkast die afgelopen week bij de vakgroep geïnstalleerd en getest is, kan de onderzoeker de thermische energie buitenspel zetten. ‘We maken de nanotransistor zo koud (minder dan één honderdste graad boven het absolute nulpunt van -273,15oC), dat de thermische energie lager is dan de relevante energieschalen van de quantum dot. Het resultaat is dat we de spin kunnen waarnemen en manipuleren en gebruiken als toestand van de quantumbit.’
Ambitie: ‘Binnen een jaar verwacht ik twee elektronen in twee quantum dots te kunnen opsluiten. Over drie jaar moeten we wel de eerste quantumbit kunnen bouwen. Persoonlijk wil ik me de komende jaren verder ontwikkelen tot zelfstandig onderzoeksleider.’
Grenzen ontdekken
Wie: Serge Lemay (41), Canadees. Studeerde elektrotechniek aan de University of Waterloo in Canada. Promoveerde in 1998 in de VS aan Cornell University.
Werk: Hoogleraar van de in 2009 door hemzelf opgezette vakgroep Nanoionics.
Subsidie: ERC Starting Grant van 1,5 miljoen euro.
ERC: ‘De ERC is bedoeld voor onderzoek met een hoog risico. Misschien wordt het minder veelbelovend dan we nu denken. De kans bestaat ook dat het superbelangrijk wordt. High risk, high reward dus. Van deze anderhalf miljoen euro ga ik drie promovendi en een postdoc aanstellen.’
Onderzoek:‘De interactie tussen moleculen hangt af van hoe de deeltjes geladen zijn. Tussen een positief en een negatief geladen eiwit zal de aantrekkingskracht afnemen naarmate de afstand groter wordt. Althans, in een vacuüm. In ons lichaam zit echter veel zout en die deeltjes zijn ook geladen. Daardoor zijn de krachten en de interactie tussen biomoleculen in bijvoorbeeld bloed anders. Dat proces willen we begrijpen.
De kennis die we daarmee opdoen gebruiken we voor ons ERC-onderzoek naar nieuwe technologie voor medische diagnostiek. We kennen de lab-on-a-chip om met een druppel bloed bijvoorbeeld je lithiumgehalte te meten. Maar de industrie wil graag een siliciumchip, niet voor één toepassing, maar een die met een bloeddruppel een breed assortiment stoffen detecteert. Verschil met de klassieke lab-on-a-chip is als het verschil tussen mijn oerdegelijke polshorloge dat een ding heel goed doet en mijn iPhone die me ook vertelt hoe laat het is, maar nog duizenden andere dingen kan. Ons doel is niet een eindproduct te maken. Voor tienduizenden meetsystemen op een chip heb je zeer gevoelige detectie nodig. Wij willen weten hoe we chemische signalen uit de vloeistof kunnen vertalen naar elektrische signalen en wat de fundamentele beperkingen zijn. Waarom elektrisch? Omdat het dan mogelijk wordt alle processen met micro-elektronica op een klein oppervlak te laten plaatsvinden. Probleem is dat niemand nog precies weet hoe dat werkt.’
Ambitie:‘Mijn droom is dat die chip er komt. Het onderzoek is spannend. Niet omdat we morgen een product willen maken, maar omdat we de grenzen willen ontdekken. Wij doen fundamenteel onderzoek met toepassing als motivatie. Onze partners in de industrie denken dat er over vijf jaar een antwoord is of de technologie toekomst heeft. Zelf heb ik nog nooit vijf jaar vooruitgekeken. Eerst wil ik beginnen en ervaren hoe spannend en leuk dit onderzoek is.’
Complexe lichtsystemen
Wie:Allard Mosk (41) studeerde natuurkunde en sterrenkunde en promoveerde aan de Universiteit van Amsterdam.
Werkt bij: Complex Photonic Systems, MESA+
Subsidie:‘ERC Starting Grant van 1,5 miljoen euro.
Onderzoek:‘Met dit geldbedrag heb ik de kans om een heel andere onderzoekslijn op te bouwen. Mede dankzij mijn Vidi grant zijn wij al wereldleider in het beheersen van licht in complexe systemen. Vorig jaar zomer heb ik lange tijd zitten broeden op allerlei ideeën. Met het geld van de ERC Grant wil ik nu een zelflerende fotonische schakeling bouwen. Als dat lukt, dan kan het materiaal waardoor het licht moet, zichzelf dus aanpassen. Het is fundamenteel en risicovol onderzoek, maar met die anderhalf miljoen heb ik een hoge slaagkans. Ik wil drie promovendi aantrekken, maar ook kostbare apparatuur. Nieuwe lasers kosten al snel enkele tonnen. Ook zal veel geld worden geïnvesteerd in de samenwerking met andere groepen, waaronder in Frankrijk en Amerika. Zo wil ik bepaalde experts op dit vakgebied, van bedrijven en van universiteiten zoals Stanford, uitnodigen om mee te doen met het onderzoek. En dan natuurlijk gezamenlijk publiceren.’
Fundamenteel:‘Natuurlijk ben ik erg blij dat ik de kans krijg om dit fundamentele onderzoek uit te voeren, helemaal nu de politiek sterk aan het korten is op wetenschap en technologie. Mijn onderzoek is niet onmiddellijk toepasbaar, dat komt pas over een aantal jaren en dat maakt het voor instanties minder aantrekkelijk om in te investeren. Dat is kortzichtig, want momenteel zijn Nederlandse bedrijven bezig met nieuwe innovaties die gebaseerd zijn op tien tot twintig jaar oude kennis van ons. Dus is het erg belangrijk dat de overheid, Nederland én Europa, dit blijft stimuleren. Als dat niet meer gebeurt gaat er een hoop kennis – en daarmee de technologische voorsprong die we nu nog hebben - verloren. Het kost veel meer geld en tijd om dat opnieuw op te bouwen. Ik snap dat politici beslissen hoeveel er aan onderzoek wordt uitgegeven, maar ik ben erg blij dat binnen het European Research Council de wetenschappers beslissen naar wie het geld toegaat.’
Ambitie: ‘Ik zit in een tenure track en dat leidt tot hoogleraarschap. Maar dat is niet waar ik ongeduldig naar streef. Nu heb ik vooral de behoefte om goed onderzoek te doen en samen met collega’s MESA+ als centrum op het gebied van de toegepaste nanofotonica neer te zetten. Het meest belangrijk vind ik een goede infrastructuur, excellente collega’s en productieve samenwerking met andere universiteiten en de industrie.’
