Self healing materials – Pioneering research in the Netherlands

Deze week is een nieuw boek over zelfherstellende materialen verschenen. Op 27 oktober 2015, tijdens het IOP-symposium ‘Self healing materials – prepare for landing’ in Utrecht, zag het boek ‘Self healing materials – Pioneering research in the Netherlands’ het levenslicht.

De beide samenstellers van het boek – Sybrand van der Zwaag en Eddy Brinkman – overhandigden het eerste exemplaar aan Amandus Lundqvist, boegbeeld van de topsector High Tech Systems & Materials. Alle aanwezigen op dit symposium – veelal projectleiders en onderzoeksmedewerkers aan universiteiten en in de industrie – mochten een exemplaar van het boek meenemen.

Self healing materials - Pioneering research in the NetherlandsIn het boek ‘Self healing materials – Pioneering research in the Netherlands’ is ruim 10 jaar Nederlands onderzoek aan zelfherstellende materialen gebundeld in ruim 300 pagina’s. Sybrand en Eddy hebben het boek in de eerste helft van 2015 samengesteld, maar de echte helden zijn natuurlijk de projectleiders (samen met hun medewerkers) die de ruim 30 hoofdstukken hebben geschreven.

In 2006 stak de Nederlandse overheid 20 miljoen euro in een 8 jaar durend onderzoeksprogramma over zelfherstellende materialen. Het onderzoek werd niet beperkt tot één klasse van materialen of één bepaalde manier om reparaties uit te voeren. Doel was om alle mogelijkheden te bekijken om zelfherstellend gedrag tot stand te brengen binnen een verscheidenheid aan materialen, en de nieuwe materialen zodanig door te ontwikkelen dat ze konden worden getest in realistische toepassingen. Aan het begin was dit innovatieve onderzoeksprogramma (IOP) de allereerste geïntegreerde ‘multi-materialen’ aanpak op dit gebied in de wereld. Het onderzoek werd uitgevoerd bij Nederlandse universiteiten in samenwerking met de industrie. Nu het IOP Self Healing Materials tegen z’n einde loopt, geeft dit boek de hoogtepunten weer van het grensverleggende onderzoek dat in Nederland op het gebied van zelfherstellende materialen is – en nog wordt – uitgevoerd.

Vanwege de diversiteit van de behandelde onderwerpen is dit boek waardevol voor materiaalkundigen in het algemeen, alsmede voor ingenieurs en ontwikkelaars in de industrie die geïnteresseerd zijn in het verbeteren van de betrouwbaarheid en het verminderen van het onderhoud van hun producten. Het boek is ook een inspiratie voor studenten, en laat hen zien hoe ‘zelfherstel’ kan worden vertaald in nieuwe materialen die zich uitzonderlijk gedragen.

Het boek bevat negen hoofdstukken over zelfherstel in polymeren en composieten. Het onderzoek omvat chemie op het niveau van individuele moleculaire ketens via onderzoek op meso-schaal dat polymeersamenstelling linkt aan zelfherstellend gedrag naar onderzoek aan nieuwe benaderingen op micro- en macroscopisch niveau van zelfherstellende vezelversterkte composieten.

Vijf hoofdstukken gaan over zelfherstel in metaal en keramiek. Dit omvat herstel in aluminium legeringen bij kamertemperatuur, en herstel bij hoge temperaturen van metalen die kruip vertonen. Daarnaast is er een hoofdstuk over MAX-fasen, materialen die het midden houden tussen metaal en keramiek, en een hoofdstuk over keramiek voor tribologische toepassingen.

De zeven hoofdstukken over zelfherstellende materialen voor de (wegen)bouw behandelen de reparatie van scheurtjes in beton en asfalt. Diverse nieuwe ontwikkelde routes maken gebruik van fysica, chemie en zelfs bacteriën. Sommige van de ontwikkelde producten zijn al op de markt, of worden in het veld getest onder realistische omstandigheden.

Coatings vormen een speciaal gebied binnen de zelfherstellende materialen. Vier hoofdstukken zijn gewijd aan organische coatings en gaan bijvoorbeeld over het herstel van het oppervlak na beschadiging of bescherming tegen corrosie. Twee hoofdstukken beschrijven experimenteel en computeronderzoek aan thermal barrier coatings voor toepassingen bij hoge temperaturen.

Het boek sluit af met drie hoofdstukken over zelfherstel in functionele materialen en gaan over het herstel van onder meer grensvlakken in apparaten binnen de micro-elektronica, lichtgevende lagen in OLEDs en onderdelen van brandstofcellen.

Het boek is een bron van inspiratie en achtergrondinformatie voor iedereen met interesse in zelfherstellende materialen, voor nu en in de toekomst.

Sybrand van der Zwaag & Eddy Brinkman (editors), ‘Self healing materials – Pioneering research in the Netherlands’, ISBN 978-1-61499-513-5, IOS Press, the Netherlands (2015) 308 pagina’s – in het Engels

Het boek wordt uitgegeven door IOS Press in Amsterdam.