Applied natural sciences

Over het lectoraat

De onderzoeksthema’s binnen Applied natural sciences zijn belangrijk voor het ons omringende werkveld. Een groep medewerkers zorgt voor de link tussen onderzoek en onderwijs. De onderzoeksprojecten gekoppeld aan deze onderzoeksthema's zijn veelal geënt op vraagstelling vanuit het ons omringende bedrijfsleven en worden uitgevoerd in samenwerking met de bedrijven, andere kennisinstellingen en het onderwijs. Bij alle onderzoeksprojecten, die vaak ook deels worden gefinancierd met behulp van subsidie (RAAK, Interreg, OP Zuid,) worden studenten ingezet in het kader van stage- en afstudeeropdrachten en andere projectvormen.

Lectoren

Laboratoria

In de labs is de benodigde state of the art apparatuur aanwezig voor het aanbrengen van materialen op het gebied van dunne-laag technologie, zoals inkjet- en plasmaprinten, sputteren, spincoaten, slotdye coaten en zeefdrukken. Daarnaast is er voor het meten en analyseren van materialen en de aangebrachte lagen analyse apparatuur aanwezig, zoals laagdiktemeters, rheometer, dynamic light scattering, contacthoekmeter, microscopie en een scanning electronen microscoop.

De biologische expertise van het laboratorium betreft met name een celkweek faciliteit en de mogelijkheden tot het uitvoeren van kwantitatieve PCRs. Daarnaast zijn biochemische analysetechnieken beschikbaar, zoals luminiscentie en fluorescentie gebaseerde microwell metingen.

Wij voeren ook experimenten uit in het Microfablab van de TU/e. We begeleiden onze studenten bij projecten waar gebruik wordt gemaakt van de faciliteiten van dit lab, zoals “soft lithography”.

Daarnaast hebben wij een laboratorium voor verwerking van polymeren door middel van extruderen, spuitgieten en 3D printen. Op het laatste vlak wordt ook samengewerkt met het Objex lab van Fontys. Voor analyse van kunststof producten is apparatuur aanwezig. Denk daarbij aan het bepalen van trek-, buig en druksterkte, slagvastheid van kunststoffen.

We zijn in het bezit van moderne klasse 1 geluidmeetapparatuur en software voor metingen in o.a. de bouwakoestiek, elektro-akoestiek, dosimetrie, audiometrie en trillingen. Daarnaast hebben we de beschikking over een nieuw aangeschafte hydrogenatie-/micro-reactor.

In de laboratoria kunnen ook verscheidene analytische technieken worden uitgevoerd, zoals HPLC, GC, GCMS, FTIR, UV-Vis, NMR. Bedrijven kunnen bij ons metingen (laten) uitvoeren via Servicelab. Voor een overzicht van de beschikbare apparatuur klik hier.

Thin films & functional materials

Dunne lagen en functionele materialen worden toegepast in een breed scala aan toepassingen en producten. Voorbeelden van toepassingen zijn decoratieve coatings, lagen voor informatieopslag, easy-to-clean coatings, antimicrobiële coating en antireflectie coatings. Producten zoals IC’s, zonnecellen, displays en veel sensoren zouden zonder dunne lagen niet mogelijk zijn. Daarom zijn in onze regio veel bedrijven actief op dit gebied.

In het laboratorium van het lectoraat zijn verschillende dunne film technieken en meetmethoden aanwezig waarmee onderzoek wordt uitgevoerd in samenwerking met het bedrijfsleven en andere kennisinstellingen. De afgelopen jaren is veel ervaring opgebouwd op het gebied van inkjetprinten, plasmaprinten, nanocoatings, easy-to-clean coatings, etc., met toepassingen voor o.a. geprinte elektronica en anti-reflectielagen.

Betrokken werkveld en kennisinstellingen: Holst Centre, TU/e, Domicro, Metafas, Surfix, Süss Microtech, OE-A, Saxion Hogeschool en Objexlab.

Onderzoeksprojecten van Thin films & functional mfterials

Apparatuur

3D-printers Formlabs Vertex

Barcoater en Slotdye coater - Coatema TS-01

Contacthoekmeter - Dataphysics Contact Angle Systems OCA

Dynamic Light Scattering - deeltjesgrootte en zeta-potentiaal meter - Zetapals Brookhaven

Reflectie Transmissie-tester - Eta-Optic

Inkjetprinter -Pixdro Innophysics LP50

Klimaatkast - Vötsch vc3

Plasmaprinter - Pixdro Innophysics LP50

Microscoop-abs

Optische Microscoop - Olympus BX51

Plasma-cleaner - Expanded Plasma cleaner PDC-002-CE

Lasersnijder - Metaquip MQ5030-60W

Profilometer - Ambios XP-1

Glovebox - MBraun MB200B

Reflectie Transmissie-tester - Eta-Optic_z

Scanning Electron Microscope - Phenom Pharos

Solar Fuels

Zeefdrukker - ATMA AT-45-PA

Rheometer - ThermoScientific Haake Mars 60

Spincoater - KarlSuss RC13

Sputteren - Leybold-Heraeus Z400

Sputterunit - Emitech K550X

Weerstand-meter_Jandel HM21

Thermisch opdampen en sputteren - Leybold-Heraeus Z400

Contact

Energy for the future

Het doel van het onderzoekthema is om de relatie tussen fundamenteel onderzoek en praktijkgericht onderzoek veel beter te benutten en samen met MKB en grootbedrijven een innovatieversnelling te realiseren. Bovendien draagt de samenwerking bij aan de beschikbaarheid van goed opgeleid technisch talent: Solar Fuels is een inspirerende uitdaging die tot de verbeelding van de studenten spreekt.

In november vorig jaar tekenden Fontys en DIFFER een samenwerkingsovereenkomst. In het fundamenteel energieonderzoek bij DIFFER speelt de continue ontwikkeling van experimentele systemen en geavanceerde diagnostieken een belangrijke rol. Bij Fontys is ruime kennis en expertise op dit gebied voor handen. Daar spant men zich in om in langlopende onderzoekslijnen een inspirerende leeromgeving en expertiseportfolio voor hbo-professionals te realiseren.

Peter Thüne is expert op het gebied van thermische katalyse, materialen en surface science met een ruime en brede onderzoeksachtergrond. Thüne ziet zijn rol als lector als bruggenbouwer tussen de DIFFER onderzoeksgroepen en de Fontysstudenten.

Schone circulaire brandstoffen

Het is de uitdaging voor Solar Fuels om schone circulaire brandstoffen te maken uit duurzame energie en de hedendaagse ‘afvalstoffen’: water, koolstofdioxide en stikstof.

Met Solar Fuels breidt het lectoraat haar expertise op maatschappelijke ontwikkelingen in de transitie naar een duurzame samenleving uit. Klein- en grootschalige opslag en conversie van hernieuwbare energie zijn daarbij grote technologische uitdagingen.

Apparatuur

Solar Fuels - fuel cell H-TEC

Solar Fuels - fuel cell

Onderzoeksprojecten

Contact

Polymers

Onderzoeksthema Polymers richt zich op de kunststoffen in een zo breed mogelijk opzicht. Binnen het onderzoekthema Polymers wordt gekeken naar de volledige keten van kunststoffen: produceren-analyseren-verwerken. Denk hierbij aan mogelijkheden op het gebied van het verwerken van polymeren (o.a. extruderen, spuitgieten, 3D printen), het gebruik van nieuwe materialen (o.a. additief toevoegingen, biopolymeren), het testen van de producten en natuurlijk wordt de recycling niet vergeten.

Fontys heeft, in samenwerking met het (regionale) bedrijfsleven, al verschillende onderzoekslijnen uitgezet op een aantal van deze gebieden en worden verder uitgewerkt en geoptimaliseerd.

De maatschappelijke relevantie is groot: polymeren zijn overal. Jaarlijks wordt er meer dan 300 miljoen ton kunststof wereldwijd geproduceerd. Het materiaal is een duurzaam materiaal, ze gaan lang mee, maar eenmaal in de natuur zijn ze moeilijk afbreekbaar. Ook daar wordt in dit onderzoeksthema naar gekeken. Biobased chemicals en biobased materialen is een van de onderzoekslijnen.

Het analyseren van kunststof materialen is voor bedrijven bij Fontys eveneens mogelijk. De mogelijke analyse apparatuur daartoe zijn er binnen het zogenaamde servicelab van Fontys Hogeschool TNW.

In het onderzoeksthema wordt samen met studenten en het bedrijfsleven gewerkt aan onderzoeken.

Onderzoeksprojecten

Detection & measurement

Detection & Measurement bundelt en deelt expertise op het vlak van akoestische, optische en elektrische meetprincipes en de bijbehorende signaalverwerking.

We hebben informatie nodig om de wereld te kunnen begrijpen en te verbeteren. Informatie krijgen we door metingen te verrichten die meestal gebruik maken van fysische principes. Meten alleen levert geen begrip van de gemeten processen op: Een verzameling “data” wordt “kennis” op het moment dat aan deze verzameling een betekenis gegeven wordt. Dat is het eigenlijke doel van meten. Binnen Detection & Measurement werken we aan technieken om omgevings- en medische data te prepareren voor professionals en andere gebruikers. Hiervoor zijn meettechniek, signaalbewerking, modelvorming, statistische dataverwerking en data science nodig. Met deze technieken kunnen complexere parameters in de metingen gedetecteerd worden.

Op dit moment focust ons onderzoek zich op 4 hoofdthema’s:

1) Akoestiek
Voor een goede leefomgeving thuis, op het werk en in de buitenlucht, is kennis van geluid van belang. Samen met bedrijven zorgen we voor optimale kennis en kenniscirculatie op het gebied van Akoestiek. Detection & Measurement heeft de beschikking over een akoestische ruimte en een groot assortiment aan geluidmeetapparatuur.

2) Health
Het onderzoek op het vlak van gezondheid richt zich vooral op het zichtbaar maken van lichaamsfuncties. Denk aan sensoren om gedrag en de fysiologie van mensen te meten. We maken tastbare modellen (fantomen) om data van patiënten toegankelijk te maken voor professionals. Deze modellen worden ook gebruikt als leermodellen voor medici in opleiding. Beeldvormende technieken zijn bij het onderzoek van essentieel belang. Detection & Measurement maakt onder andere gebruik van de beeldvormende apparatuur en 3D printfaciliteiten binnen Fontys.

3) Optica/fotonica
Natuurkundige verschijnselen met licht (optica) en de interactie tussen fotonen en elektronen (fotonica) worden erg vaak gebruikt in meetprincipes. Met name spectrometrische en interferentiemethodes geven de mogelijkheid om kleine materie en kleine verschillen zichtbaar te maken. Maar ook vanuit het vak “verlichtingskunde” kunnen we arbo-aspecten van licht onderzoeken. Detection & Measurement heeft de beschikking over twee donkere kamers en vele opstellingen om te kunnen meten op grond van basisprincipes (spectrometrie, Michelson interferometrie, karakterisatie van laserbundels en glasvezels) en meer gevorderde principes (Fiber Bragg gratings, optical tweezers, foton-verstrengeling, Fabry-Perotinterferometrie, laservibrometer, etc.).  

Opdrachten worden vanwege de veelzijdigheid en complexiteit van optische opstellingen vaak tijdens een stage uitgevoerd.

4) Creative Physics
In het hoofdthema Creative Physics leert de student om creatief te ontwerpen op basis van fysische principes. De projecten zijn zo gekozen dan goed ondernemerschap noodzakelijk is omdat de concepten doorontwikkeld worden totdat ze daadwerkelijk op een festival of expositie staan.
Het lichtfestival “GLOW” is een drukbezocht jaarlijks terugkomend event in Eindhoven. Onze studenten leveren jaarlijks een bijdrage aan dit festival vanuit de optische en akoestische vakkennis. Het is een manier om de schoonheid van de natuurkundige principes te laten zien aan een breed publiek. Daarnaast leren onze studenten hier om ondernemerschap in hun onderzoek- en ontwerpprojecten te brengen. Het laat de klanten waar we onderzoek voor doen zien dat we inzetbaar zijn voor alle aspecten van innovatie, en ons niet beperken tot laboratoriumexperimenten.  

Onderzoeksprojecten

Life sciences

Life sciences houdt zich bezig met het opzetten van (targeted) moleculaire testen (DNA/RNA/eiwitten) en waar mogelijk het ontwikkelen van user friendly helpful devices.

Life sciences is een van de speerpunten van het Lectoraat Applied Natural Sciences. In het speerpunt komen 4 thema’s aan bod:

1. Cellular and Molecular Biology,2. Diagnostics and Test Development,3. Genomics,4. Food Biochemistry

Dr. Anne Loonen, coördinator: “In samenwerking met het Jeroen Bosch Ziekenhuis (JBZ), onderzoeken we de aanwezigheid van resistentiegenen in een hoog- en een laag risico-omgeving, respectievelijk een ziekenhuis en Fontys.

Dr. J.P.H. (Joost) Schoeber en Dr. A.J.M. (Anne) Loonen

Als door kweek resistente bacteriën of door moleculaire methoden resistentiegenen zijn aangetroffen onderzoeken we welke dat zijn en hoe verspreiding plaats zou hebben kunnen vinden. We samplen in het ziekenhuis en bij Fontys.

Baarmoederhalskanker wordt veroorzaakt door het humaan Papillomavirus (HPV). Er zijn meer dan 100 HPV typen bekend, 40 zijn er seksueel overdraagbaar en ongeveer 15 typen zijn hoog risico in relatie tot ontwikkeling van kanker. Sinds januari 2017 is het bevolkingsonderzoek naar baarmoederhalskanker veranderd. Nu wordt middels DNA amplificatie technieken eerst onderzocht of een vrouw hoog risico HPV positief is. Daarna volgt cytologisch onderzoek (cervix cellen bekijken onder de microscoop). Het JBZ is een van de vijf screeningscentra in Nederland. Om zoveel mogelijk vrouwen deel te laten nemen aan het bevolkingsonderzoek kan een zelfafnameset (ZAS) worden aangevraagd. Vrouwen nemen dan bij zichzelf vaginaal materiaal af t.b.v. HPV DNA onderzoek. Het is nog niet bekend of transport naar het laboratorium invloed heeft op de stabiliteit van HPV DNA en RNA op de ZAS. Dit onderzoeken we momenteel.

De ontwikkelingen binnen Thin Films and Functional Materials, een van de andere onderzoeksthema's, zijn voor DTD natuurlijk ook van belang. Er loopt een subsidieaanvraag voor het ontwikkelen van point of care testen voor biologische parameters.

We werken samen met de Oulu University of Applied Sciences in Finland. Onze docenten doen jaarlijks mee aan de Internationale Teacher Exchange Week in Oulu en onze Finse collega’s geven les bij ons. Er vinden studentuitwisselingen plaats en we kijken nu ook samen met Oulu University en een Belgische partner naar een Erasmus Capacity Building aanvraag waarmee we labfaciliteiten en onderwijs kunnen verbeteren in Kenia.”

Samen met Goffin Molecular Technologies BV (een innovatief bedrijf dat primair reagentia en moleculaire testen verkoopt) ontwikkelen we een test voor bacteriële vaginose, een disbalans in de vaginale flora. De veranderde richtlijnen voor huisartsen stelt DNA diagnostiek (PCR) i.p.v. kweek voor. Een goede reden om mee te werken aan de ontwikkeling van nieuwe tests. Goffin heeft geen labs, wij nu wel.”

We hebben aparte ruimtes om contaminatie van samples/experimenten te voorkomen en we hebben faciliteiten voor celkweek en cellulaire assays. Een strikte scheiding van handelingen moet besmetting voorkomen. Door de richtlijnen te volgen zijn de faciliteiten op ons lab gelijk aan die van een professionele instelling.”

Werken in het UV cabinet, droplet generator en sealer

MinION long read sequencer

Flongle

Victor spectrofotometer

AB7500 PCR

96 wells plaat in Plate Reader van ddPCR

Analyse lab moleculaire biologie

Overzichtsfoto lectoraat TFFM, Solar Fuels

NextGen PCR

Tapestation: meten van RNA en DNA kwaliteit

Kennisteam

Onderzoeksprojecten

Contact