Voor de TU/e-onderzoekers Anthal Smits en Antoni Forner-Cuenca is het nieuwe jaar met goed nieuws begonnen: ze hebben elk een persoonsgebonden subsidie van de European Research Council (ERC) ter waarde van 1,5 miljoen euro toegekend gekregen. Smits zal de financiering gebruiken om te werken aan de reactie van het immuunsysteem op implantaten, terwijl Forner-Cuenca onderzoek zal doen naar nieuwe betaalbare en hernieuwbare opslagsystemen voor batterijen. De onderzoekers kunnen de financiering gebruiken voor hun onderzoek in de komende vijf jaar.
Anthal Smits
ANTHAL SMITS (DEPARTMENT OF BIOMEDICAL ENGINEERING)
Anthal Smits, die assistent-professor is in de groep Soft Tissue Biomechanics and Tissues Engineering van de afdeling Biomedische Technologie, heeft grote plannen voor de toekomst van implantaattechnologieën met zijn door de ERC gefinancierde project MACxercise.
“De vraag naar geavanceerde medische implantaten neemt exponentieel toe, maar de grootste uitdaging bij implantaten is ervoor te zorgen dat het immuunsysteem van het lichaam een implantaat snel accepteert, in plaats van het af te stoten”, zegt Smits. “En in dit onderzoeksproject zullen we de immuunrespons in ons voordeel gebruiken!”
Smits wil implantaten maken van synthetische biomaterialen die geleidelijk worden vervangen door levend weefsel in het lichaam, maar de sleutel tot het project is de hulp van immuuncellen, macrofagen genaamd. “Macrofagen zijn de poortwachters voor de succesvolle integratie van implantaten. Het plan is om hun immuunrespons in te zetten, met bepaalde biochemische en microstructurele veranderingen als gevolg.”
Macrofaag tennis
Normaal gesproken worden macrofagen bestudeerd onder statisch aandoende laboratoriumomstandigheden, maar in het lichaam zijn deze cellen onderhevig aan krachten en bewegingen als gevolg van ademhaling, hartslag en lichaamsbeweging. “Ik wil graag weten welke krachten en bewegingen de macrofagen het meest beïnvloeden”, voegt Smits toe.
Om het verder uit te leggen, geeft Smits een voorbeeld met schilderen en tennis. “Stel, je bent een geweldige schilder. Maar zou je dan nog steeds in staat zijn om een geweldig schilderij te schilderen en tegelijkertijd te tennissen? In dit project plaatsen we macrofagen op de tennisbaan, zodat we hun gedrag onder levensechte omstandigheden kunnen bestuderen. Het project acroniem MACxercise is dan ook een afkorting van ‘macrophage exercise’.”
Om dit doel te bereiken, zal Smits kijken naar hoe macrofagen mechanische belastingen waarnemen en erop reageren. “Zonder een diepgaand begrip van de mechanobiologie van macrofagen en het effect daarvan op implantaten, is het bijna onmogelijk om de juiste biomaterialen te ontwerpen voor succesvolle en effectieve implantaten.”
Dit ambitieuze project is gericht op het combineren van nieuw en innovatief onderzoek uit verschillende vakgebieden, zoals biomaterialenwetenschap, immunologie en weefselmanipulatie. “MACxercise zal helpen te ontcijferen hoe macrofagen in hun omgeving werken en hoe hun acties implantaten en hun materialen beïnvloeden”, voegt Smits toe.
ANTONI FORNER-CUENCA (DEPARTEMENT OF CHEMICAL ENGINEERING AND CHEMISTRY)
ANTONI FORNER-CUENCA
Met zijn ERC-subsidie wil Antoni Forner-Cuenca, assistent-professor aan de faculteit Scheikundige Technologie en Scheikunde, een belangrijke bijdrage leveren aan de elektrochemische wetenschap door onderzoek te doen naar nieuwe technologieën voor energieopslag tegen lage kosten.
“Gemotiveerd door problemen met hernieuwbare energietechnologieën is er de laatste tijd veel vooruitgang geboekt op het gebied van elektrochemische energieopslag voor grootschalige toepassingen”, zegt Forner-Cuenca. “Redox-flowbatterijen zijn bijvoorbeeld naar voren gekomen als veelbelovende systemen, maar deze technologieën hebben hoge kosten.”
“In dit project zal ik een nieuw concept onderzoeken dat uitsluitend vertrouwt op goedkope en overvloedige materialen om een betaalbaar energieopslagsysteem te ontwerpen op basis van ijzer en lucht, een zogenaamde Fe-air redox-flowbatterij (FAIR-RFB)”, legt Forner-Cuenca uit. Om dit te bereiken is hij van plan verschillende uitdagingen aan te gaan met betrekking tot het ontwerpen van elektrodes voor FAIR-RFB’s.
Uitdagingen voor de toekomst
Ten eerste zal Forner-Cuenca nieuwe manieren onderzoeken om elektrode-microstructuren te ontwerpen. “Het plan is om methoden zoals evolutionaire algoritmen te combineren met experimenten om de optimale vorm, grootte en porositeit te voorspellen.”
Vervolgens zal hij bestuderen hoe het oppervlak van de elektrode het transport van de lading en chemicaliën beïnvloedt. Het team zal dan geselecteerde moleculen op de elektrodes plaatsen en nano-elektrochemische beeldvorming uitvoeren om te beoordelen hoe deze veranderingen de elektrodewerking beïnvloeden.
Tenslotte zullen Forner-Cuenca en zijn team een elektrochemische reactor ontwikkelen voor FAIR-RFB’s met hoog vermogen. “Deze fase van het project zal voortbouwen op de vorige fasen, en het doel is om geavanceerde ijzer- en luchtelektroden te maken die een elektrochemische cel met hoge spanning en lage weerstand opleveren.”
Forner-Cuenca, die ook een extra financiering van 400.000 euro heeft ontvangen voor de aankoop van een geavanceerde elektrochemische microscoop, heeft er alle vertrouwen in dat dit project zal leiden tot belangrijke doorbraken op het gebied van elektrochemische energieopslagsystemen.
RFB’s zullen helpen de prestaties en duurzaamheid van goedkope energieopslagtechnologieën te verbeteren, wat belangrijke gevolgen kan hebben voor de integratie van hernieuwbare bronnen (wind, zon) en kan helpen het elektriciteitsnet koolstofvrij te maken.”
Imec kondigt aan dat de Europese Onderzoeksraad (ERC) een startersbeurs toekent aan Christian Haffner, imec-onderzoeker die baanbrekend werk levert op het vlak van kwantumelektronica. De beurs bedraagt bijna twee miljoen euro voor vijf jaar en moet helpen in het onderzoek om kwantumcomputers een realistische toekomst te geven als volgende generatie supercomputers.
Kwantumcomputers zijn de gedoodverfde kandidaten om extreem snelle en krachtige computers te maken voor de toekomst van gegevensbeheer, cryptografie, artificiële intelligentie en andere toepassingen die tegen de limieten van onze klassieke elektronica aanlopen. Maar kwantumprocessoren hebben nog een lange weg af te leggen vanuit het huidige fundamentele onderzoek. Hun meest waarschijnlijke werking zal gebaseerd zijn op een combinatie van elektromagnetische signaalverwerking bij extreem lage (cryogene) temperaturen en optische signaaluitwisseling bij kamertemperatuur. Hiervoor zijn elektro-optische versterkers nodig die deze overgang tussen elektrische en optische qubits naadloos kunnen uitvoeren. De ambitie van Christian Haffner en zijn team is om dergelijke technologie te ontwikkelen en daarmee een belangrijke deur open te zetten voor de verdere ontwikkeling van kwantumcomputers.
Link magazine editie december thema 2021 Sociale Innovatie: Beter innoveren, beter produceren. Lees Link digitaal of vraag een exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl’
Vandaag kondigde de ERC Christian Haffners beurs aan in het kader van de eerste open oproep binnen Horizon Europe, het nieuwe R&D-programma van de Europese Unie. ERC-beurzen richten zich op baanbrekend onderzoek dat de grenzen van de bestaande kennis verlegt en een inspiratie vormt voor ander toonaangevend onderzoek in Europa. Het voornaamste selectiecriterium daarbij is wetenschappelijke uitmuntendheid. De ERC honoreerde slechts 397 projecten uit meer dan vierduizend inzendingen.
Christian Haffner: “Dat ik deze beurs heb gekregen is een ongelooflijke erkenning. Daarenboven helpt het bijhorende budget aanzienlijk om ons onderzoek te versnellen. Zo kunnen we er een nieuwe cryostaat mee aankopen, die essentieel is om onze experimenten uit te voeren bij temperaturen dicht bij het absolute nulpunt. Extra speciaal is het feit dat ik bij de inzending in april vorig jaar nog maar net aan boord was bij imec als winnaar van imecs eerste tenure track. Ik ben de imec-collega’s dan ook erg dankbaar voor al hun hulp bij het indienen van mijn ERC projectdossier.”
“Imec inspireert en ondersteunt talentvolle wetenschappers om ambitieuze projecten in te dienen bij de Europese onderzoeksraad. We feliciteren Christian met het binnenhalen van deze beurs en met het onderzoek dat eraan voorafging”, zegt Jo De Boeck, Chief Strategy Officer bij imec.
OVER DE HUIDIGE ERC STARTING GRANTS
397 beginnende onderzoekers hebben Starting Grants van de Europese Onderzoeksraad (ERC) gewonnen. Na de eerste oproep tot het indienen van voorstellen in het kader van het nieuwe O&I-programma van de EU, Horizon Europe, zal 619 miljoen euro worden geïnvesteerd in uitmuntende projecten die door wetenschappers en academici zijn bedacht. Subsidies ter waarde van gemiddeld 1,5 miljoen euro zullen ambitieuze jonge onderzoekers helpen hun eigen projecten op te zetten, hun teams te vormen en hun beste ideeën uit te werken. De geselecteerde voorstellen bestrijken alle onderzoeksdisciplines, van de medische toepassingen van kunstmatige intelligentie tot de wetenschap van het controleren van materie door gebruik te maken van licht, en tot het ontwerpen van een wettelijke regeling voor eerlijke influencer marketing. Ongeveer 43% van de subsidies werd toegekend aan vrouwelijke onderzoekers, een stijging ten opzichte van 37% in 2020 en het hoogste aandeel tot nu toe. Voor de ERC-subsidies voor starters worden jaarlijks oproepen gepubliceerd en de financiering is bedoeld voor onderzoekers van alle nationaliteiten met 2 tot 7 jaar ervaring na het voltooien van hun doctoraat.
De ERC, die in 2007 door de Europese Unie is opgericht, is de belangrijkste Europese financieringsorganisatie voor grensverleggend onderzoek van topkwaliteit. Het financiert creatieve onderzoekers van alle nationaliteiten en leeftijden om projecten uit te voeren in heel Europa. De ERC biedt vier kernsubsidieregelingen: Starting Grants, Consolidator Grants, Advanced Grants en Synergy Grants. Met zijn aanvullende “Proof of Concept”-subsidieregeling helpt de ERC de kloof te overbruggen tussen hun baanbrekend onderzoek en de eerste fasen van de commercialisering ervan. De ERC wordt geleid door een onafhankelijk bestuursorgaan, de Wetenschappelijke Raad. Sinds 1 november 2021 is Maria Leptin voorzitter van de ERC. Het totale ERC-budget van 2021 tot 2027 bedraagt meer dan 16 miljard euro, als onderdeel van het programma Horizon Europa, onder de verantwoordelijkheid van de Europese commissaris voor innovatie, onderzoek, cultuur, onderwijs en jeugdzaken, Mariya Gabriel.
Overzicht van alle startersbeurzen van de Europese Onderzoeksraad (ERC)
