Het doel van de Starting Grants is om onderzoekers te helpen hun eigen projecten te lanceren, hun teams te vormen en hun beste ideeën uit te werken. Aan het Institute of Physics ontvingen Roland Bliem en Bart Weber (groepsleiders bij ARCNL), Lorenz Eberhardt (die in Oktober een nieuwe groep aan het IoP opstart), en Mazi Jalaal en Jorik van de Groep elk een van de prestigieuze subsidies.

CHIPFRICTION: Wrijving in de productie van computerchips kwijtraken

Wrijving, de kracht die onderlinge beweging tussen vaste stoffen tegenwerkt, werd al in de 15^e eeuw door Leonardo da Vinci onderzocht. Tegenwoordig is wrijving verantwoordelijk voor maar liefst 25% van de wereldwijde energieconsumptie. Voor de computerchipindustrie is wrijving een groot probleem: wrijving en slijtage beperken de nauwkeurigheid in positionering en de capaciteit van chipproductie. Aangezien toekomstige positioneringseisen de atomaire schaal zullen naderen, moeten contact, wrijving en slijtage beter worden begrepen.

In de afgelopen jaren heeft Bart Weber een reeks baanbrekende methodes ontwikkeld om wrijving te visualiseren en te meten. In CHIPFRICTION zal hij, samen met industrieparter ASML, deze methodes combineren en gebruiken om nieuwe strategieën te ontwikkelen om wrijving te manipuleren, waarmee het productieproces van computerchips aanzienlijk verbeterd kan worden.

ExMAM: Actieve, multifunctionele, platte optica

Kan licht worden gestuurd met één enkele laag atomen? Huidige lenzen en filters voor licht zijn zwaar, groot en hebben een functie die onveranderbaar is. Tegelijkertijd vereisen nieuwe toepassingen zoals zelfrijdende auto’s, optische communicatie en augmented reality, ultra-compacte optische elementen met een verstelbare functie om licht actief te kunnen sturen.

Jorik van de Groep werkt in ExMAM samen met collega-onderzoekers aan multifunctionele optische coatings die bestaan uit een laag die slechts één atoom dik is en licht actief kunnen sturen via een elektronisch signaal door gebruik te maken van quantummechanische effecten in halfgeleidermaterialen.

FluMAB: De vloeistofmechanica van bloei van cyanobacterieën

Bepaalde soorten giftige cyanobacterieën zoals blauwalgen vermenigvuldigen zich in razendsnel tempo in een zogenaamde cyanobacteriebloei in vijvers, meren en zelfs de zee en oceaan. Deze bloei heeft grote gevolgen voor de veiligheid van ons drinkwater en onze gezondheid, die van dieren, ons ecosysteem en zelfs voor de economie.

In FluMAB gaat Mazi Jalaal, expert in vloeistofmechanica en biologische fysica, de manier waarop deze bloeivorming ontstaat en opschaalt van één cel tot aan het meer ontrafelen aan de hand van innovatief, interdisciplinair onderzoek.

StringScat: Nieuwe handvatten voor snaarverstrooiingsamplitudes

De snaartheorie doet concrete voorspellingen over de manier waarop zwaartekracht zich gedraagt bij zeer hoge energieën. Door de enorme complexiteit van de theorie blijft het echter moeilijk om sommige van de grootste mysteries van de natuur te ontrafelen, zoals de vorming en verdamping van zwarte gaten.

In StringScat past Lorenz Eberhardt, een expert op het gebied van energiefysica en snaartheorie die in het nieuwe academische jaar het Institute of Physics komt versterken, nieuwe en innovatieve benaderingen toe om eindelijk de rekenhindernissen van dit specifieke deel van de snaartheorie te kunnen overwinnen.

SURPLAS: Een efficiënte route van duurzame energie naar brandstof

Duurzame energie is de sleutel tot de aanpak van klimaatverandering. Een betrouwbare methode om die energie in brandstof om te zetten is daarbij cruciaal. Plasma-assisted catalytic conversion (PLAC) is een veelbelovende techniek om brandstof te maken uit broeikasgassen. In PLAC worden reagenten geactiveerd in een plasma-ontlading, voor ze in contact komen met een katalysator. De reactie vindt plaats aan het oppervlak van die katalysator. De samenstelling en oxidatie van dat oppervlak tijdens de reactie zijn cruciaal voor het verloop van de reactie en de opbrengst ervan. Het in kaart brengen van het oppervlak in de hoog-reactieve omgeving van PLAC is een uitdaging, maar is essentieel voor een beter begrip van plasma-ondersteunde reacties, en vergroot de impact van PLAC aanmerkelijk.

Roland Bliem is expert op het gebied van oppervlaktereacties en het ontwerp van materialen. In SURPLAS zal hij het volledige potentieel van PLAC blootleggen door de mechanismen achter de oppervlaktereacties van katalysatoren in plasma te bepalen. Op basis van een begrip op atomaire schaal zal hij vervolgens laten zien hoe effectieve plasma-katalysatoren kunnen worden ontworpen, waarmee SURPLAS de weg kan effenen naar efficiënte, op PLAC gebaseerde energieomzetting.