dossier

3x opgelost met fotonica

18 februari 2019 • 4 min leestijd

Fotonica, de technologie die zich richt op het opwekken, transporteren en detecteren van lichtgolven en lichtdeeltjes, is veelbelovend. Niet voor niets is fotonica één van de speerpunten in het regeerakkoord. TNO werkt onder meer binnen het Dutch Optics Centre met klanten aan fotonica-oplossingen. Drie concrete toepassingen – een optische biosensor, een meetinstrument voor freeform optische oppervlakten en een particle scanner – illustreren de brede mogelijkheden van fotonica.

Fotonica wordt toegepast in een breed scala aan producten en processen waarin licht (fotonen) een belangrijke rol speelt. Zo kunnen fotonische oplossingen inspringen op de groeiende behoefte aan snelle betrouwbare communicatie en digitalisering van de industrie. Fotonica is een mooi voorbeeld van orchestrating innovation dat wordt gezien als een sleuteltechnologie. TNO heeft samen met TU Delft in 2016 het Dutch Optics Centre (DOC) opgericht, om samen met high-tech bedrijven en kennisinstellingen de unieke Nederlandse optische/fotonische kennis te vergroten en innovatieve producten te ontwikkelen.

1) OPTISCHE BIOSENSOR

Een optische biosensor, een apparaat dat een druppel bloed kan analyseren, wordt ontwikkeld om vast te stellen of iemand bijvoorbeeld een infectieziekte heeft. Aan de basis staat kennis die TNO heeft ontwikkeld om biomarkers – eiwitten die bij bepaalde concentraties in bijvoorbeeld het bloed op ziekten duiden – te detecteren. 

Het huidige prototype is nog te groot en te duur om op grote schaal te produceren. Het wordt binnen spin-off Delta Diagnostics verder ontwikkeld tot een simpel point-of-care apparaat. “Een klein, licht doosje waarin een wegwerpsensorcartridge met een druppel bloed kan worden geplaatst. Optische sensoren registreren vervolgens binnen enkele minuten welke eiwitconcentraties zich in het sample bevinden om een diagnose te kunnen stellen”, legt TNO’er Bart de Boer uit. DOC helpt en ondersteunt Delta Diagnostics om deze diagnostiek snel ‘aan het bed’ te kunnen brengen.

De biosensor kan, met de juiste biomarkers, voor allerlei toepassingen worden ingezet. Bijvoorbeeld in acute situaties om vast te stellen of iemand een hartaanval of beroerte heeft. Ook in afgelegen gebieden waar geen laboratorium of elektriciteit is, biedt de biosensor uitkomst. Er zijn legio toepassingen, denk aan MRSA, ebola- en zikavirus, maar ook detectie van blootstelling aan zenuwgas. Daarnaast is het interessant voor vroegdiagnostiek, maar dat is nog toekomstmuziek.

“TNO had tien jaar geleden al de visie dat als je freeform optieken kunt maken, je ze ook moet kunnen meten. Wij zijn dat nu met DUI aan het doorontwikkelen en vermarkten”

2) NANOMEFOS

DOC en Demcon hebben samen NANOMEFOS ontwikkeld, een geavanceerd meetinstrument voor freeform optische oppervlakten. Dutch United Instruments, kortweg DUI, is opgericht om dit product op de markt te brengen. “TNO had tien jaar geleden al de visie dat als je freeform optieken kunt maken, je ze ook moet kunnen meten. Wij zijn dat nu met DUI aan het doorontwikkelen en vermarkten”, stelt Gerard van den Eijkel van Demcon.

Asferische en vrijevorm-optica, in toenemende mate toegepast in high-end optische systemen, zijn lastig te meten met conventionele methoden. NANOMEFOS kan dat wel – zeer nauwkeurig en snel – en is daarin uniek. De contactloze machine werkt als een grote cd-speler, waarbij het te testen oppervlak op een luchtdragende spil wordt geplaatst, terwijl een optische sonde eroverheen wordt geplaatst door een bewegingssysteem.

Met name in China zijn partijen geïnteresseerd in NANOMEFOS. De afkorting DUI betekent niet geheel toevallig in het Chinees ‘correct’. Een belangrijke markt is de ruimtevaart en grote spiegels/telescopen op aarde, maar eigenlijk alle sectoren waarin gebruik wordt gemaakt van (freeform) optica.

3) PARTICLE SCANNER ‘FAST-MICRO’

Met behulp van nanotechnologie worden chips met steeds kleinere structuren gemaakt. Bij de fabricage van deze chips leidt vervuiling met het kleinste deeltje al tot een onbruikbaar product. Om dat te voorkomen, ontwikkelden DOC en Lans Engineering particle scanner ‘Fast-micro’, die vervuilingen op nanoschaal kan detecteren. “Met behulp van de scanner kan worden bepaald of een onderdeel, module of component schoon genoeg is om in een chipmachine te mogen”, vertelt voormalig TNO’er Rob Lansbergen, die in 2000 Lans Engineering oprichtte.

“Voor de ontwikkeling van deze toekomstige producten en het exploreren van de mogelijkheden hebben we DOC/TNO nodig”

Het liefst wil Lans Engineering samen met DOC een serie van scanners en prototypes neerzetten. “Onlangs hebben we een subsidie binnengehaald waarmee we samen verder kunnen met de ontwikkeling van particle scanners. Voor de ontwikkeling van deze toekomstige producten en het exploreren van de mogelijkheden hebben we DOC/TNO nodig”, aldus Lansbergen.

Het meten van deeltjes op nanoschaal is niet alleen binnen de chipindustrie van grote meerwaarde. De partijen zien daarom mogelijkheden om hun technologie uit te rollen binnen andere sectoren. Er zijn allerlei toepassingen mogelijk, bijvoorbeeld bij de productie van OLED-tv en het lamineren van vliegtuigen.

Orchestrating Innovation

TNO heeft samen met TU Delft in 2016 het Dutch Optics Centre (DOC) opgericht, om samen met high-tech bedrijven en kennisinstellingen de Nederlandse optische/fotonische kennis te vergroten en innovatieve producten te ontwikkelen. Innovatietrajecten, zoals binnen fotonica zijn complexe processen met een lange incubatietijd die samenwerking vereisen. Het vinden van de juiste projectvorm, aanpak en partners is een vak op zich. TNO is gespecialiseerd in het verbinden van partijen en het activeren van innovatie- en technologie-experts. Deze aanpak noemen wij Orchestrating Innovation. Om de versnelling van fotonica te realiseren, hebben PhotonicsNL, Dutch Optics Centre en PhotonDelta, mede op verzoek van het ministerie van EZK een Nationale Agenda Fotonica opgesteld.

TNO en DOC staan altijd open voor nieuwe samenwerkingen met partijen die complementaire kennis hebben en/of willen investeren in de veelbelovende fotonicatechnologie.

Lees meer

Dutch Optics Centre

Dutch Optics Centre
feiten & cijfers

TNO heeft positieve impact op bedrijvigheid

14 nov '19 - 3 min
De missie van TNO is het verbinden van mensen en kennis om zo innovaties te creëren die de concurrentiekracht van bedrijven en het welzijn van de samenleving duurzaam... Lees meer
blik op de toekomst

Podcast Insights #9 - Is het tijd voor nieuwe missies?

11 feb '19 - 1 min
Het vinden van oplossingen voor complexe maatschappelijke uitdagingen, zoals vergrijzing, energietransitie, klimaatverandering en digitalisering, vraagt om een andere... Lees meer
column

Wat de Nederlandse industrie echt verder brengt? Inspirerende missies!

10 jan '19 - 3 min
Missiegedreven beleid. Dat is wat er volgens TNO nodig is om van Nederland een écht Innovatieland te maken. Tom van der Horst, Business Director Strategies for Industry... Lees meer
blik op de toekomst

Podcast Insights #6: Toekomst voor de Nederlandse maakindustrie?

17 dec '18 - 1 min
De Nederlandse maakindustrie levert zo’n 1 miljoen directe, én 1 miljoen indirecte banen op, goed voor zo’n 20% van de economie. Maar de sector wordt geconfronteerd... Lees meer
blik op de toekomst

CPB-model hindert innovatie

9 nov '18 - 7 min
TNO heeft regelmatig contact met de overheid over innovatiebeleid en de rol van organisaties voor toegepast onderzoek (TO2-instellingen). Is het innovatiebeleid... Lees meer

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.