Explosieven opsporen via slimme tegels met grafeen - Grafeen (graphene) | Grafeen (graphene)
Explosieven opsporen via slimme tegels met grafeen
tegel_printAgora

De strijd aangaan tegen terrorisme hoeft niet altijd per se gepaard te gaan in de vorm van een militair tegenoffensief dat al even gelijkaardig laaghartig antwoord biedt.

Dergelijk kwaad en onrecht kan ook beantwoordt worden op creatieve, vredelievende, maar vooral doeltreffende manieren, zoals preventiemiddelen die niet ten koste gaan van de privacy van de burger.

Een concreet voorbeeld: het plaveien van slimme tegels die terroristen kunnen verraden van hun intenties om hun plannen te dwarsbomen, naar het idee van Michel de Ruiter.

De Ruiter, ondernemer en eigenaar van PrintAgora, beschikt reeds over enige ervaring in het bekleden van tegels met grafeen.

De tegelfabrikant uit het Nederlandse Kampen kwam op de hoogte van deze flinterdunne nieuwigheid en verdiepte zich verder in het boeiende onderwerp.

Vandaag de dag past hij de prille technologie reeds toe op het tegelarsenaal in zijn bedrijf. Het proces in gebruik, waarbij de tegels een zeer duurzame beschermingslaag verkrijgen, wordt op continue basis scherp gesteld om een optimaal resultaat te bereiken.

Maar daar stopt het niet want de Ruiter wil meer doen als enkel tegels beschermen. De innovator wil deze tegels immers functioneel maken, zodat ze op hun beurt bescherming kunnen bieden en inzetbaar worden als detectiesysteem ter herkenning van explosieven.

Het is geen geheim dat grafeen een prima sensor kan vormen. De geschiktheid van grafeen als gebruiksmateriaal voor het construeren van sensoren werd reeds veelvuldig onderzocht door academische wetenschappers, en de resultaten waren tot dusver zeer belovend.

Grafeen kan men eigenlijk voorstellen als een laken of een sprei dat extreem strak is aangespannen in alle windrichtingen.
Zo strak dat het kleinste verschil en het minste aan beweging of trillingen kan worden waargenomen over het hele domein van het laken.

Dat soortgelijk gedrag laat toe dat het materiaal zich profileert als sensor.

Maar dit alles verwerken in stoeptegels is een ander paar mouwen.




Hoe dat verloopt gingen we vragen aan de dappere initiatiefnemer:


G : Michel, kan je ons iets meer vertellen over de toepassing die je tot leven wil wekken?
En wat is de meerwaarde van het gebruik van grafeen in deze opstelling?

M : Ik ben bezig met een project om stoeptegels te ontwikkelen die explosieven kunnen detecteren. Daarbij gebruiken we grafeen omdat het zeer gevoelig is voor verschillende vormen van energie. Daardoor kun je, theoretisch, één enkele molecuul van een stof die op grafeen terecht komt, waarnemen. Grafeen zal die detectie mogelijk kunnen maken met zeer weinig energie. Ideaal voor een goedkope lay en play toepassing.

Zo is het mogelijk een veel wijdere schil van beveiliging om objecten te leggen, in tegenstelling tot de huidige detectie en controletechnologieën die met hun wachtrijen al een doel op zich kunnen vormen.

Bovendien zitten de slechteriken ook niet stil en kunnen deze sinds kort met bommen in elektronica apparaten onopgemerkt blijven.
Dit is waarom je, op vluchten naar sommige landen, geen apparaten meer mag mee nemen.

Ik ga er vooralsnog vanuit dat je met grafeen er wel kunt in slagen om explosieven – verstopt in elektronische apparatuur – te detecteren.



G :
Hoe plan je het signaal over te brengen van zodra een bepaalde substantie werd waargenomen in de directe omgeving? Gebeurt dit uitsluitend visueel of is het de bedoeling dat deze tegels verbinding maken met het internet en informatie doorsturen?

M :
De tegels zullen inderdaad via een IoT connectie een detectie doorsturen naar beveiliging, politie of opsporingsdiensten. Om paniek te voorkomen ga ik er vanuit dat we geen optisch signaal moeten geven. Uiteraard moeten we ons wel houden aan de mogelijkheden die de techniek brengt. Maar we willen de tegels het liefst onherkenbaar maken zodat terroristen uit onzekerheid over de pakkans niet langer aan explosieven zullen beginnen. Dat hoop ik tenminste.


G : Is het mogelijk om meerdere stoffen per tegel op te sporen, of wordt elke tegel in het veld van tegels afzonderlijk afgesteld om de aanwezigheid van een unieke substantie te meten?

M : Er zijn een aantal mogelijke technieken voor detectie. Ik ga er van uit dat we ook graag verschillende versies willen hebben. Maar of één tegel alles kan herkennen is nog niet duidelijk. Dat zullen we gaande weg moeten ontdekken, en ons ook op aanpassen. Ook op het gebied van explosieven worden nieuwe technologieën ontwikkeld. Het wou ideaal mochten we met een update wederom nieuwe explosieven kunnen herkennen.


G : Een tegel is statisch. Maar laat ons even voorstellen dat we zo’n tegel monteren aan een mobiele telegeleide robot om landmijnen te detecteren, … zou het lukken?

M : We gaan voor een lay en play systeem. Dus het systeem moet binnen de dimensies van een stoeptegel passen. Maar het voornaamste is dat we een systeem maken dat explosieven kan opsporen. Als het niet in tegels lukt dan in robots of lantaarnpalen. En als het systeem in een stoeptegel past kun je het natuurlijk ook mobiel maken en via Bluetooth, wifi of g2 of noem maar op, een verbinding maken naar je telefoon.


G : Ik kan begrijpen dat nieuwe toepassingen als deze heel wat investeringen vragen wat betreft werkuren, en dat er een stevig kostenplaatje aan de ontwikkeling hangt. Hoe plan jij dit euvel te overbruggen?

M : Tot nu toe zijn het onbetaalde uren. We krijgen gelukkig wel steeds meer contacten in de grafeen wereld van wetenschappers.

Zo sprokkelen we kleine stukjes en beetjes bij elkaar die samen tot een tegel zullen komen. Vanuit de Nederlandse halfgeleiderindustrie kregen we al snel de verzekering dat als we een detectie hadden zij er voor zouden zorgen dat die waarneming vanuit de tegel terecht kwam waar die naar toe moest.

Maar ik ben nu wel aan het eind gekomen van mijn mogelijkheden. Er moet geld bij en dat blijkt erg lastig. Subsidies aanvragen gaat erg moeizaam. Ik ben van plan een boek te schrijven over hoe moeilijk het is voor een idee waar bijna niemand de noodzaak van betwijfeld toch steun te vinden. Dat gaat vrijwel niet bij organisaties, maar alleen bij individuen.

Daarom zijn we een kickstarter project begonnen.

Investeerders wil ik nu nog niet graag toelaten in de zwakke financiële positie waarin we nog zitten. Ik wil geen scenario zoals de Epipen van Mylan. Ik wil dat die tegels terecht komen in Irak en Afghanistan waar het geweld bijna onderdeel van het dagelijks leven is geworden. En ik zou liever willen dat ze daar voor € 10,00 verkocht kunnen worden dan dat ik op elke tegel € 1000,00 verdien.

Sommige mensen verklaren mij daarom voor gek. Maar als ze toch eens zouden kunnen voelen wat ik ervaar als ik weer een klein stapje heb gezet. Echt waar, dat is onmogelijk in geld uit te drukken.



G:
Wat is de voornaamste reden waarom mensen deze ontwikkeling zouden moeten steunen?

M: Mensen zijn vreemde wezens. Ik ben misschien wel net zo fanatiek als die terroristen. Ik wil iets veranderen dat mij niet aanstaat en offer daar heel veel voor op.

Dat geroep van mensen om hun geliefden na de aanslag op Zaventem staat mij in mijn ziel gegrift. Mijn drijfveer is echter compassie zonder voorbehoud van geloof of ras. De motieven die andere mensen zou moeten bewegen kan ik niet beschrijven. Maar ik kan wel meegeven waarom ik tegen alle onmogelijkheden in toch ben begonnen.

Toen ik aan de universiteit van Manchester vroeg om deze tegels te ontwikkelen vroegen ze eerst 50.000 euro over te maken, en ik begrijp dat wel: Ze hebben een duur instituut staan, de knapste koppen van over de hele wereld, dure testapparatuur… . Maar als je je bedenkt dat we jonge mannen naar gevaarlijke gebieden sturen om de vrede – met gevaar voor hun leven – te bewaren, dan is de discussie hier over wat het mag kosten en wie het gaat betalen in mijn ogen heel erg misplaatst.

Dan zijn er nog 2 dingen die Goethe heeft gezegd;
Eén, dat onverschilligheid voor meer leed in de wereld zorgt dan boze opzet en twee, dat je aan een onmogelijke opdracht moet beginnen als je erin gelooft want als je dat met alle inzet doet de voorzienigheid voor de mogelijkheden zorgt. Tot nu toe had hij gelijk.


G: Dit lijkt een uitstekende kans voor steden en stedelijke projectontwikkelingen om op een innovatieve manier het veiligheidsgevoel te verhogen. Is er al concrete interesse?

M: Er is zeker heel veel interesse. Als ik het mag geloven via een tussenpersoon tot in de allerhoogste regionen van de Nederlandse politiek. Maar het is nog nergens concreet in de vorm van contracten of financieringen of zoiets dergelijks.

Maar als je bedenkt dat we vanaf nul zijn begonnen met een toen nog louter theoretische techniek, en nog niet eens een jaar bezig zijn, dan is de sneeuwbal al best groot geworden.

Ik hoop alleen zo dat ik sneller ben dan de volgende aanslag.


Foto: PrintAgora


Help Michel de Ruiter innoveren!

3D print schaalmodel structuur grafeen

Graphene Job Board

  • Research Associates on Solution Processed Graphene and Related Materials and Composites
    Cambridge
    Positions exist, for two EU-funded Research Associates in the Cambridge Graphene Centre, to work on solution processed... Graphene and Related Materials and Composites. The post holder will be located in the Cambridge Graphene Centre, 9 JJ Thomson...
  • Research Associate
    Cambridge
    record in silicon photonics, fabrication and optoelectronic characterization of graphene, related layered materials... physics of graphene and related materials is required. Experience in handing collaborations within EU projects, including...