8 februari 2012: Jilt Sietsma
Lood om oud ijzer?


Lood om oud ijzer?

De eigenschappen van metalen en legeringen zoals we die in het dagelijkse leven ervaren worden bepaald door de structuur van die materialen op het niveau van de atomen en de moleculen waaruit ze bestaan. Als we de eigenschappen van metalen en legeringen precies willen begrijpen en voor praktische toepassingen daar zelfs invloed op willen hebben tijdens productieprocessen, dan moeten we dus op dat niveau van atomen en moleculen inzicht hebben in het fundamentele gedrag. De microscopische structuur bepaalt eigenschappen als bijvoorbeeld slijtvastheid en corrosie. Wil je toepassingen van metalen en legeringen duurzamer maken, dan moet je weten wat er op dat microscopische niveau gebeurt. Over dat gedrag ging het in het verhaal van metaalkundige prof.dr.ir. Jilt Sietsma van de TU Delft. Vroeger wist men al veel over het gedrag en wat je tijdens productieprocessen moest doen om bepaalde eigenschappen te krijgen. Dat was vooral ervaring uit de praktijk. Hoe het gedrag van metalen kan variëren door het productieproces demonstreerde Sietsma aan de hand van twee fietsspaken. Eén was bij een te hoge temperatuur geproduceerd. Het metaal wordt dan heel bros en hij kon de spaak moeiteloos in stukjes breken. Is het metaal bij de juiste temperatuur behandeld, dan is het taai en kan het krachten weerstaan. Sietsma liet zien dat je zo’n spaak kunt buigen maar niet aan het breken krijgt.

Het feit dat de alledaagse eigenschappen van metalen en legeringen bepaald worden door de structuur en de samenstelling op het niveau van atomen, betekent tegelijk, zo maakte Sietsma duidelijk, dat het recyclen van ‘oud’ ijzer geen vanzelfsprekende zaak is. Een legering met een bepaalde eigenschap kun je als het afval geworden is nooit meer terugbrengen tot de oorspronkelijke atomen waaruit die werd gemaakt. Wil je dus echt recyclen en wil je schaars wordende metalen uit afval terugwinnen, dan moet je die eigenlijk dus zo produceren dat je met de eigenschappen van het afval weer nieuwe producten kunt maken. Daar is nog een wereld te winnen, aldus Sietsma, en daar is fundamenteel inzicht en dus nog veel onderzoek voor nodig.

Atomen en moleculen kun je niet zien, zelfs met de beste microscopen niet. Daar zijn ze veel te klein voor. Daarom was natuurkundige Joost Frenken aanwezig met een heel speciaal type microscoop, de scanning tunneling microscoop. Daarmee kun je wel afbeeldingen maken waarop je ziet waar de atomen zitten en dus hoe de atomaire structuur van het materiaal is, of beter gezegd van het buitenoppervlak ervan. In een glashelder verhaal vertelde Frenken hoe deze microscoop werkt en wat je ermee kunt. Helaas voor hem lukte het niet goede afbeeldingen te produceren. Daar waren allerlei goede redenen voor te bedenken. Grappig genoeg leverde de discussie over het mislukken van de metingen werkelijk inzicht op in de werking van de microscoop, veel meer dan het ideale verhaal dat gewoonlijk verteld wordt. Experimentele wetenschap in de praktijk.

James van Lidth de Jeude leidde op de hem eigen wijze de discussie met de zaal en singer/song-writer Wilsum verzorgde een sfeervol optreden. De foto’s zijn van Huub Eggen.