Nanoscale architecture. The role of proteins in diatom silicon biomineralization

Kiezelzuur of silica (siliciumdioxide) is een veelzijdig materiaal dat in de toekomst steeds meer ook voor allerlei belangrijke nanotechnologische toepassingen, zoals computerchips, gebruikt kan worden. De beste silicabouwers werken echter niet in een fabriek maar in de natuur: eencellige algjes, diatomeeën of kiezelwieren genaamd, zijn de meest ingenieuze silicaproducenten van de wereld. Sandra Hazelaar onderzocht hoe de diatomee zijn silicastructuren maakt, zodat we dat in de toekomst kunnen imiteren en daarmee het productieproces goedkoper en milieuvriendelijker kunnen maken. Hazelaar promoveert op 16 juni 2006 aan de Rijksuniversiteit Groningen. Niemand kan zo goed silicastructuren maken als de diatomee. Dit eencellige algje – er zijn wel 10.000 verschillende soorten – bouwt schijnbaar moeiteloos een celwand die bestaat uit geraffineerd gevormde silicastructuren. Deze kiezelzuurcelwand vormt een robuust huisje dat waarschijnlijk dient als bescherming. Doordat dode diatomeeën gedurende miljoenen jaren naar de zeebodem zijn gezakt, zijn er dikke lagen met ‘diatomeeënaarde’ ontstaan. Dit silica wordt uit de zee gehaald en vervolgens onder andere verwerkt in autobanden, kattenbakkorrels en schuurmiddelen in tandpasta en schoonmaakmiddelen. Kunstmatig silica Omdat silica uit zee vaak vervuild is, zijn de toepassingen beperkt. Daarom wordt er tegenwoordig op kunstmatige wijze silica gemaakt. Dit is tot op heden een moeilijk en kostbaar proces, dat bovendien nogal milieuonvriendelijk is, want het productieproces moet plaatsvinden bij een hoge temperatuur, onder hoge druk en met sterke zuren. En dan nog is het eindproduct niet zo goed als dat van de diatomeeën. Silica van diatomeeën bevat, afhankelijk van de soort, poriën die 5 tot 40 nanometer groot zijn. Kunstmatig silica heeft poriën van hoogstens 15 nanometer. Het poriebereik is dus veel kleiner. Dat is niet zo erg als je tandpasta maakt, maar de grootte van poriën is erg belangrijk als je silica wil gebruiken in filters of katalysatoren. Bovendien zal silica in de toekomst een belangrijke rol gaan spelen in allerlei nanotechnologische toepassingen. Hazelaar noemt als voorbeeld het vervoeren van medicijnen in holle bolletjes van silica die vervolgens hun vrachtje gedoseerd afgeven in het lichaam. Pioniersonderzoek Hazelaar: ‘Silica heeft erg veel potentie, maar de kunstmatige productieprocessen zijn vergeleken bij de natuur nogal primitief. Daarom heb ik geprobeerd het kunstje af te kijken van diatomeeën. Dat was echt een pioniersonderzoek. Er is nog zo weinig bekend over diatomeeën. Pas in 2003 is het eerste complete genoom van een diatomee ontrafeld. Met mijn onderzoek heb ik nu ontdekt dat de celwandformatie, die in totaal acht uur duurt, een erg snel proces is. In de soort die ik onderzocht heb, wordt de tweedimensionale structuur van de celwand, het raamwerk als het ware, al in het eerste kwartier gevormd.” Hazelaar is de eerste onderzoeker die dit heeft kunnen aantonen. Porievormend eiwit Ook ontdekte ze dat een van de eiwitten die binden aan silica een rol speelt bij de eiwitafbraak. Dit eiwit, ubiquitine genaamd, wordt in de diatomee voornamelijk gevonden in de buurt van de celwand. Hazelaar: ‘We vermoeden dat bepaalde eiwitten zich tijdens de celdeling ophopen in de celwand. Deze blijken op den duur weer afgebroken te worden, zodat er op de plekken waar die opgehoopte eiwitten zaten, allemaal kleine gaatjes ontstaan: de poriën. Ubiquitine is misschien wel verantwoordelijk voor dat afbraakproces. Welke eiwitten er precies worden afgebroken, is nog onbekend. Dat zou in een eventuele vervolgstudie uitgezocht moeten worden.’ Als deze eiwitten uiteindelijk ontdekt zijn, kunnen ze ingezet worden bij het maken van kunstmatig silica dat vergelijkbaar is met de silica in de diatomeeëncelwand. Dit productieproces zou dan aan de TU in Eindhoven, waarmee de Groningse onderzoekers samenwerken, verder ontwikkeld moeten worden. En allemaal dankzij dat kleine algje. Hazelaar: ‘De natuur is zo complex en bevat zoveel goede dingen waar wij van kunnen leren. Daari s dit een prachtig voorbeeld van.’

Wat levert het op, wat kost het? : Economische evaluatie technisch onderzoek teelt en broei 1997 - 2003

Een van de hoofdactiviteiten van PPO-bloembollen is het uitvoeren van teelttechnisch onderzoek. Hoofddoel van teelttechnisch onderzoek is het vinden van technische oplossingen voor problemen bij kwekers. Het onderzoek stopt wanneer er een oplossing is gevonden. Vaak wordt deze oplossing vertaald in een advies. In het verleden was daarbij weinig aandacht voor de kosten die in het bedrijf ontstaan als gevolg van het opvolgen van het advies. Tevens was er weinig aandacht voor de daarbij behorende baten. Bij het overgrote deel van de onderwerpen in dit onderzoek ging het om de vraag of bij de voorgestelde verandering in de bedrijfsvoering de baten groter zijn dan de kosten. Soms ging het om een simpele wijziging in de teelt zonder grote investeringen, maar ook zijn soms investeringen nodig om de voorgestelde verandering door te kunnen voeren. Daarbij is niet alleen gekeken naar de directe kosten en baten, maar ook naar de neveneffecten op arbeidsfilm en bijv. plantkwaliteit. Bij een aantal onderwerpen ging het om meer dan een enkelvoudige aanpassing van de bedrijfsvoering. De uit het technisch onderzoek voortkomende resultaten zijn vertaald naar economische kengetallen. Voor de implementatie van het advies zijn de factoren kosten, baten en inpasbaarheid van groot belang. Wanneer de baten overduidelijk zijn en de kosten zo op het eerste gezicht gering, is invoering in het bedrijf geen probleem. Bij adviezen aangaande kleinere of niet zo vaak voorkomende problemen is juist inzicht nodig in de mogelijke kosten van het probleem en de kosten van toepassing van een mogelijke oplossing. Hier aan is een bijgedrage geleverd om een kweker als ondernemer een goede bedrijfseconomische afweging te kunnen laten maken. De resultaten van het onderzoek zijn via artikelen in de vakbladen gecommuniceerd. Daarnaast zijn er diverse posterpresentaties gehouden op open dagen en zijn er lezingen verzorgd. Een aantal onderwerpen zijn uitgewerkt tot een rekenmodel. In deze rapportage is de valuta van het tijdvak aangehouden van het moment waarin het onderwerp werd afgerond. De resultaten worden daarom soms weergegeven in guldens en soms in Euro’s

PPO de Noord pioniert met het AutoMaatje

Ontwikkeling van zelfrijdende robot voor veldwerk in de bollenteelt (koppen van tulpen, bespuitingen, bemesting, mechanische onkruidbestrijding, meten van stikstofbehoefte, emissieloos spuiten, infrarood detectie

Collaborating to support the use and development of open educational resources: a White Rose Libraries research project

Interest in open educational resources (OER) has grown recently due to many external factors, including the restrictive, unsustainable and expensive business models for teaching materials that are being used by some publishers. In February 2021, the libraries of the UK White Rose University Consortium (White Rose Libraries) initiated a research project to explore the potential of OER and to create guidance in the form of an OER toolkit that could be used across all three institutions, and more widely. The project also aimed to seek improvements in the discovery of OER in the Ex Libris Primo discovery service which is used by all three libraries. This article outlines the methodology used to ascertain the needs of the libraries’ user groups to inform the development of the toolkit. A survey of academic staff across all three institutions was conducted, followed by user experience interviews. The survey findings established that more than half of respondents knew little or nothing about OER, and over half also said that they would be likely or extremely likely to consider using or adapting OER, clearly demonstrating the need for more awareness raising and guidance. The survey interview findings were then used to develop and refine the toolkit

Kosteneffectieve maatregelen-pakketten bij mineralenbeleid verdergaand dan Minas : boomkwekerij

Het rapport is als volgt opgebouwd. In hoofdstuk 2 worden de beleidsopties toegelicht. Vervolgens worden de modelbedrijven (hoofdstuk 3) en de gehanteerde bemestingsstrategie bij de basis beleidsoptie (Minas 2003) beschreven en de hierbij behorende mineralenoverschotten (hoofdstuk 4). Daarna wordt in hoofdstuk 5 een overzicht gegeven van maatregelen die ingezet kunnen worden bij aanscherping van het mineralenbeleid. In hoofdstuk 6 tenslotte worden per bedrijf pakketten van maatregelen samengesteld om te voldoen aan de verschillende beleidsopties. Per beleidsoptie wordt aangegeven wat de kosten van het maatregelenpakket zijn. Afgesloten wordt met de meest relevante conclusies

The nature of the silicaphilic fluorescence of PDMPO

PDMPO (2-(4-pyridyl)-5-((4-(2-dimethylaminoethylaminocarbamoyl)methoxy)phenyl)oxazole), has unique silica specific fluorescence and is used in biology to understand biosilicification. This ‘silicaphilic’ fluorescence is not well understood nor is the response to local environmental variables like solvent and pH. We investigated PDMPO in a range of environments: using UV-vis and fluorescence spectroscopy supported by computational data, (SPARC, molecular dynamics simulations, density functional theory calculations), dynamic light scattering and zeta potential measurements to understand the PDMPO–silica interaction. From absorption data, PDMPO exhibited a pKa of 4.20 for PDMPOH22+ to PDMPOH+ . Fluorescence emission measurements revealed large shifts in excited state pKa* values with different behaviour when bound to silica (pKa* of 10.4). PDMPO bound to silica particles is located in the Stern layer with the dye exhibiting pH dependent depolarising motion. In aqueous solution, PDMPO showed strong chromaticity with correlation between the maximum emission wavelength for PDMPOH+* and dielectric constant (4.8–80). Additional chromatic effects were attributed to changes in solvent accessible surface area. Chromatic effects were also observed for silica bound dye which allow its use as a direct probe of bulk pH over a range far in excess of what is possible for the dye alone (3–5.2). The unique combination of chromaticity and excited state dynamics allows PDMPO to monitor pH from 3 to 13 while also reporting on surface environment opening a new frontier in the quantitative understanding of (bio)silicification

Perspectieven van 'Intersectoraliteit' in gangbare en biologische plantaardige bedrijfssystemen

Het is begrijpelijk dat kansen voor verbetering van economische en ecologische duurzaamheid van het agrarisch bedrijf veelal binnen de eigen sector gezocht worden. Het kan echter geen kwaad eens 'over de schutting' te kijken naar elementen uit de bedrijfsvoering in een andere sector. Een werkgroep bestaande uit vertegenwoordigers van diverse sectoren van het Praktijkonderzoek Plant & Omgeving en van Plant Research International verrichtte binnen de plantaardige sectoren een oriënterende studie naar de mogelijkheden van deze intersectorale aanpak