- Onderzoek
- 26/06/2019
Wetenschappelijke laatbloeier laat sleeping beauty ontwaken
Van mavomeisje via chemisch analiste tot weledelzeergeleerde vrouwe: Carin Dietz heeft een lange weg afgelegd. De moeder van twee volwassen kinderen promoveert vrijdag 28 juni bij Scheikundige Technologie, waar ze nieuwe, milieuvriendelijke methoden ontwikkelde om grondstoffen te halen uit biomassa.
Carin Dietz (50) is in meerdere opzichten een bijzondere promovenda. Om te beginnen heeft ze al een kwarteeuw ervaring in het wetenschappelijk onderzoek, en wordt de rol van paranimf bij haar promotie ingevuld door haar kinderen Guido en Fabiènne. Omwille van die spruiten sloeg Dietz lang geleden een aanbod van hoogleraar Jos Keurentjes af om bij hem te gaan promoveren. “Ze waren nog heel klein, en ik besloot toen dat ik dat niet kon combineren.”
Op dat moment werkte ze als technisch assistent in het lab van Keurentjes en had ze al een lange weg afgelegd: “Misschien kun je me een laatbloeier noemen: ik heb de mavo gedaan, waar een docent me aanraadde om analist te worden. Dus ben ik de middelbare laboratoriumschool gaan doen. Voor een stage moest ik elke dag dezelfde samples testen, maar daarmee kreeg ik mijn dag lang niet gevuld.”
Hoewel ze al snel voor elkaar kreeg dat ze ook in een ander lab mocht helpen, wist Dietz dat ze van dat eentonige werk niet gelukkig zou worden. “Daarom ging ik naar de hogere laboratoriumschool, en de stage bij AKZO voor die opleiding beviel een stuk beter. Dat was doelgericht werk, waarvoor ik bij verschillende afdelingen langs moest. Ik houd van afwisseling en leg makkelijk contacten, dus ik huppelde van hot naar haar, en dat vond ik heel gezellig.”
Vrijdagmiddag
Al voor haar afstuderen op de HLO - in 1993 - kon ze aan de slag in Wageningen, bij wat nu Wageningen Research heet, waar ze werkte aan biopolymeren. “We zochten naar eiwitten als vervangers van plastic, voor bijvoorbeeld muurverven, lijmen, coatings voor kaas en auto’s; je kunt het zo gek niet verzinnen. Daar hadden we ook de zogeheten vrijdagmiddagexperimenten, waarin je wat losse ideetjes uitprobeerde. Dan vroegen ze altijd: Carin, kun jij even uitzoeken of dat mogelijk is?”
De TU/e kwam in 2001 op haar pad, toen de geboren Venrayse haar blik weer op het zuiden richtte. In de groep van Jos Keurentjes ondersteunde ze vele promovendi met haar ervaring in de praktische chemie, en dan met name de analyse: het bepalen van welke stof je precies hebt gemaakt. Die vaardigheid is tegenwoordig een ondergeschoven kindje binnen de faculteit Scheikundige Technologie, zegt Dietz, en daar kan ze zich over opwinden.
Analyse is in mijn ogen het belangrijkste deel van je onderzoek: als je niet weet wat je in handen hebt, weet je niets
“Analyse is in mijn ogen zelfs het belangrijkste deel van je onderzoek: als je niet weet wat je in handen hebt, weet je niets. Het gros van de promovendi die ik heb begeleid, bleef hangen op de analyse.” Dat was namelijk het laatste waar de jonge onderzoekers aan dachten, benadrukt ze, terwijl je er eigenlijk mee moet beginnen. “Wat wil ik weten? En hoe kan ik dat dan meten? Misschien kan dat wel helemaal niet, en dan hoef je dus ook niet aan het experiment te beginnen.” Sinds een aantal jaar wordt de kunst van de analyse ook niet meer als apart vak onderwezen aan de TU/e, zegt Dietz. “Het is alleen nog verwerkt in het practicum, maar dat is veel te weinig. Dat vind ik echt heel jammer.”
Zeventien studenten
Na een uitstapje van twee jaar bij de procesontwikkelaars van Bodec in Helmond werd Dietz in 2014 gevraagd om terug te komen naar de TU/e: “Ze konden niet zonder me, zeiden ze, en vroegen me alsjeblieft weer terug te komen.” Ze kwam op de gang te werken bij Maaike Kroon, die net was benoemd als jongste vrouwelijke hoogleraar van Nederland. “Maaike vroeg mij niet lang daarna of ik bij haar wilde komen promoveren.”
Het moment was nu gunstiger, maar met al die ervaring voelde het voor Dietz vreemd om als ‘gewone’ promovendus aan de slag te gaan, geeft ze toe. “Ik was duidelijk niet zoals de rest, en ik was op zich tevreden met mijn werk. Wat voor mij de doorslag gaf, was dat ik nooit een master had gehaald. En ik wilde ooit nog lesgeven op een HBO, waarvoor je zo’n diploma nodig hebt.” Of een doctorstitel natuurlijk. “En ik kon nu zelf bepalen wat voor onderzoek ik wilde doen, dat was ook wel fijn.”
In de praktijk gaf ze als promovenda leiding aan tientallen studenten, die een deel van het labwerk voor haar opknapten. “Op het hoogtepunt had ik zeventien studenten tegelijk. In totaal moeten het er de afgelopen vier jaar meer dan vijftig geweest zijn.” Dat is heel wat meer dan de gemiddelde promovendus aan zou kunnen, maar haar promotie was in nog meer opzichten bijzonder.
Abu Dhabi
Om te beginnen bleek na drie dagen dat haar beoogde promotor Maaike Kroon zou verhuizen naar Abu Dhabi. “Dat was wel even echt vervelend, want alles stond opeens op losse schroeven. Ik had twee aanbiedingen als practicumdocent laten lopen voor deze promotieplek, en had twee kinderen en een hypotheek en zat natuurlijk nog in mijn proeftijd.” Haar geluk was dat haar project samen liep met de groepen van Martin van Sint-Annaland en Fausto Galluci. “Martin zei meteen dat ik bij hem in de groep terecht kon, hoewel ik een vreemde eend in de bijt was omdat zij met gassen werken, en ik met vloeistoffen.”
Veel van het labwerk voerde Dietz uit in het nieuwe lab van Kitty Nijmeijer, die na het vertrek van Kroon werd aangetrokken vanuit Twente. “In het begin heb ik daar ook meegeholpen om de apparatuur in het lab draaiende te krijgen. Dat is een mooi lab, en fijne mensen om mee te werken. Maar verder heb ik wel een beetje op een eilandje gezeten.”
Sleeping beauty
Maar goed dus dat ze al voldoende onderzoekservaring had toen ze begon. In ieder geval heeft het relatieve isolement haar er niet van weerhouden om mooie resultaten te boeken. Dietz is tenminste zeer opgetogen over wat ze heeft bereikt. “Ik heb gezocht naar een milieuvriendelijke vloeistof om het molecuul furfural te halen uit biomassa, zoals papier of landbouwafval.” Furfural is een zogeheten platformmolecuul, legt ze uit, dat kan worden gebruikt om onder meer plastics en medicijnen te maken. “Nu maken we die producten nog voornamelijk van aardolie, maar daar willen we natuurlijk van af. Furfural wordt binnen het vakgebied wel de ‘sleeping beauty’ genoemd omdat je er zoveel andere stoffen uit kunt maken.”
Om dat wondermolecuul uit biomassa te halen, worden nu zogeheten organische oplosmiddelen gebruikt. Die hebben echter als nadeel dat ze vluchtig zijn en giftig; kortom slecht voor het milieu. Dietz ging daarom op zoek naar een milieuvriendelijk alternatief. Bij Scheikundige Technologie wordt al een tijdje gewerkt aan zogeheten ‘deep eutectic solvents’ (DES), die worden gemaakt door twee poeders in de juiste verhouding te mengen waardoor er op licht magische wijze een vloeistof ontstaat. “Dat is een fysisch proces, met als voordeel dat je de componenten na gebruik relatief eenvoudig weer kunt terugwinnen. Ik ben met name op zoek gegaan naar DES op basis van plantaardige materialen, om het zo groen mogelijk te houden.”
Tijm en munt
Op de omslag van haar proefschrift heeft Dietz blaadjes tijm en munt afgebeeld. Dat zijn namelijk de ingrediënten van een DES die ze heeft onderzocht. “Uit munt haal je menthol, en uit tijm thymol. Samen vormen die een DES.” Die DES voegde ze toe aan een waterige substantie met biomassa. De hydrofobe vloeistof mengt niet met water, maar neemt wel furfural en het verwante molecuul hydroxymethylfurfural in zich op. De DES, met furfural, is vervolgens makkelijk van het water te scheiden. “Die extractie blijkt tot wel drie keer zo goed te gaan als met tolueen, dat nu voor dit proces wordt gebruikt. ”Vooral thymol blijkt volgens Dietz ontzettend goed te werken. “Die stof blijkt samen met furfural namelijk ook weer een DES te vormen, waardoor je zelfs geen tweede component nodig hebt.”
Vervolgens moet de furfural nog uit het extractiemiddel worden gehaald. Dat gebeurt traditioneel via destillatie, een energievretend proces. Door een speciaal membraan te gebruiken, wist Dietz dit echter vele malen energiezuiniger voor elkaar te krijgen.
De scheikundige kenschetst dit zelf als “een gigantische doorbraak”, waarmee tegen lagere kosten een hogere opbrengst kan worden bereikt, mits het lukt om het proces op te schalen. Het verbaast haar dan ook dat deze methode niet direct door commerciële partijen wordt opgepakt. “Er is ook wel tegen me gezegd dat ik dat misschien zelf zou moeten oppakken, maar dat zie ik niet zitten. Ik heb meerdere mensen in mijn omgeving met een eigen bedrijfje, en dat kost zoveel tijd en energie, daar ga ik zelf niet aan beginnen. Zelfs met mijn promotieonderzoek, waarvoor ik formeel vier dagen per week in dienst was, ben ik misschien wel zes dagen per week bezig geweest. Het is lastig om daarnaast een gezin draaiende te houden. Maar als iemand die kar wil trekken, dan zou ik wel graag betrokken blijven.”
Discussie