Sara gaat promoveren op robuuste overgangen tussen harde en zachte materialen

Verbindingen tussen harde en zachte materialen, dat is waar docentonderzoeker Sara Panahkhahi zich de komende vijf jaar op richt. Ze kreeg recent een promotiebeurs van NWO toegekend en gaat vanaf nu net zoveel tijd besteden aan lesgeven als aan onderzoek. Onderzoek naar hard-zacht-interfaces dus. Neem je mobieloplader maar eens in gedachten en denk aan de overgang van het zachte snoer naar het harde omhulsel waar het in verdwijnt. Om dat soort kwetsbare verbindingen gaat het. We zien ze op veel plekken en in allerlei disciplines terug: in robotvingers, implantaten en exoskeletten, maar ook in auto’s en vliegtuigen.

bioprinter Sara P

Verbindingen snel kapot

SaraSara en haar collega’s van de TU Delft gaan op zoek naar manieren om die verbindingen robuuster te krijgen. Noem het gerust een uitdaging. Sara: “Op plekken waar materialen met verschillende mechanische eigenschappen bij elkaar komen, is sprake van een hoge spanningsconcentratie. Vooral bij dynamische belasting, maar ook bij statische belasting al. Precies dat verklaart waarom zo’n verbinding tussen hard en zacht in de praktijk makkelijk loslaat. Dat geeft logischerwijs problemen en brengt kosten met zich mee.” Afschaffen van die verbindingen is geen optie, dus zullen er betere moeten komen. 

Natuur als inspiratiebron

Bij het materiaalonderzoek laat Sara zich graag inspireren door de natuur. In het menselijk lichaam komen hard-zacht-verbindingen bijvoorbeeld ook voor. De komende tijd gaat ze het kniegewricht dus uitgebreid bestuderen. Kraakbeen en bot werken daar immers zo goed samen dat dit grote gewricht bij gemiddelde belasting makkelijk zestig tot zeventig jaar mee kan. Huisjesslakken hebben Sara’s belangstelling ook. “Hoe komt het dat zo’n slak zijn huis niet kwijtraakt?”

“Met een 3D-bioprinter kun je zelfs menselijk weefsel printen”

Geavanceerde 3D-printtechnieken

Die ideale verbindingen moeten natuurlijk ook geproduceerd kunnen worden. Ook dat maakt deel uit van Sara’s onderzoekstraject: “Omdat we onze inspiratie uit de natuur halen, gaat het per definitie om ingewikkelde structuren. Die kun je alleen realiseren met een 3D-multimateriaal-printer of een 3D-bio-printer. Met die laatste kun je zelfs menselijk weefsel printen.” Op haar onderzoeksdagen kan Sara naar hartenlust experimenteren In de verschillende labs van de afdeling Biomedical Engineering op de TU.

Studenten profiteren mee

En als ze dan een manier heeft gevonden om jouw oplader langer mee te laten gaan, dan is ze waar ze wezen wil. Alleen zijn we dan wel vijf jaar aan literatuurstudie en talloze tests verder. In de tussentijd maakt ze onze studenten Werktuigbouwkunde deelgenoot van haar promotietraject. Door met hen testopstellingen te maken, experimenten voor te bereiden en deze vervolgens uit te voeren. Geïnteresseerde stagiairs en afstudeerders kunnen zich op termijn ook bij haar melden. 

“Studenten betrekken bij mijn onderzoek is
een eis vanuit NWO”

Opleiding moet er iets aan hebben

“Tijdens mijn lessen materiaalkunde en productietechniek deel ik de kennis die ik opdoe”, licht Sara toe. “Minimaal twee dagen voor de klas staan en studenten betrekken bij mijn onderzoek is zelfs een eis vanuit NWO. Wat ik leer, of dat nou gaat over de manier van onderzoeken of over de inhoud, moet ik doorgeven aan studenten. En ik weet zeker dat mijn manager zijn handtekening ook niet gezet zou hebben als ik het anders gewild had. De opleiding moet er ook iets aan hebben.” Het idee is dat ze komende jaren zo’n netwerk opbouwt dat ze een minor kan ontwikkelen.

Als meisje al geïnteresseerd in twee vakgebieden

Hoe Sara op dit onderzoeksthema kwam? “Techniek en geneeskunde hebben me altijd geïnteresseerd. Toen ik in Iran op de basisschool zat, wist ik al dat ik iets medisch wilde doen. Ik was ook goed in wis- en natuurkunde en kwam uiteindelijk min of meer blind terecht bij de bachelor Werktuigbouwkunde. Dat was best oké hoor, zeker toen ik een minor Biomedical Engineering deed. Tijdens mijn masterstage deed ik iets met implantaten.” Ze besloot in dit vakgebied door te willen gaan, alleen lukte dat niet direct. 

De groep van professor Zadpoor

Sara: “Die kans kreeg ik wel toen ik bij TIS kwam werken. Ik ben gaan zoeken naar mogelijkheden om onderzoek op dat vlak te kunnen doen, en kwam zo de groep van professor Zadpoor op de TU op het spoor. Die houdt zich bezig met biomaterialen en doet echt goed werk. De combinatie van techniek en gezondheid, ja, die is het voor mij helemaal. Als ik iets lees over een kunsthart, wil ik álles weten, haha.”

Lees meer over Lectoraat Technologie voor Gezondheidszorg

Lees meer over de opleiding Werktuigbouwkunde aan De Haagse Hogeschool