Van steenkoolwinning via bulkchemie en hoogwaardige materialen naar voedingsmiddelen en gezondheidsproducten — het verhaal van de ingrijpende transformatie van de ‘Staatsmijnen in Limburg’ tot DSM en inmiddels dsm-firmenich is al vaak verteld. De belangrijke pioniersrol die het fundamentele onderzoek binnen het bedrijf hierin speelde en de brede stimulerende uitstraling die dat had naar de Nederlandse en internationale chemische wetenschap, komt in die verhalen eigenlijk nauwelijks aan bod.

Hoogste tijd om ook dat chemisch-historische aspect eens de aandacht te geven die het verdient, zo vond de KNCV-commissie Nationaal Chemisch Erfgoed (NCE). Vandaar dat het Centraal Laboratorium, op de Brightlands Chemelot Campus in Geleen, dit jaar het predikaat Nationaal Chemisch Erfgoed krijgt toegekend. Daarmee is het Centraal Laboratorium de derde industriële NCE locatie na Het Grote Kantoor in Delft in 2019 (nu ook dsm-firmenich, maar oorspronkelijk de Gist- en Spiritusfabriek) en het Farmacologisch Laboratorium van Organon in Oss in 2023.  

Instrumentele revolutie 

De bijdrage van industriële labs aan de ontwikkeling van de chemie reikt veel verder dan puur de bedrijven waar ze onderdeel van waren. ‘Als je kijkt naar de geschiedenis van de chemie dan zie je in Nederland vanaf ongeveer 1940 een kanteling richting de industrie’, vertelt wetenschapshistoricus en NCE-voorzitter Ernst Homburg. ‘De toonaangevende namen in het chemieveld werkten in de industrie, daar kwamen de grote doorbraken vandaan.’ Een belangrijke stimulans was de zogeheten instrumentele revolutie; er kwamen allerlei nieuwe apparaten beschikbaar die het chemisch onderzoek en dan vooral de analyse, een enorme boost gaven.

Maar die apparaten waren duur en het waren de grote bedrijven die de middelen hadden om ze aan te schaffen. ‘De eerste NMR van Nederland stond bij Shell, net als de eerste gaschromatograaf’, zegt Homburg. ‘De onderzoeksafdelingen bij Shell, Philips en DSM en iets later ook bij Akzo en Unilever, kun je vergelijken met de Bell-labs in de VS. Het waren grote instituten, gericht op fundamenteel onderzoek en ze hadden veel middelen, goede faciliteiten en veel mensen, waaronder de top van de wetenschap. De universiteiten konden daar niet tegenop, daar waren de teams veel kleiner en de budgetten ook.’  

De voorloper wat betreft industrieel onderzoek was in Nederland vooral Philips met het fameuze NatLab. Dat hadden ze bij de Staatsmijnen al ruim voor 1940 goed in de gaten, aldus Homburg. ‘Het was een van de grootste mijnbedrijven van Europa, maar primair wel een kolenboer die ook een beetje aan chemie deed, omdat ze vanuit de cokesfabrieken onder meer een stroom waterstof kregen waaruit met luchtstikstof ammoniak kon worden gemaakt, die werd verwerkt tot kunstmest.’ Serieuze aandacht voor deze processen komt er als Frederik van Iterson in 1913 aantreedt als directeur techniek. ‘Van Iterson was daarvóór hoogleraar werktuigbouwkunde in Delft en hij gaat echt processen doorrekenen. Samen met hoofdingenieur Daan Ross van Lennep maakt hij eind jaren twintig een reis door Europa om diep in de chemie te duiken, onder meer om de ammoniakfabriek te verbeteren.’

Het rekenwerk van Van Iterson resulteert rond 1930 in enkele internationaal toonaangevende papers, maar daar blijft het niet bij. Van Iterson wil de chemische kant van het mijnbedrijf verder ontwikkelen en hij weet dat ze daarvoor een eigen lab, gericht op fundamenteel onderzoek, nodig hebben. Fysisch-chemicus Gerrit Berkhoff, hoofd chemie van het Stikstofbindingsbedrijf, krijgt in 1935 de opdracht dit nieuwe lab te realiseren.  

Bezetting 

Berkhoff gaat op tournee langs diverse bedrijven en stelt uiteindelijk een plan op waarbij hij het NatLab van Philips als voorbeeld neemt. Homburg: ‘Ze pakken het meteen groots aan, er komen meerdere vleugels voor verschillende laboratoria, maar ook een eigen werkplaats voor instrumenten en een glasblazerij. Het gebouw is specifiek ontworpen als lab en dat maakt het tot heel bijzonder erfgoed.’ Op het gebouw prijkt 1940 als jaar van de opening, maar over die datering doen verschillende verhalen de ronde, weet Homburg. ‘De opening was nog net voor de Duitse inval. Toen Berkhoff in 1990 werk geïnterviewd voor een jubileumboek, vertelde hij dat er eerst ‘1937’ op het gebouw stond, maar dat was volgens hem bewuste misleiding geweest om te voorkomen dat de Duitsers het eigendom konden claimen.’ Hoe het ook zij, pas na de Oorlog wordt 1940 als officieel openingsjaar boven de ingang aangebracht.  

De bezetting geeft een enorme boost aan het fundamenteel onderzoek. ‘Bedrijven willen zo min mogelijk voor de Duitsers doen, dus blijven ze weg van onderwerpen die praktisch toepasbaar zijn.’ Bij DSM worden meteen de investeringsprogramma’s stopgezet en voor de staf in het lab krijgt het verbeteren van de bestaande processen prioriteit. In 1940 treedt Dirk van Krevelen in dienst van het gloednieuwe lab en dat zet de ontwikkeling van een heel nieuw onderzoeksveld in gang.

Homburg: ‘Rond die tijd komt in de VS de fysische technologie op, waarbij vanuit de fysische hoek, bijvoorbeeld vanuit warmteoverdracht naar processen wordt gekeken. Van Krevelen gaat met die Amerikaanse input aan de slag om alle oude fabrieken opnieuw door te rekenen. Tegelijkertijd was er de Duitse traditie, waar ze bij de Mijnen zeer bekend mee waren, om juist vanuit de chemische reacties aan processen te rekenen. Bij Van Krevelen komen die twee lijnen bij elkaar, hij introduceert de chemie in de fysische technologie.’ Dat is de start van de reactorkunde of chemical reaction engineering, een nieuw onderdeel van chemical engineering dat in de VS nog niet bestond. ‘In 1956 was er een groot internationaal congres in Amsterdam over reactorkunde en daarmee was dat nieuwe veld echt gevestigd in de wetenschap.’  

Kosten vs. baten 

Er breekt een bloeitijd aan voor het Centraal Laboratorium. Naast het baanbrekende werk aan de fysische technologie/reactorkunde wordt er onder meer veel hoogstaand katalyse-onderzoek verricht en vanaf de jaren ‘50 komt de polymeerchemie sterk op. Het zijn gouden tijden voor het industriële, fundamentele onderzoek, maar richting het eind van de jaren ’60 zet zich internationaal een nieuwe golf in beweging. De vraag rijst of dit ongebreidelde nieuwsgierigheidsgedreven onderzoek nou echt de meest efficiënte besteding van bedrijfsmiddelen is.

Vanuit de VS waait het nieuwe business-gerichte denken over. Er komt aandacht voor kosten-baten analyses en dat heeft flinke gevolgen. ’In Nederland zie je dit als eerste bij Shell, dat het meest internationale bedrijf is. Daar komt een uittocht van fundamentele wetenschappers op gang, die naar de universiteiten gaan. De trend slaat over naar alle grote bedrijven. Bij DSM speelt bovendien nog iets anders, omdat ze rond die tijd ook uit de steenkoolwinning stappen. Er worden in hoog tempo nieuwe producten en processen ingekocht en daar is vooral veel R&D voor nodig. De spirit voor fundamenteel onderzoek vervliegt vanaf de jaren zeventig.’

Dat is een brede beweging in de industrie en in de jaren tachtig is volgens Homburg het eerdere elan grotendeels verdwenen. Tegen het eind van dat decennium doet een nieuwe trend zijn intrede, het concept ‘innovatie’ wordt gelanceerd. Onderzoek mag weer, maar het is dan nadrukkelijk gekoppeld aan business-strategie van het bedrijf en is primair gericht op financieel rendement. Het fundamentele onderzoek is het domein van de universiteiten geworden.  

Fast forward naar het heden. Het Centraal Laboratorium staat nog fier overeind en huisvest nog steeds hoogstaand, innovatief onderzoek. Niet van een enkel bedrijf, maar van heel veel start-ups, die in feite fungeren als de grensverleggende R&D afdelingen van de multinationals. Een passende invulling voor dit bijzondere gebouw.