Tweedejaars studenten leren hoe ze robots voor zich kunnen laten werken. Een primeur voor de TU Eindhoven.

Scheikundestudenten van de Technische Universiteit Eindhoven leren vanaf september hoe ze een robot kunnen inzetten voor routinewerk in het lab. Het omgaan met de robot is onderdeel van het practicum ontwerpgericht onderwijs van Erik Abbenhuis, universitair docent en practicumleider. Met de nieuwe apparatuur hoopt Abbenhuis dat de kwaliteit van het werk van de studenten nog beter en reproduceerbaarder wordt. De Universiteit Utrecht participeert ook in het robot project.

Uitdaging

De robot wordt ingezet voor een bescheiden vorm van combinatoriële chemie: de parallelle synthese. Het is een kast van een bij een meter met slangetjes en reageerbuiscompartimenten. Zonder toezicht kan de robot reagentia doseren, verwarmen, koelen, roeren, schudden, verdampen, refluxen, extraheren, filtreren en analyseren. Wat de robot niet kan is nadenken, en daar begint dan ook de uitdaging voor de student. De student moet de robot zelf programmeren en daarvoor moet hij of zij de problemen van de reactie kennen, dus eerst zelf experimenten uitvoeren.

Een robot is geen overbodige luxe in de katalysator- en materiaalsynthese, het veld van Abbenhuis. Bij het optimaliseren van reactiecondities en materiaalformuleringen moeten experimenten vaak uitentreuren met slechts minimale veranderingen worden herhaald. De eerste experimenten die de studenten de robot zullen laten doen zijn ‘nawerk’ experimenten. Dus soortgelijke syntheses als in de afgelopen jaren al door studententeams met de hand zijn gedaan. Dit waren onder andere experimenten op het gebied van de nanogestructureerde organosiliciumverbindingen. Deze verbindingen dienen als additieven in plastics en als liganden voor de katalysatoren. Door nawerken van het handwerk op de robot krijgt de student een goed idee van wat de robot wel en niet kan. De bedoeling is de informatie uit te wisselen met Utrecht, zodat van elkaars ervaringen geprofiteerd kan worden.

Internetexperiment

Gerard van Klink van de vakgroep Metaal­gestuurde Organische Synthese van de Universiteit Utrecht heeft de syntheserobot net binnen, en deze wordt na die van Eindhoven geïnstalleerd. Ook in Utrecht wordt de robot voor onderwijstaken ingezet. Daarnaast krijgt het apparaat een functie bij voorlichting op middelbare scholen. Nu gaan docententeams nog langs bij middelbare scholen om scholieren te interesseren voor de chemie. Straks, waarschijnlijk volgend jaar september, kunnen scholen op afstand via Internet de robot experimenten laten uitvoeren.

Abbenhuis en Van Klink kozen voor de robot van Chemspeed omdat het een all-round apparaat is dat zijn kracht bewezen heeft bij DSM en elders binnen de TU Eindhoven. Voor de gezamenlijke aanschaf van hun robots kregen zij bijdrages van NWO (e 60.000,-) en de National Research School Combination Catalysis, NRSCC (e 50.000,-). Doordat daarnaast Chemspeed bijsprong kon de apparatuur ter waarde van ongeveer e 120.000 per stuk direct worden aangeschaft.