NANONEXTNL: HET NEDERLANDSE PROGRAMMA VOOR MICRO- EN NANOTECHNOLOGIE (2010-2016)
NanoNextNL was een Nederlands onderzoeks- en innovatieprogramma dat liep van 2010 tot 2016. Het richtte zich op het ontwikkelen van veilige nanotechnologie toepassingen die de samenleving ten goede konden komen. Het programma bracht universiteiten, onderzoekscentra, bedrijven en de Nederlandse overheid samen, met een totaalbudget van €251 miljoen. In totaal deden 130 partners mee en werkten er ongeveer 750 onderzoekers aan mee. Hoewel het programma in 2016 eindigde, blijven de resultaten doorwerken dankzij lopend onderzoek en veiligheidsrichtlijnen die tijdens het programma zijn ontwikkeld.
We lopen hieronder de opbouw van het programma langs en kijken wat het heeft opgeleverd. Opvallend voor die tijd was dat de onderzoekers bij elk project vanaf het begin ook naar de risico’s voor mens en milieu keken.
NanoNextNL in het kort
| Looptijd | 2010 tot en met 2016 |
| Totaalbudget | €251 miljoen, voor de helft van de overheid |
| Partners | 130 bedrijven, universiteiten, kennisinstituten en umc’s |
| Onderzoekers | 750, waarvan ruim 200 jonge onderzoekers zijn opgeleid |
| Proefschriften | 130 |
| Opbouw | 10 thema’s en 28 subprogramma’s, plus een valorisatieprogramma |
| Programmabureau | Technologiestichting STW, later NWO |
Wat is nanotechnologie?
Nanotechnologie werkt met extreem kleine materialen – kleiner dan één tienduizendste van een millimeter. Op deze kleine schaal gedragen materialen zich vaak anders dan op normale grootte. Bijvoorbeeld, sommige materialen die normaal geen elektriciteit geleiden, worden geleidend op nanoschaal, terwijl andere hun geleidende eigenschappen juist kunnen verliezen.
Nanotechnologie toepassingen zijn veelzijdig en hebben invloed op verschillende sectoren:
Voor Nederland is nanotechnologie ook economisch van belang. De overheid stak via het Fonds Economische Structuurversterking ruim €125 miljoen in NanoNextNL, ongeveer de helft van het totale budget. Dat fonds was bedoeld om de economische structuur van het land te versterken.
Overzicht van het NanoNextNL programma
NanoNextNL was opgezet om veilige, nuttige nanotechnologieën te ontwikkelen die zowel de samenleving als de economie ten goede zouden komen. Het programma werd georganiseerd in 28 sub programma’s onderverdeeld in 10 hoofdthema’s.
Achter het programma stond de Stichting NanoNextNL. Technologiestichting STW voerde het programmabureau en ging later op in NWO. Aan het hoofd van het uitvoerend bestuur stond Dave Blank, wetenschappelijk directeur van nanotechnologie-instituut MESA+ in Twente. Hij schreef ook de Strategic Research Agenda van het Netherlands Nano Initiative, het document dat de basis vormde voor het programma. De stichting zat op het adres van het programmabureau, later aan het Leusderend in Leusden. NanoNextNL bouwde voort op NanoNed, het eerdere nationale nanotechnologieprogramma.
Het budget van NanoNextNL kwam uit twee bronnen:
Deze financieringsstructuur zorgde ervoor dat het onderzoek zowel wetenschappelijk solide als commercieel relevant was. De samenwerking tussen overheid, industrie en onderzoeksinstellingen, ook wel de triple helix genoemd, hielp om ontdekkingen sneller van het laboratorium naar de markt te brengen.
NanoNextNL programma thema’s en sub-programma’s
De 10 thema’s van NanoNextNL dekten alle aspecten van nanotechnologie-ontwikkeling. Elk thema had een eigen coördinator uit de wetenschap of het bedrijfsleven:
| Thema | Coördinator en subprogramma’s |
|---|---|
| 1. Risicoanalyse en technology assessment (RATA) | Coördinator: dr. Adrienne J. Sips (RIVM). Subprogramma’s: 1A Human health risks, 1B Environmental risks, 1C Technology assessment. |
| 2. Energie | Coördinator: prof. dr. ir. W.M.M. Kessels (TU Eindhoven). Subprogramma’s: 2A Efficient generation of sustainable energy (onder meer zonnecellen op nanoschaal), 2B Efficient energy utilisation by secondary conversion of energy and separation. |
| 3. Nanogeneeskunde (Nanomedicine) | Coördinator: prof. dr. J.W. (Hans) Hofstraat (Philips). Subprogramma’s: 3A Nanoscale biomolecular interactions in disease, 3B Nanofluidics for lab-on-a-chip, 3C Molecular imaging, 3D Drug delivery, 3E Integrated microsystems for biosensing. |
| 4. Schoon water | Coördinator: dr. ir. Bert Hamelers (Wetsus). Subprogramma: 4A Nanotechnology in water applications. |
| 5. Voedsel | Coördinator: prof. dr. E. van der Linden (Wageningen UR). Subprogramma’s: 5A Food Process Monitoring and Product Quality Assessment, 5B Molecular Structure of Food, 5C Food products and processes, 5D Microdevices for structuring and isolation. |
| 6. Beyond Moore | Coördinator: dr. J.N. (Hans) Huiberts (Philips). Subprogramma’s: 6A Advanced nanoelectronics devices, 6B Functional nanophotonics, 6C Nano-bio interfaces & devices, 6D Active nanophotonic devices. |
| 7. Nanomaterialen | Coördinator: dr. ir. L.J.M.G. Dortmans (TNO). Subprogramma’s: 7A Supramolecular and bio-inspired materials, 7B Multilayered and artificial materials. |
| 8. Bio-nano | Coördinator: prof. dr. M.W.J. Prins (Philips). Subprogramma’s: 8A Nanomolecular machines in cellular force-transduction, 8B Bio-nano interactions for biosensing. |
| 9. Nanofabricage | Coördinator: prof. dr. W.J. van der Zande (ASML). Subprogramma’s: 9A Nano-inspection and characterisation, 9B Nano patterning. |
| 10. Sensoren en actuatoren | Coördinator: dr. ir. M.G.M. de Kroon (TNO). Subprogramma’s: 10A Systems and packaging, 10B Micro nozzles, 10C Microdevices for chemical processing. |
| Valorisatieprogramma | Aparte lijn naast de tien thema’s, gericht op het uitwerken van businesscases uit de onderzoeksprojecten. |
Hoogtepunten van NanoNextNL
Zes jaar onderzoek levert te veel op voor één lijst. We hebben de resultaten daarom per onderwerp bij elkaar gezet.
Nanogeneeskunde en kankeronderzoek
Binnen het thema Nanomedicine werkten onderzoekers aan lab-on-a-chipapparaten, gerichte geneesmiddelafgifte en moleculaire beeldvorming. Uit het programma kwamen bijvoorbeeld proefschriften over temperatuurgevoelige liposomen die medicijnen precies in de tumor loslaten onder MRI-geleide focused ultrasound, en over MRI om fotodynamische therapie bij te sturen.
Op 2 februari 2016 organiseerde NanoNextNL in Utrecht de open miniconferentie ‘Nanogeneeskunde: naar een toekomst voor elke kankerpatiënt’, in het kader van Nano World Cancer Day. Onderzoekers, artsen, studenten, bedrijven en publiek spraken daar over kanker-op-een-chip, gerichte geneesmiddelafgifte en beeldgestuurde behandelingen. Sprekers waren onder anderen Bob Pinedo (VUmc), Anja van de Stolpe (hDMT) en Twan Lammers (RWTH Aachen).
Energie en zonnecellen
Het energiethema richtte zich op efficiëntere opwekking van duurzame energie. Een van de bekendste resultaten gaat over goedkopere zonnecellen: door de siliciumlaag dunner te maken is er minder materiaal nodig voor een cel die net zo goed presteert. Frank Lenzmann van ECN werkte daaraan binnen het programma. Ook dunnefilmzonnepanelen kwamen aan bod, en zonnecellen van silicium en siliciumgermanium. Een promovendus werkte bijvoorbeeld aan hot-wire chemical vapour deposition om die dunne lagen aan te brengen. Uiteindelijk draait het bij dit soort zonnepanelen om de kostprijs per opgewekte kilowattuur.
Schoon water en voedsel
In het waterthema werkten Wetsus en partners aan membranen met heel nauwkeurig aangebrachte poriën, waarmee vrijwel alle micro-organismen uit het water verdwijnen. Het voedselthema leverde onder meer het programma 5A Food Process Monitoring and Product Quality Assessment op, oftewel het monitoren van voedselprocessen en het beoordelen van productkwaliteit. Daaruit kwam bijvoorbeeld een sensor waarmee groente, fruit en bloemen langer houdbaar blijven. Het programma 5B Molecular Structure of Food onderzocht hoe moleculen samenhangen met de functionaliteit van voedsel.
Veiligheid en risicoanalyse
Veiligheid had een eigen thema, Risk Analysis and Technology Assessment of kortweg RATA. Daar kwamen een paar instrumenten uit die het veld daarna is blijven gebruiken.
- Safe-by-Design-workshops, waarin veiligheid al in de ontwerpfase van een innovatie op tafel komt
- De toolbox voor Constructive Technology Assessment, een raamwerk om nieuwe technologie te beoordelen
- De maatschappelijke incubator, die onderzoeksresultaten koppelt aan maatschappelijke behoeften
- De RATA-vragenlijsten voor het valorisatieprogramma
- Subprogramma 1B Environmental risks, over emissieroutes, toxiciteit en blootstelling aan nanodeeltjes
- Afstemming met het Europese PRISMA-project, zodat veiligheidsbeoordelingen aansloten op Europese standaarden
Waarom NanoNextNL eindigde
NanoNextNL eindigde zoals gepland in 2016 na het behalen van zijn onderzoeks-, innovatie- en veiligheidsdoelen. In plaats van simpelweg te stoppen, evolueerde het programma naar nieuwe initiatieven onder de Holland High Tech paraplu.
De erfenis van het programma gaat door via:
Van onderzoek naar bedrijf: het valorisatieprogramma
Naast de tien thema’s liep een valorisatieprogramma met een eigen budget van €4 miljoen, verdeeld over drie calls tussen 2014 en 2016. Onderzoeksgroepen en bedrijven konden subsidie en zakelijke begeleiding krijgen om een businesscase uit te werken. Een flink deel van die businesscases is uitgegroeid tot een bedrijf. Vijf daarvan beschreef het programma zelf in zijn hoogtepunten:
| Bedrijf | Waar het uit voortkwam | Wat het doet |
|---|---|---|
| VSParticle | Eerste call, met TU Delft | Machines die in één stap schone, identieke nanodeeltjes maken voor katalyse en micro-elektronica. |
| Single Quantum | Eerste call, met TU Delft | Apparatuur om losse fotonen te versturen en te detecteren, bruikbaar in cryptografie en medische beeldvorming. |
| Qmicro | Eerste call | Een handzaam apparaat dat snel en goedkoop de samenstelling van gas bepaalt. |
| Delft IMP | Tweede call | Een productiemethode voor katalysatoren die ongeveer 35% minder platina nodig hebben. |
| LipoCoat | Tweede call | Een gepatenteerde coating die contactlenzen langer schoonhoudt en irritatie voorkomt. |
Daarnaast kregen onder meer LUMICKS, Surfix, SmartTip, VyCAP, Innosieve Diagnostics, Tagworks Pharmaceuticals, Bronkhorst High-Tech, ELPASYS en de Industrial Focus Group XUV Optics steun uit het valorisatieprogramma.
Promoties, NanoCity en publicaties
NanoNextNL leidde ruim 200 jonge onderzoekers op. Zij kregen naast hun promotieonderzoek aanvullende training in ondernemerschap en verantwoord innoveren. In totaal leverde het programma 130 proefschriften op. De onderwerpen liepen ver uiteen, van warmteafvoer met koolstofnanobuisjes op chips tot microfluïdische methoden om emulsies te bestuderen.
Daarnaast organiseerde het programma NanoCity, het landelijke evenement rond nanotechnologie. De derde en laatste editie vond plaats op 21 juni 2016 in EYE in Amsterdam. Tussen 2012 en 2017 verschenen vijf edities van het magazine NanoTextNL.
Tijdlijn van het programma
Tussen het eerste plan en het slotrapport zit ruim tien jaar.
| 2009 | De Strategic Research Agenda van het Netherlands Nano Initiative verschijnt. Daaruit komt het programma voort. |
| 2010 | NanoNextNL gaat van start, met financiering uit het Fonds Economische Structuurversterking. |
| 2014 | De eerste call van het valorisatieprogramma opent. |
| 2016 | De derde en laatste NanoCity vindt plaats in EYE in Amsterdam. De projecten worden eind dat jaar afgerond. |
| 2017 | Het End Term Report 2010-2016 verschijnt. Op 11 januari is bij KWR het afsluitende symposium. |
| 2019 | Het manifest Nanovisie 2030 wordt aangeboden aan Marc Hendrikse, boegbeeld van de topsector HTSM. |
Waarom NanoNextNL eindigde
NanoNextNL eindigde zoals gepland in 2016 na het behalen van zijn onderzoeks-, innovatie- en veiligheidsdoelen. De projecten liepen eind 2016 af. Begin 2017 verscheen het End Term Report 2010-2016, samen met de conclusies van de internationale adviescommissie (IAC) en een evaluatie van het valorisatieprogramma door Technopolis Group. Adviesbureau Roland Berger schreef voor het bestuur het rapport ‘Next steps for NanoNextNL’. Op 11 januari 2017 was bij KWR het afsluitende symposium. Daarna ging het werk verder onder Holland High Tech en de topsector HTSM.
De erfenis van het programma gaat door via:
NanoNextNL toont aan hoe technologieontwikkeling innovatie kan balanceren met veiligheid. Door risico’s vanaf het begin te overwegen, creëerde het programma een fundament voor duurzame groei van nanotechnologie dat Nederland nog steeds ten goede komt.
Wat er van NanoNextNL is overgebleven
Het programma is afgelopen, maar een aantal lijnen loopt gewoon door. De spin-offs uit het valorisatieprogramma draaien nog steeds en leveren aan onderzoekers, chipfabrikanten, ziekenhuizen en de industrie. Dat is het tastbaarste stuk erfenis: onderzoek dat de markt heeft gehaald.
Ook de manier van werken bleef hangen. Safe-by-Design, het idee om veiligheid al in de ontwerpfase mee te nemen, komt uit het RATA-thema en duikt daarna op in het beleid rond nanomaterialen, onder meer bij het RIVM en in Europese kaders. De toolbox voor Constructive Technology Assessment ligt er nog altijd. En NanoLabNL, de gedeelde faciliteiten voor nanotechnologie waar NanoNextNL naast liep, bestaat ook nog.
Het veld zelf bleef zich roeren. In december 2019 boden onderzoekers en bedrijven het manifest Nanovisie 2030 aan Marc Hendrikse, boegbeeld van de topsector HTSM. Daarin staat waar de Nederlandse nanotechnologie het komende decennium naartoe moet. De lijn van kanker-op-een-chip liep eveneens door. In februari 2020 haalde een chip die klopt als een hart en groeit als een tumor het nieuws.
Het geld en de netwerken gingen op in bredere initiatieven, zoals de topsector HTSM en later NXTGEN Hightech en Quantum Delta NL uit het Nationaal Groeifonds. Nanotechnologie heeft daar geen eigen programma meer. Het zit nu verwerkt in chips, medische apparatuur en quantumtechnologie.
Veelgestelde vragen
Bestaat NanoNextNL nog?
Nee. Het programma liep tot en met 2016 en daarna rondden de partners de projecten af. Wie de resultaten zoekt, vindt ze in het End Term Report 2010-2016 en in de proefschriften van de promovendi.
Hoe werkt nanotechnologie bij kankerbehandeling?
Binnen NanoNextNL kwamen drie routes langs. Nanodeeltjes brengen medicijnen gericht naar de tumor, zodat gezond weefsel gespaard blijft. Beeldvormende deeltjes laten zien waar dat medicijn terechtkomt. En op een lab-on-a-chip of kanker-op-een-chip testen onderzoekers behandelingen op tumorcellen buiten het lichaam.
Wat is bionanotechnologie?
Het samengaan van biotechnologie en nanotechnologie. In het thema Bio-nano bekeken onderzoekers losse moleculen in een echte biologische omgeving in plaats van in een schone proefopstelling, en zochten ze manieren om die interacties te meten en te sturen. Biosensoren zijn daarvan de bekendste toepassing.
Wie financierde het programma?
De helft kwam van de Nederlandse overheid via het Ministerie van Economische Zaken, de andere helft van de 130 deelnemende partners. Technologiestichting STW voerde het programmabureau en ging later op in NWO.