Dit artikel gaat over de mogelijke introductie van micro-aardappelen, ofwel microtubers, op de Europese markt en de uitdagingen met betrekking tot alkaloïden. Aardappelen zijn wereldwijd essentieel voor voedselzekerheid, maar microtubers, kleine aardappelknollen, blijven relatief onbekend. Nederlandse producenten overwegen deze kleine knollen te gebruiken voor voedselproducten, maar de aanwezigheid van alkaloïden is een belangrijk aandachtspunt. Alkaloïden zijn natuurlijke stikstofhoudende verbindingen die in veel planten voorkomen, waaronder aardappelen (Solanum tuberosum L.). Sommige alkaloïden, zoals solanine en chaconine, kunnen schadelijk zijn bij inname in grote hoeveelheden, terwijl andere gunstige effecten kunnen hebben, zoals antioxidanten-eigenschappen. De regulering en etikettering van alkaloïden in voedsel variëren, wat de uitdagingen voor producenten benadrukt. Hoewel er interesse lijkt te zijn in microtubers in de Europese fine dining sector, zijn er momenteel weinig aanwijzingen voor een aanzienlijke markt voor consumptie van deze kleine aardappelen in Europa. In Oost-Aziatische landen worden microtubers voornamelijk gebruikt als pootgoed, wat de huidige beperkte kennis over het marktpotentieel in Europa benadrukt. Dit artikel benadrukt het belang van zorgvuldige teeltpraktijken en marktonderzoek voordat er grootschalige investeringen worden gedaan in de commerciële teelt van microtubers voor consumptie in Europa. De wetgeving met betrekking tot alkaloïden is momenteel nog niet concreet, en verder onderzoek is nodig om de gezondheidseffecten en mogelijke risico's beter te begrijpen. Samengevat, dit artikel biedt inzichten in de potentie van microtubers op de Europese markt, waarbij rekening wordt gehouden met de aanwezigheid van alkaloïden en hun impact op gezondheid en voeding. Het stimuleert producenten en onderzoekers om de mogelijkheden van microtubers verder te verkennen en te benutten.
With a market demand for low cost, easy to produce, flexible and portable applications in healthcare, energy, biomedical or electronics markets, large research programs are initiated to develop new technologies to provide this demand with new innovative ideas. One of these fast developing technologies is organic printed electronics. As the term printed electronics implies, functional materials are printed via, e.g. inkjet, flexo or gravure printing techniques, on to a substrate material. Applications are, among others, organic light emitting diodes (OLED), sensors and Lab-on-a-chip devices. For all these applications, in some way, the interaction of fluids with the substrate is of great importance. The most used substrate materials for these low-cost devices are (coated) paper or plastic. Plastic substrates have a relatively low surface energy which frequently leads to poor wetting and/or poor adhesion of the fluids on the substrates during printing and/ or post-processing. Plasma technology has had a long history in treating materials in order to improve wetting or promote adhesion. The µPlasma patterning tool described in this thesis combines a digital inkjet printing platform with an atmospheric dielectric barrier discharge plasma tool. Thus enabling selective and local plasma treatment, at atmospheric pressure, of substrates without the use of any masking materials. In this thesis, we show that dependent on the gas composition the substrate surface can either be functionalized, thus increasing its surface energy, or material can be deposited on the surface, lowering its surface energy. Through XPS and ATR-FTIR analysis of the treated (polymer) substrate surfaces, chemical modification of the surface structure was confirmed. The chemical modification and wetting properties of the treated substrates remained present for at least one month after storage. Localized changes in wettability through µPlasma patterning were obtained with a resolution of 300µm. Next to the control of wettability of an ink on a substrate in printed electronics is the interaction of ink droplets with themselves of importance. In printing applications, coalescence of droplets is standard practice as consecutive droplets are printed onto, or close to each other. Understanding the behaviour of these droplets upon coalescence is therefore important, especially when the ink droplets are of different composition and/or volume. For droplets of equal volume, it was found that dye transport across the coalescence bridge could be fully described by diffusion only. This is as expected, as due to the droplet symmetry on either side of the bridge, the convective flows towards the bridge are of equal size but opposite in direction. For droplets of unequal volume, the symmetry across the bridge is no longer present. Experimental analysis of these merging droplets show that in the early stages of coalescence a convective flow from the small to large droplet is present. Also, a smaller convective flow of shorter duration from the large into the small droplet was identified. The origin of this flow might be due to the presence of vortices along the interface of the bridge, due to the strong transverse flow to open the bridge. To conclude, three potential applications were showcased. In the first application we used µPlasma patterning to create hydrophilic patterns on hydrophobic dodecyl-trichlorosilane (DTS) covered glass. Capillaries for a Lab-on-a-chip device were successfully created by placing two µPlasma patterned glass slides on top of each other separated by scotch tape. In the second application we showcased the production of a RFID tag via inkjet printing. Functional RFID-tags on paper were created via inkjet printing of silver nanoparticle ink connected to an integrated circuit. The optimal operating frequency of the produced tags is in the range of 860-865 MHz, making them usable for the European market, although the small working range of 1 m needs further improvement. Lastly, we showed the production of a chemresistor based gas sensor. In house synthesised polyemeraldine salt (PANi) was coated by hand on top of inkjet printed silver electrodes. The sensor proved to be equally sensitive to ethanol and water vapour, reducing its selectivity in detecting changes in gas composition.
The synthesis of aromatic compounds from biomass-derived furans is a key strategy in the pursuit of a sustainable economy. Within this field, a Diels–Alder/aromatization cascade reaction with chitin-based furans is emerging as a powerful tool for the synthesis of nitrogen-containing aromatics. In this study we present the conversion of chitin-based 3-acetamido-furfural (3A5F) into an array of di- and tri-substituted anilides in good to high yields (62–90%) via a hydrazone mediated Diels–Alder/aromatization sequence. The addition of acetic anhydride expands the dienophile scope and improves yields. Moreover, replacing the typically used dimethyl hydrazone with its pyrrolidine analogue, shortens reaction times and further increases yields. The hydrazone auxiliary is readily converted into either an aldehyde or a nitrile group, thereby providing a plethora of functionalized anilides. The developed procedure was also applied to 3-acetamido-5-acetylfuran (3A5AF) to successfully prepare a phthalimide.
Lignine is één van de biomoleculen die in de belangstelling staat als biobased grondstof door zijn hoge mate van beschikbaarheid in organisch materiaal en zijn aromatische karakter. Het vinden van geschikte toepassingen voor lignine is tot op heden een uitdaging voor het chemisch werkveld door de complexe structuur van lignine. Ondanks dat er al wel enige toepassingen van lignine beschreven zijn, zijn er nog relatief weinig commerciële toepassingen. Dit project moet gaan bijdragen aan het vergroten van de inzetbaarheid van lignine in commerciële toepassingen. Miscancell is een startup bedrijf dat zich sinds 2016 bezig houdt met de bioraffinage van Miscanthus x giganteus (kortweg aangeduid als Miscanthus) om op een duurzame manier biobased grondstoffen te verkrijgen. Hierbij kan met name gedacht worden aan cellulose en lignine. Miscancell is al enige tijd betrokken bij het project “Grasfalt” waarbij het fossiele bitumen wordt vervangen door het biobased lignine. Uit praktijkstudies is echter gebleken dat het verkregen “lignine-asfalt” nog niet aan alle gewenste eisen voldoet. Om de toepassing van lignine in asfalt te optimaliseren, bijvoorbeeld om levensduur en eigenschappen zoals afwatering te verbeteren, en om de toepassingsmogelijkheden van lignine in het algemeen te verbreden, heeft Miscancell het HAN BioCentre benaderd om te werken aan lignine modificatie. Het uitgangspunt hierbij zal zijn om de hydroxylgroepen te modificeren met biobased componenten en daarmee de functionaliteit te beïnvloeden. Hierbij zal in eerste instantie gekeken worden naar veresteringsreacties met vetachtige verbindingen. Het project beoogt dan ook het modificeren van uit Miscanthus verkregen lignine, en het evalueren van de chemische eigenschappen voor en na modificaties. Tevens zal bekeken worden welke andere toepassingsgebieden realiseerbaar zijn. De ontwikkelde methoden zullen blijvend bijdragen aan de valorisatie van lignine en daarmee aan de doelstelling van Nederland om in 2050 volledig circulair te zijn.
