Harijot Singh Bindra: ‘We passen alles wat we op het mbo, hbo en de universiteit hebben geleerd toe om slimmere en kleinere chips te ontwerpen’

Smartphones, smartwatches en smarthomedevices, allemaal apparaten die we dagelijks gebruiken. Al deze apparaten hebben energie nodig, vaak afkomstig van veelal vervuilende batterijen. Naar verwachting zullen er tegen 2030 een biljoen batterijen in omloop zijn. Als zo’n batterij leeg of kapot is, moet deze worden vervangen, wat leidt tot verspilling van hulpbronnen en schadelijke gevolgen voor het milieu. Harijot Singh Bindra, universitair docent bij de Universiteit Twente doet onderzoek naar het ontwerp van microcircuits: kleine elektronische circuits die zo energiezuinig zijn dat ze geen batterijen nodig hebben. Dit moet de weg vrijmaken naar milieuvriendelijke elektronica.

Harijot Singh Bindra
Harijot Singh Bindra

Stel je voor, je staat op het punt om te gaan koken en alle ingrediënten zijn aanwezig, de warmtebron staat klaar, maar er ontbreekt een pan. Door het ontbreken van dat ene essentiële onderdeel, kun je niet aan de slag. Precies naar dat ene essentiële onderdeel doet Bindra onderzoek, maar dan voor smartdevices, pacemakers en andere elektronische apparaten. ‘Al deze apparaten werken op energie en zijn veel kleiner geworden ten opzichte van jaren geleden, maar hebben vaak nog relatief grote batterijen nodig om te kunnen werken,’ aldus Bindra. De verwachting is dat in de toekomst, om bij te kunnen dragen aan de ambities op het gebied van duurzaamheid en betrouwbare apparaten, er steeds meer vraag zal komen naar batterijloze apparaten.

Bindra onderzoekt hoe de sensoren in apparaten kunnen werken zonder batterijen, door kleinere elektronische circuits te ontwerpen die voldoende hebben aan energie uit bijvoorbeeld radiosignalen, beweging of temperatuur. Deze circuits passen binnen de vraag naar kleinere apparaten én ze hebben minder energie nodig. ‘Het leuke aan dit onderzoek is dat we alles wat we hebben geleerd op het MBO, HBO en op de universiteit nu kunnen toepassen in dit onderzoek,’ vertelt Bindra. Voor het ontwerp van de microcircuits is hele fundamentele kennis over natuurkunde nodig, maar tegelijkertijd moet het ook meteen toegepast worden voor kleinere chips. En, vertelt Bindra, het zaadje voor dit onderzoek wordt al veel eerder gepland, op de middelbare school: ‘We hebben hele specifieke kennis nodig voor deze circuits, maar het begint allemaal met natuurkunde en wiskunde op school. Het opleiden van technisch geschoold personeel is cruciaal voor de toekomst van Nederland, en de opgaven waarvoor we staan. De realiteit is echter dat het aantal studenten op de middelbare school dat kiest voor een natuurkundig profiel aan het afnemen is. En dat betekent minder studenten die voor een technische vervolgopleiding kiezen aan een mbo, hbo of universiteit.’

Genoeg kennis om koploper te zijn

Belangrijk is het ook: zonder genoeg kennis en kunde en met de toenemende vraag naar deze kleine microchips, komen we tot een stilstand: ‘Dit zou betekenen dat je bepaalde producten veel later ontvangt nadat je ze koopt, zoals je auto, een nieuwe magnetron of medicatie. Ook kan het gevolgen hebben voor naar schoolgaande kinderen, bijvoorbeeld wanneer de scholen niet op tijd de juiste apparatuur hebben om les te kunnen geven.’ Het Nederlandse onderzoek naar microcircuits zit op het goede spoor, maar is kwetsbaar. De boodschap van Bindra voor Prinsjesdag is dan ook helder: ‘We zijn het enige land dat genoeg mensen en genoeg kennis in huis heeft om koploper te zijn. Maar dat gaat niet vanzelf, we moeten blijven inzetten op voldoende technisch geschoold personeel, om te voorkomen dat we te afhankelijk worden van andere landen. Zij gaan ons dan inhalen, terwijl het onderzoek naar microcircuits de olie van de toekomst is. Als we nu inzetten op het ontwikkelen van deze kennis, zullen we daar later als land de vruchten van plukken,. Daarvoor is nog meer aandacht voor onderwijs en onderzoek in ons vakgebied heel belangrijk.’

Harijot Singh Bindra, universitair docent bij de Universiteit Twente doet onderzoek naar het ontwerp van microcircuits
Harijot Singh Bindra, universitair docent bij de Universiteit Twente doet onderzoek naar het ontwerp van microcircuits