��������Ƶ

Maria Gabriela Maridueña Zavala

• 30/04/2026
  
• 16.00 uur
• Locatie: Campus Groenenborger, G.T.135
• Promotoren: Gerrit Beemster, Hamada AbdElgawad & Carlos Noceda
• Departement Biologie

Abstract

Plantenvirussen vormen een aanzienlijke belemmering voor de gewasproductiviteit, waarbij papaja een bijzondere gevoeligheid vertoont vanwege de snelle impact van virusinfecties op de opbrengst en kwaliteit van de vruchten. Systeemgerichte benaderingen, waaronder transcriptomics, metabolomics en epigenomics, zijn cruciaal voor het ophelderen van de complexe gastheerreacties die ten grondslag liggen aan gevoeligheid en tolerantie. Het babaco-mozaïekvirus (BabMV) is nog onvoldoende gekarakteriseerd op moleculair niveau, terwijl integratieve multi-omics-benaderingen nog steeds zelden worden toegepast in plantenvirusonderzoek. Dit beperkt de identificatie van effectieve manieren om de ziekte te bestrijden en de selectie van meer resistente papajaplanten. Dit proefschrift vult deze kennislacune op door een geïntegreerd, cultivarspecifiek raamwerk te presenteren voor het begrijpen van de interacties tussen BabMV en papaja. ​ ​

Het hoofddoel van dit proefschrift was het onderzoeken van de temporele respons van Carica papaya op het babaco-mozaïekvirus (BabMV) door middel van een meerlaagse integratie, ondersteund door een nieuwe genoomassemblage. De analyses onthullen dat de reactie van de papaja een gecoordineerde overgang door verschillende biologische fasen vormt, in plaats van een eenvoudige aan/uit response. ​ ​

De resultaten tonen aan dat een BabMV-infectie zich door verschillende vroege en late stadia heen ontwikkelt, zoals blijkt uit transcriptomische, metabolomische en epigenetische gegevens. Het vroege stadium wordt gekenmerkt door versterking van de celwand en initiële effecten op de fotosynthese, waaronder een afname van chlorofyl, zonder volledige metabolische ontwrichting. Tegelijkertijd nemen metabolieten geassocieerd met zwavelmetabolisme, fenolische verbindingen en organische zuren van de tricarbonzuurcyclus (TCA-cyclus) toe, wat wijst op een vroege koolstofreorganisatie en de initiatie van de activering van het secundaire metabolisme. ​ ​

Het late stadium daarentegen wordt gekenmerkt door de dominantie van stressrespons-, redox- en antioxidantprogramma's, consistent met aanhoudende oxidatieve druk en een intensievere metabolische herprogrammering. Metabolieten die verband houden met afweerreacties, met name die geassocieerd met proline-, polyamine- en fenylpropanoïde-metabolieten, worden steeds prominenter, samen met een verhoogde activiteit van fenylalanine-ammoniaklyase (PAL) en een verbeterde antioxidantbufferwerking. Deze latere reacties gaan gepaard met een bredere herstructurering van DNA-methylering, waarbij genen betrokken zijn bij katalytische activiteit, endomembraanorganisatie, suikermetabolisme en chloroplast-redoxregulatie. Gezamenlijk wijzen deze bevindingen erop dat een BabMV-infectie een gecoördineerde overgang vertegenwoordigt van een vroege aanpassingsfase naar een latere, door afweer en stress gedomineerde fase, in plaats van een statische gebeurtenis. ​ ​

Dit proefschrift biedt nieuwe inzichten in de interacties tussen BabMV en papaja door een temporeel opgelost, multi-omics perspectief op de infectie te schetsen. Samen bieden deze bevindingen een completer kader voor het begrijpen van de ziekteprogressie en vormen ze een sterkere basis voor toekomstig onderzoek gericht op het verbeteren van de bestrijding van het papajavirus. ​ ​

Ali Ghojavand

• 27/04/2026
  
• 16.00 uur
• Locatie: Campus Groenenborger, US.025
• Promotoren: Milorad Milosevic, Cem Sevik & Eric Bousquet
• Departement Fysica

Abstract

Magneto-elektrische (ME) koppeling in multiferroïsche materialen heeft het afgelopen decennium veel aandacht gekregen, dankzij de brede toepassingsmogelijkheden in spintronische apparaten, gegevensopslagtechnologieën en elektrisch afstembare microgolfcomponenten. Verschillende ME-koppelingsmechanismen liggen ten grondslag aan uiteenlopende apparaatfunctionaliteiten; een fundamenteel begrip van hun dynamica blijft daarom essentieel voor de ontwikkeling van hoogpresterende multiferroïsche materialen. Recentelijk zijn tweedimensionale van-der-Waals-magneten naar voren gekomen als een bijzonder veelbelovend platform om dergelijke ME-fenomenen op atomaire schaal te realiseren en te tunen. Sinds de ontdekking van antiferromagnetische orde in FePS3-kristallen heeft deze snel groeiende materiaal familie een rijkdom aan exotische magnetische fasen onthuld en, dankzij de zwakke interlaag interacties, een veelzijdige basis geboden voor het ontwerpen van heterostructuren. Binnen deze familie vallen NiX2-monolagen (X = I, Br, Cl) op als experimenteel gerealiseerde systemen, met succes gefabriceerd in zowel weiniglaags als monolaagvorm. ​ ​

In dit proefschrift ontwikkelen wij doeltreffende ontwerpstrategieën om de ME-eigenschappen van NiX2-monolagen af te stemmen. Eerst onderzoeken wij hun intrinsieke magnetisme, waarbij het samenspel tussen magnetische frustratie en biquadratische uitwisseling de grondtoestandseigenschappen bepaalt. Vervolgens tonen wij aan dat spanning een krachtige stuurparameter is: zowel biaxiale als uniaxiale spanning blijken zeer doeltreffend te zijn voor het afstemmen van kritische temperaturen en het stabiliseren van verschillende spinconfiguraties, waaronder ferromagnetische, spiraalvormige en skyrmionische fasen. ​ ​

Naast het magnetisme tonen wij aan dat spanning rechtstreeks de grootte en richting van de elektrische polarisatie bepaalt door de niet-collineaire spintexturen en de ME-tensorcomponenten af te stemmen. Dit onthult een robuuste en sterk afstembare ME-koppeling in deze materialen. ​ ​

Deze uitgebreide studie wordt verder verruimd met een evaluatie van de invloed van puntdefecten, die hun cruciale rol blootlegt bij het pinnen van magnetische texturen en vervolgens bij het afstemmen van de daaruit voortvloeiende spin-geïnduceerde elektrische polarisatie. Alle bevindingen samen vormen een veelzijdige engineeringstrategie, die spannings- en defectcontrole combineert om gekoppelde magnetische en ferro-elektrische ordening in één enkel 2D-materiaal te beheersen, en zo de weg vrijmaakt voor innovatieve apparaatconcepten in nano-elektronica en spintronica.

Bereket Alemayehu Arba

• 23/04/2026
  
• 14.30 uur
• Locatie: Campus Drie Eiken, gebouw O, Aula O.5
• ​​
• Promotoren: Herwig Leirs & Aberham Megaze
• Departement Biologie

Abstract

Cutane leishmaniasis (CL) is een vectoroverdraagbare ziekte die wordt overgedragen door de beet van geïnfecteerde vrouwelijke zandvliegen. In Ethiopië wordt CL voornamelijk veroorzaakt door Leishmania aethiopica en wordt het beschouwd als een zoönose, waarbij zandvliegen als vectoren en klipdassen als reservoirs fungeren. De transmissie wordt bepaald door complexe interacties tussen gastheren, vectoren en omgevingsfactoren, wat inzicht in deze dynamiek essentieel maakt voor effectieve preventie en bestrijding.

Dit promotieonderzoek had als doel: (i) het beoordelen van de kennis van de gemeenschap en de epidemiologie van CL, en (ii) het onderzoeken van de ecologie van CL, met nadruk op de abundantie en verspreiding van zandvliegen. Deze doelen werden uitgewerkt in vier onderdelen: (1) het evalueren van kennis, attitudes en praktijken (KAP); (2) het onderzoeken van de eco-epidemiologie en het bevestigen van actieve transmissie tussen mensen, zandvliegen en klipdassen; (3) het analyseren van de abundantie en verspreiding van zandvliegen langs hoogtegradïenten, met focus op Phlebotomus pedifer; en (4) het beoordelen van de verspreiding van P. pedifer in verschillende habitattypen.

Een gemeenschapsgebaseerd cross-sectioneel onderzoeksdesign werd toegepast voor de KAP- en epidemiologische studies. Gestructureerde vragenlijsten werden afgenomen bij gezinshoofden en verdachte CL-gevallen werden laboratorium bevestigd. Zandvliegen werden binnen en buiten verzameld met CDC-lichtvallen en kleefvallen, terwijl klipdassen met strikvallen werden gevangen. Monsters van mensen, zandvliegen en klipdassen werden getest op Leishmania-infectie, en bloedmaalanalyse werd uitgevoerd om de herkomst van bloedmaaltijden te bepalen. De gegevens werden statistisch geanalyseerd.

De resultaten toonden een lage kennis van CL en de preventie ervan binnen de gemeenschap. De totale prevalentie bedroeg 12,7%, met een hogere last bij kinderen. Infectie met L. aethiopica werd bevestigd bij mensen, zandvliegen en klipdassen, wat wijst op actieve lokale transmissie. Zandvliegen van de genera Phlebotomus en Sergentomyia werden geïdentificeerd, waarbij mensen de belangrijkste bloedbron waren voor P. pedifer. De abundantie en verspreiding van zandvliegen varieerden met hoogte, habitat en seizoen. P. pedifer kwam vaker voor in hooggelegen gebieden, terwijl andere soorten dominanter waren op lagere hoogtes.

Concluderend bevestigt deze studie actieve transmissie van CL en wijst zij op belangrijke kennislacunes. Gerichte gezondheidsvoorlichting en vectorbestrijdingsstrategieën zijn noodzakelijk, met bijzondere aandacht voor gebieden rond klipdassen en menselijke woonomgevingen. ​ ​

Hanan Barich

• 21/04/2026
  
• 16.00 uur
• Locatie: Campus Drie Eiken, gebouw O, lokaal O.1
• Promotor: Karolien De Wael
• Departement Bio-ingenieurswetenschappen

Abstract

De toenemende milieuzorgen en strengere duurzaamheidsregels benadrukken de dringende nood aan verbeterde monitoring van chemische vervuiling in watersystemen. Binnen deze groep zijn fenolische verbindingen bijzonder problematisch vanwege hun wijdverspreide gebruik en de bijbehorende risico’s, waaronder hoge toxiciteit, persistentie, bioaccumulatie en hormoon-verstorende effecten. Hun aanwezigheid in industrieel en milieuwater benadrukt de noodzaak voor geavanceerde detectietechnieken die zowel selectief als gevoelig zijn. Dit doctoraatsonderzoek speelt hierop in door de ontwikkeling van een combi-elektrosensor, die vierkantegolfvoltammetrie (SWV) combineert met foto-elektrochemische (PEC) detectie voor de selectieve en gevoelige detectie van fenolische verbindingen in industrieel afvalwater. De SWV sensor maakt selectieve identificatie van fenolische verbindingen mogelijk via elektrochemische vingerafdrukken, terwijl de PEC sensor gevoelige kwantificatie mogelijk maakt. De PEC sensor maakt gebruik van een fotosensitiser (PS) type II, een sterk gefluoreerde zinkfthalocyanine derivaat, die onder belichting singlet zuurstof (¹O₂) produceert om fenolen te oxideren. De geoxideerde fenolen worden vervolgens gereduceerd aan het elektrodeoppervlak, waardoor een elektro-katalytische redox cyclus ontstaat die een meetbare fotostroom genereert, indicatief voor het totale fenolgehalte.

Deze thesis omvat de optimalisatie en validatie van de SWV sensor voor selectieve fenolendetectie, gevolgd door de integratie met de PEC sensor om een complementair systeem te creëren dat zowel identificatie als kwantificatie mogelijk maakt. De combi-elektrosensor werd toegepast op industriële waterstalen en overtrof commerciële testkits zqt betreft analysetijd, selectiviteit (via SWV) en gevoeligheid (via PEC), met detectielimieten in het nanomolaire bereik. Om duurzaamheid en toegankelijkheid van de combi-elektrosensor te verbeteren, werd pheophorbide a als alternatieve commercieel beschikbare PS (voor PEC) geëvalueerd. Parallel hieraan werden zelfgeprinte grafiet-gebaseerde zeefdrukelektroden geproduceerd, waardoor reproduceerbare, kosteneffectieve en schaalbare sensorproductie mogelijk werd met prestaties vergelijkbaar met commerciële zeefdrukelektroden. Ten slotte benadrukte de integratie van de combi-elektrosensor in een doorstroomsysteem de aanpasbaarheid en veelzijdigheid van deze aanpak, waardoor realtime, continue monitoring van fenolische verbindingen mogelijk werd. Deze doorstroomcombi-elektrosensor verbeterde de gevoeligheid en bood bovendien extra voordelen zoals herbruikbaarheid van de SWV sensor, snellere analyses, geautomatiseerde staalinjectie en continue detectie van laaggeconcentreerde fenolen. Alles bij elkaar biedt dit een robuuste en efficiënte strategie die commerciële testkits overtreft en duurzame, kosteneffectieve monitoring van de waterkwaliteit ondersteunt.

Jenevieve Hara

• 21/04/2026
  
• 14.00 uur
• Locatie: Campus Drie Eiken, gebouw R, Aula R3
• ​
• Promotoren: Raewyn Town & Ronny Blust (Universiteit Antwerpen) - Jana Asselman & Colin Janssen (Universiteit Gent)
• Departement Biologie

Abstract

Micro- en nanoplastics (MNP's) komen veelvuldig voor in mariene omgevingen en vormen een aanzienlijk ecologisch risico vanwege hun persistentie en fysisch-chemische heterogeniteit. Veroudering in het milieu verandert de eigenschappen van de deeltjes, wat de interactie met mariene organismen beïnvloedt. Het mechanistisch inzicht in hun biologische effecten onder realistische milieuomstandigheden is echter nog beperkt. Deze thesis vult deze lacunes op door de biologische reactiviteit van verouderde MNP's te belichten, met de nadruk op cellulaire, weefsel- en organismale reacties onder milieurelevante blootstellingsscenario's. ​ ​

Een systematische beoordeling van de toxiciteit van MNP's bij mariene ongewervelden werd uitgevoerd met behulp van chronische blootstellingsgegevens uit de Toxicity of Microplastic Explorer (ToMEx) for Aquatic Organisms-database (versie v2.0). Soortgevoeligheidsverdelingen werden geconstrueerd op basis van fitnessgerelateerde eindpunten, rekening houdend met twee verschillende toxiciteitsmechanismen. Afgeleide HC₅-waarden werden gebruikt om voorlopige drempelwaarden voor de bescherming van mariene ongewervelde gemeenschappen voor te stellen. ​ ​

Aanvullende in vivo en in vitro experimenten leverden geïntegreerd bewijs dat verouderde polyethyleentereftalaat (PET) microdeeltjes (~1,9 µm) en nanodeeltjes (~0,68 µm) effecten op cellulair en weefselniveau teweegbrengen in mosselen (Mytilus edulis) onder milieurelevante blootstellingsomstandigheden. De resultaten toonden zowel onmiddellijke cellulaire verstoringen als herstelpotentieel aan.

Histopathologische analyses toonden structurele veranderingen in belangrijke organen, met name de kieuwen, wat wijst op mogelijke aantasting van essentiële fysiologische functies. Hoewel er geen sterfte of groeieffecten werden waargenomen, induceerde blootstelling systemische subletale reacties die de conditie van het organisme onder chronische of gecombineerde stressomstandigheden in gevaar kunnen brengen. ​ ​

Door middel van labelvrije 3D-beeldvorming van levende cellen met behulp van holotomografie werden ongelabelde, verouderde PET-nanodeeltjes succesvol in levende hemocyten gevisualiseerd, waardoor patronen van deeltjesinternalisatie en -lokalisatie, evenals bijbehorende morfologische veranderingen, werden onthuld. ​ ​

Over het geheel genomen draagt dit proefschrift bij aan een beter mechanistisch begrip, van gemeenschapsspecifieke gevaarsdrempels tot de complexe cellulaire mechanismen die ten grondslag liggen aan door deeltjes veroorzaakte toxiciteit. ​ ​

Benjamin Vandersmissen

• 20/04/2026
  
• 17.00 uur
• Locatie: Stadscampus, S.R.219
• ​​
• Promotor: José Antonio Oramas Mogrovejo
• Departement Informatica

Abstract

Nadat ontdekt werd dat het trainen van neurale netwerken enorm versneld kan worden door de parallellisatie capaciteiten van commercieel beschikbare GPUs, werden deep learning modellen gebruikt voor alsmaar complexere problemen. Tegelijkertijd met de complexiteit van deze problemen, is ook het aantal leerbare parameters in een neural netwerk drastisch gestegen. Alhoewel extra parameters vaak nodig zijn om complexere problemen op te lossen, hebben de meeste modellen veel meer parameters dan strikt nodig voor de specifieke taak. Dit heeft als effect dat de computationele kosten in zowel de trainings- als de inferentiefase significant hoger zijn dan ze zouden kunnen zijn. ​ ​

Deze overschot aan parameters wordt vaak nodig geacht om goed te kunnen convergeren naar een oplossing voor een specifiek probleem, aangezien grotere modellen vaak beter generaliseren dan kleinere modellen. Om de computationele kost te drukken, zijn er technieken geintroduceerd dat het model doen krimpen, maar toch dezelfde generalizatie laten behouden. Aangezien naief een klein model trainen leidt tot een slechtere generalizatie, is de typische aanpak om te starten van een groot dens netwerk dat volledig getrained is, en om de representaties die daarin geencodeerd zijn te condenseren in een kleiner netwerk. ​ ​

In deze thesis verkennen we hiervoor twee verschillende technieken, namelijk het matchen van outputs, en het verwijderen van gewichten.

Ten eerste introduceren we Twin Network Augmentation, een methodologie die de afstand tussen de outputs van twee kleine netwerken minimaliseert tijdens het trainen. We tonen aan dat deze techniek resulteert in een betere generalisatie dan het trainen van een enkel groot netwerk, terwijl het evenveel rekenkracht vereist tijdens het trainen, maar efficienter is tijdens het voorspellen. Daarbovenop introduceren we technieken die het slim matchen van de outputs aanmoedigen als uitbreiding en veralgemenen we de formulatie naar een arbitrair aantal netwerken. ​ ​

Vervolgens onderzoeken we de Lottery Ticket Hypothese. Deze hypothese stelt dat in eender welk dens overgeparameteriseerd netwerk er een schaars netwerk bestaat dat getrained kan worden om dezelfde generalisatie te behalen als het dens netwerk. Specifiek focussen we op verschillende aspecten van het meestgebruikte algoritme – Iterative Magnitude Pruning – om deze schaarse netwerken te genereren, met name het criterion dat gebruikt wordt om te bepalen welke connecties uit een netwerk verwijder moeten worden, en analyseren we de impact van verschillende hyperparameters op de generalisatie. ​ ​

Uiteindelijk integreren we beide technieken en gebruiken we het om efficienter schaarse netwerken te vinden.

Bharadwaj Mysore Ramesha

• 02/04/2026
  
• 13.00 uur
• ​
• Promotor: Vera Meynen
• Departement Chemie

Abstract

Poreuze materialen hebben een revolutie teweeggebracht in de chemie door hun rol in katalyse, scheiding, gasopslag, koolstofafvang, afvalbeheer en vele andere (industriële) toepassingen. Hybride poreuze materialen vormen een subklasse van poreuze materialen waarbij anorganische en organische precursoren synergetisch worden gecombineerd om poreuze structuren te verkrijgen waarvan de oppervlaktechemie en poriënarchitectuur zijn aangepast aan de toepassing. De beperkte oplosbaarheid van Ti(IV)-ionen en de hoge reactiviteit van titaandioxideprecursoren leiden echter vaak tot slecht georganiseerde materialen met een gebrekkige gecontroleerde porositeit. Dit wordt verder gecompliceerd door de toevoeging van organodifosfonzuurprecursoren, waarvan het chelerend vermogen afhankelijk is van de fosfonzuurfunctionaliteit (ester versus zuur). In dit proefschrift wordt inzicht verkregen in de vorming van titaniumfosfonaten door de combinatie van titaniumalkoxiden met organodifosfonzuurprecursoren. Hierbij wordt de rol van belangrijke parameters in het syntheseprotocol, zoals de keuze van de organodifosfonzuurprecursor, het oplosmiddel en de hoeveelheid zuur, op de vorming van hybride titaniumfosfonaten onderzocht. De reactie tussen titaanalkoxiden en difosfonzuren resulteert in snelle precipitatie met beperkte controle over de structuur van het gevormde titaanfosfonaat. Daarentegen leidt de reactie tussen titaanalkoxiden en difosfonzuuresters tot de vorming van TiO2-clusters die te zwak gebonden zijn aan de fosfonzuurgroep. Omdat fosfonzuuresters en -zuren twee uitersten in reactiviteit vertonen, werd de invloed van een variërend HCl-gehalte, dat (gedeeltelijke) in-situ hydrolyse van de fosfonzuuresterprecursor mogelijk maakt, geëvalueerd terwijl alle andere ingrediënten constant werden gehouden. Het lot van de organodifosfonzuurester (TEPD) tijdens de vorming van hybride titaandioxidefosfonaten werd gevolgd met behulp van 1H- en 31P-NMR-spectroscopie. Hieruit bleek dat variaties in de hoeveelheid HCl voornamelijk de mate van hydrolyse van TEPD beïnvloeden. De verandering in de mate van hydrolyse met het HCl-gehalte leidt tot veranderingen in de dynamiek van de oppervlaktebinding, wat resulteert in een variatie in de deeltjesaggregatie. Bovendien kan de hydrolysegraad van TEPD sterk worden gevarieerd door het koolstofgehalte van de alcohol die bij de synthese wordt gebruikt aan te passen. Naarmate het koolstofgehalte van de alcohol toeneemt, neemt de hydrolysegraad van TEPD toe in de volgorde n-butanol > isopropanol > ethanol. Dit levert waardevolle inzichten op voor de synthese van hybride titaniumfosfonaten, die in een volgende stap zullen worden gebruikt om materialen systematisch aan te passen met als doel hun prestaties te optimaliseren in toepassingen zoals katalyse, scheiding en protongeleiding.

Philip Ley

• 02/04/2026
  
• 17.00 uur
• Locatie: UCSIA - Manresazaal, Koningstraat 2, 2000 Antwerpen
• Promotoren: Filip Meysman & Jeanine Geelhoed
• Departement Biologie

Abstract

In 2012 werd een nieuwe groep lange, filamenteuze bacteriën ontdekt op de zeebodem. Er werd aangetoond dat deze zogenaamde ‘kabelbacteriën’ het transport van elektronen over afstanden van enkele centimeters mogelijk maken. Op de een of andere manier zijn deze levende organismen in staat om elektriciteit efficiënt te geleiden. Later werd ontdekt dat de celwand van deze kabelbacteriën gespecialiseerde geleidende draden bevat. De geleidbaarheid van deze draden is extreem hoog en overtreft elk ander biomateriaal. Deze ontdekking is veelbelovend voor de ontwikkeling van nieuwe geleidende, bioelektronische materialen. In dit doctoraatsproject hebben we verschillende aspecten van de fylogenetische en morfologische diversiteit van kabelbacteriën onderzocht. Momenteel zijn er twee gevestigde geslachten van kabelbacteriën: Candidatus Electrothrix, die voornamelijk in zoutwatersedimenten leeft, en Candidatus Electronema, die voornamelijk in zoetwatersedimenten leeft. De totale genetische diversiteit van kabelbacteriën wordt echter waarschijnlijk onderschat. We hebben de huidige fylogenetische stamboom van de kabelbacteriënclade uitgebreid door het 16S rRNA-gen van kabelbacteriën uit verschillende, nog niet onderzochte locaties te sequencen en openbare sequentiegegevens te verzamelen. In totaal hebben we meer dan 90 potentiële clades op soortniveau geïdentificeerd in zes clusters op genusniveau, waaronder een aparte cluster van potentiële diepzeesoorten.

Naast de grote fylogenetische diversiteit, zijn verschillende soorten kabelbacteriën ook zeer variabel in hun morfologische kenmerken. We hebben een systematisch morfologisch onderzoek uitgevoerd naar de kabelbacteriënclade met behulp van hoge-resolutie microscopische beelden. Hoewel filamenten van dezelfde stam weinig morfologische variatie vertonen, kunnen verschillende soorten aanzienlijk verschillen in filamentdiameter en het aantal ribbels. Filamenten met een grotere diameter hebben een groter vermogen om elektronen te transporteren, wat blijkt uit het grotere aantal geleidende draden en het oppervlak van de draden.

Onder de nieuw geïdentificeerde kabelbacteriën in dit project viel één soort op vanwege zijn duidelijke fylogenetische plaatsing tussen de twee gevestigde kabelbacteriegenera. Na het ontwikkelen van een enkelvoudige soortcultuur hebben we de morfologie en het genomisch potentieel ervan gekarakteriseerd. Deze soort vertoonde duidelijke, brede ribbels en produceerde buisvormige, extracellulaire omhulsels. Interessant is dat deze soort metabolische routes en genen deelt met beide gevestigde genera. We hebben de naam Candidatus Electrothrix yaqonensis YB6 voorgesteld.

Omdat er weinig bekend is over de vorming van extracellulaire omhulsels bij kabelbacteriën, hebben we omhulselsvormende kabelbacteriën geselecteerd en de prevalentie, gedetailleerde structuur en chemische samenstelling van deze omhulsels gekarakteriseerd met behulp van verschillende microscopische en spectroscopische methoden. Omhulsels bestaan uit zeer georganiseerde, parallelle nanofibrillen die zijn samengesteld uit anionische polysacchariden. Mogelijke functies zijn bescherming tegen grazers of ondersteuning van de beweeglijkheid.

Lucilla Boito

• 02/04/2026
  
• 16.00 uur
• Locatie: Stadscampus, SR 004
• ​
• Promotor: Sara Vicca
• Departement Bio-ingenieurswetenschappen

Abstract

Klimaatverandering vormt een van de meest urgente mondiale uitdagingen en wordt voornamelijk aangedreven door stijgende concentraties broeikasgassen. Om de temperatuurstijging binnen de grenzen van het Parijsakkoord te houden, tonen recente scenarioanalyses aan dat naast snelle emissiereducties ook aanzienlijke verwijdering van CO₂ uit de atmosfeer nodig is. Versnelde verwering (enhanced weathering; EW) van silicaatmineralen is daarbij naar voren gekomen als een veelbelovende strategie voor koolstofverwijdering (CDR). Door de natuurlijke verwering van silicaatgesteenten te versnellen, wordt CO₂ chemisch vastgelegd. Ondanks groeiende interesse bestaan er echter onzekerheden over de interacties met de complexe biogeochemie van landbouwbodems, met name de dynamiek van organische koolstof (SOC), de stikstofkringloop (waaronder N₂O-emissies) en gewasopbrengsten. Dit proefschrift verkent deze onzekerheden via mesocosmos-experimenten en een veldproef in Westmalle, België, waarbij zowel natuurlijke silicaten (basalt, tefriet) als industriële staalslakken werden toegepast.

In alle experimenten verhoogde EW consistent de bodem-pH en de beschikbaarheid van basische kationen, wat het potentieel bevestigt om bodemverzuring tegen te gaan. Daarentegen bleef de respons van gewasbiomassa, nutriëntopname en agronomische prestaties beperkt, wat suggereert dat agronomische voordelen gering zijn in reeds vruchtbare landbouwsystemen. Het proefschrift toont ook aan dat EW de SOC-kringloop beïnvloedt, waarbij biotische interacties sterk bepalend zijn: basalt verminderde de afbraak van bodemorganische stof enkel in mesocosms zonder planten, wat wijst op SOC-stabilisatie. In behandelingen met planten daarentegen verhoogde basalt de activiteit in de rhizosfeer, wat het belang van biologische processen voor de uitkomsten van EW onderstreept.

Daarnaast beïnvloedde EW de stikstofkringloop: vooral staalslakken verhoogden de N₂O-uitstoot, wat een belangrijk aandachtspunt vormt voor de klimaateffectiviteit van de technologie. Hoewel de mobilisatie van zware metalen over het algemeen laag bleef, werd een meetbare stijging van nikkel vastgesteld, wat de noodzaak van voortdurende milieumonitoring benadrukt. Mineralogische verschillen tussen de gebruikte materialen veroorzaakten significante variatie in zowel agronomische reacties als broeikasgasfluxen, wat het belang van zorgvuldige grondstofkeuze onderbouwt. Samengevat tonen de resultaten dat EW kan bijdragen aan SOC-stabilisatie en verzuringsreductie, maar het netto klimaateffect afhankelijk is van de interactie tussen mineralogie, bodemeigenschappen en biologische processen. Het onderzoek onderstreept dat monitoring-, rapportage- en verificatiekaders niet alleen anorganische koolstofvastlegging moeten meenemen, maar ook SOC-dynamiek en niet-CO₂-broeikasgassen zoals N₂O. Hiermee biedt het proefschrift een empirische basis voor de verantwoorde toepassing van EW in agrarische landschappen. Abstract in English for publication on Social Media: This thesis explored the effect of enhanced weathering (a carbon dioxide removal strategy) on soil organic carbon, greenhouse gas emissions (carbon dioxide and nitrous oxide), soil fertility and health. Field and mesocosm experiments show that enhanced weathering raises pH and can stabilize soil organic carbon, yet offers limited agronomic benefits and may increase soil nitrous oxide emissions. Results highlight the need for robust monitoring including organic carbon and nitrous oxide emissions.

Koray L. Iroc

• 30/03/2026
  
• 16.00 uur
• Locatie: Campus Groenenborger, US.025
• ​​
• Promotoren: Joke Hadermann & Nick Schryvers
• Departement Fysica

Abstract

Kernfusie wordt beschouwd als een veelbelovende langetermijnoplossing om aan de stijgende wereldwijde energievraag te voldoen en biedt tegelijkertijd potentieel voor overvloedige, intrinsiek veilige en koolstofarme elektriciteit. Om fusie-energie op industriële schaal te realiseren, moeten echter verschillende cruciale technische en wetenschappelijke uitdagingen worden overwonnen, waaronder de ontwikkeling van stralingsbestendige materialen voor plasma-gerichte componenten (PFC's) die bestand zijn tegen fusieomstandigheden. Wolfraam (W) is vanwege zijn uitzonderlijke thermische eigenschappen naar voren gekomen als de belangrijkste kandidaat voor divertor- en eerste-wandcomponenten in fusie-reactoren van de volgende generatie. Onder fusiegerelateerde bedrijfsomstandigheden ondergaan PFC's echter aanzienlijke microstructurele degradatie, waaronder defectvorming, accumulatie en door transmutatie veroorzaakte precipitatie, die allemaal van invloed zijn op de mechanische stabiliteit en uiteindelijk de levensduur van de componenten. Een uitgebreid begrip van deze door straling aangestuurde mechanismen is essentieel voor het ontwerpen, simuleren en optimaliseren van duurzame materialen voor fusiereactoren.

Transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) is een krachtige techniek om de microstructuur van het onderzochte materiaal zichtbaar te maken. Voor de nucleaire wetenschap maakt deze techniek het mogelijk om microscopische kenmerken, hun eigenschappen en morfologieën, veroorzaakt door bestraling, te onthullen. Bovendien maakt de combinatie met in-situ verwarming het mogelijk om informatie te verkrijgen over de stabiliteit bij hoge temperaturen van de door straling veroorzaakte defecten. Ondanks uitgebreide onderzoeksinspanningen blijven er in de literatuur kritieke hiaten bestaan met betrekking tot de microstructurele evolutie van PFC's onder verschillende bestralingsomstandigheden. De reactie van het materiaal hangt sterk af van het type straling (neutronen, ionen, plasma enz.), de dosis (dpa), de temperatuur, de initiële microstructurele toestand en de samenstelling van de legering, maar systematische vergelijkingen tussen verschillende stralingsomstandigheden zijn beperkt. Dit proefschrift heeft tot doel een aantal van deze hiaten aan te pakken door een uitgebreide dataset te ontwikkelen die de defectevolutie van PFC's onder zowel neutronen- als zware-ionenbestraling beschrijft voor een reeks stralingsparameters. Het werk richt zich op de fundamentele mechanismen van defectvorming, aggregatie en herstel, alsook op het begrijpen van stralingsgeïnduceerde verharding en de rol van transmutatieproducten.

Jonas Lescroart

• 30/03/2026
  
• 17.30 uur
• Locatie: Stadscampus, gebouw R, lokaal S.R.201
• Registratie fysieke toegang tot publieke verdediging:
  
• Registratie livestream/online toegang tot publieke verdediging:
• ​
• Promotoren: Hannes Svardal & Eduardo Eizirik
• Departement Biologie

Abstract

Dit doctoraatsproject was een gecoördineerde inspanning om genomisch onderzoek over pardelkatten op te schalen. Met de hulp van velen verzamelden we DNA-stalen afkomstig uit 10 landen van voorkomen in Amerika, waar nodig met beroep op museumcollecties, en realiseerden de sequenering van 45 nieuwe genomen. Voor 12 taxa bestond bij de start van dit project geen enkele genomisch data. De data zijn toegankelijk gesteld voor de onderzoeksgemeenschap via digitale archieven, in de hoop dat ze nog vele malen hergebruikt zullen worden. ​ ​

Onze naar tijd geschaalde fylogenomische resultaten onthullen de volgorde en datering van soortvorming binnen het geslacht Leopardus. We stellen vast dat de huidige diversiteit binnen het geslacht het gevolg is van twee opeenvolgende impulsen van soortvorming: één in het Vroeg Plioceen en een tweede in het Vroeg Pleistoceen. We stellen de vermeende zustersoortrelatie tussen boomkat en pardelkat (L. wiedii/pardalis) in vraag en tonen een diepe parafyletische structuur en meerdere cryptische soorten aan binnen het soortcomplex van tijgerkatten. We stellen drie subgenera voor, ondersteunen de soortstatus van tijgerkatpopulaties in de noordelijke Andes (L. pardinoides) en in de Caatinga-ecoregio (L. emiliae), en roepen op tot de beschrijving van een nieuwe soort. Bovendien ondersteunt preliminaire data meerdere soorten binnen het soortcomplex van graskatten (L. colocola). ​ ​

Het fylogenetisch signaal binnen Leopardus is sterk uiteenlopend, m.a.w. genetische verwantschap tussen soorten neemt af of toe afhankelijk van de precieze locatie in het genoom die onderzocht wordt. We gebruikten deze informatie om sporen van introgressieve hybridisatie te onderscheiden van de echo’s van incomplete lineage sorting. We detecteren hybridisatie tussen pardelkat en de voorouderlijke lijn van het subgenus Oncifelis, tussen Geoffroy’s kat (L. geoffroyi) en de zuidelijke tijgerkat (L. guttulus), en tussen Peruaanse en Boliviaanse tijgerkatpopulaties (L. tigrinus). Bovendien zijn introgressieve topologieën significant geassocieerd met lokaal verhoogde recombinatiesnelheden in het genoom, wat de rol benadrukt van lokale recombinatie in het moduleren van interspecifieke genuitwisseling. ​ ​

Tenslotte bekomen we schattingen van genomische diversiteit, waarbij we opmerken dat dit sterk varieert tussen soorten. Om onze resultaten in context te plaatsen, hebben we genetische diversiteit herberekend voor 39 soorten katachtigen. De hoogste diversiteit werd geregistreerd bij de pardelkat (0,32%), en de op één na laagste (0.015%) bij de bergkat (L. jacobita). Vergelijking tussen huidige en historische effectieve populatiegroottes toont scherpe achteruitgangen, vooral bij de nachtkat (L. guigna) en de neveltijgerkat (L. pardinoides), en een gefragmenteerde populatie in oostelijke tijgerkat (L. emiliae). ​ ​

Kumar Akhil

• 27/03/2026
  
• 14.00 uur
• ​​
• Promotor: Hans Van Haevermaet
• Departement Fysica

Abstract

Sinds de eerste directe detectie van zwaartekrachtsgolven in september 2015 is de zwaartekrachtsgolfastronomie geëvolueerd van een voornamelijk theoretisch onderzoeksveld naar een volwaardige observationele wetenschap. Mijlpaalevenementen zoals GW170817, de eerste waargenomen fusie van een dubbel neutronenster-systeem in 2017, luidden het tijdperk van multi-messenger-astronomie in en benadrukten de noodzaak van detectoren met een nog hogere gevoeligheid. Om verder te gaan dan de mogelijkheden van Advanced LIGO en Virgo worden derde-generatie observatoria ontwikkeld, waaronder de Einstein Telescope (ET). ​ ​

Om de beoogde gevoeligheid te bereiken moet het waarnemingsbereik worden uitgebreid naar lagere frequenties. Dit stelt extreem hoge eisen aan seismische isolatie, waarbij de resterende grondbeweging ter hoogte van de spiegels moet worden teruggebracht tot onder het niveau van 10^(-20)/sqrt(Hz). Dit wordt gerealiseerd met behulp van meertraps-ophangsystemen, waarbij actieve regeltechniek uiteindelijk verantwoordelijk is voor het stabiliseren van de spiegels op het vereiste niveau. De kern van deze regelsystemen bestaat uit uiterst nauwkeurige sensoren die trillingen meten, en actuatoren die corrigerende krachten uitoefenen. De betrouwbaarheid van de volledige isolatieketen hangt daarom in grote mate af van het ontwerp, de prestaties en de integratie van deze sensoren en actuatoren. ​ ​

Dit proefschrift richt zich op deze componenten in de context van de Einstein Telescope Pathfinder (ETpf), een onderzoeksfaciliteit in Maastricht die dient om technologieën voor de Einstein Telescope te testen. ​ ​

In dit werk werd een universele simulatie-pipeline ontwikkeld om sensoren en actuatoren te modelleren. Op basis van deze modellering werden volledige productieprocedures voor sensoren uitgewerkt. Van ontwerp en wikkeling tot reiniging voor compatibiliteit met ultra-hoog vacuüm en uiteindelijke validatie werd een gestandaardiseerd productieprotocol opgesteld. Daarnaast werd aan de Universiteit Antwerpen een specifieke testopstelling gebouwd om de overdrachtsfuncties, ruis­spectra en niet-lineair gedrag van de sensoren te karakteriseren, waardoor een directe vergelijking met modelvoorspellingen mogelijk werd. De resultaten tonen aan dat de sensoren een gevoeligheid op nanometerschaal bereiken bij 10 Hz. ​ ​

De gevalideerde sensoren werden vervolgens geïntegreerd in de ophangsystemen van ETpf, waar zij de basis vormen van het actieve regelsysteem. Complementaire filterstrategieën werden toegepast om verschillende sensoren te combineren tot breedbandige regelsignalen. Ruispropagatiestudies bevestigen dat de intrinsieke sensorrui s binnen de vereiste grenzen blijft. Om de prestaties verder te verbeteren werden optimalisatiestudies uitgevoerd waarbij sensoren en actuatoren gezamenlijk werden ontworpen, wat leidde tot prestatieverbeteringen van meer dan 250%. Daarnaast werden nieuwe concepten onderzocht, waaronder een zogenaamde omgekeerde LVDT-configuratie.

Leonore Vander Donck

• 24/03/2026
  
• 17.00 uur
• Locatie: Campus Drie Eiken, O.5
• ​​
• Promotoren: Sarah Lebeer & Veronique Verhoeven
• Departement Bio-ingenieurswetenschappen

Abstract

De intieme gezondheid van vrouwen is lange tijd beperkt geweest door wetenschappelijke verwaarlozing, gefragmenteerde methodologieën en een onvoldoende begrip van het vaginale ecosysteem. Dit proefschrift pakt deze lacunes aan door het vaginale microbioom te herdefiniëren als een dynamisch, onderling verbonden systeem dat wordt gevormd door zowel de biologie van de gastheer als externe factoren. Het vaginale microbioom, dat in gezonde omstandigheden doorgaans wordt gedomineerd door Lactobacillus-soorten, speelt een cruciale rol bij het voorkomen van infecties, het ondersteunen van vruchtbaarheid en het bevorderen van gezonde zwangerschappen. Verstoring van dit ecosysteem blijft wereldwijd een onderbelaste en onderbelichte factor in de gezondheid van vrouwen. Het vaginale microbioom niet in isolatie kan worden bestudeerd. Op basis van analyses over verschillende lichaamsregio’s laat het zien dat vaginale lactobacillen zich verspreiden naar de lies en de huid van de borst, wat traditionele aannames over de specificiteit van lichaamslocaties uitdaagt. Deze bevinding ondersteunt het bestaan van een verbonden vrouwelijk intiem microbioom dat wordt beïnvloed door hormonen, hygiënepraktijken, seksuele activiteit en fysieke nabijheid.

Verder wordt de stabiliteit van door Lactobacillus crispatus gedomineerde gemeenschappen voornamelijk gedreven door ecologische synergie en metabole samenwerking tussen microben, eerder dan door gastheerfactoren alleen. Benaderingen uit de synthetische ecologie boden een krachtig en reproduceerbaar platform om deze interacties te ontrafelen en om te evalueren hoe externe invloeden, zoals menstruatieproducten, de microbiële dynamiek beïnvloeden. Ten slotte werden deze ecologische inzichten vertaald naar de in vivo wereld via de Luna‑interventiestudie, een van de eerste onderzoeken naar de manier waarop menstruatieproducten de trajecten van het vaginale microbioom vormgeven. De studie toonde aan dat menstruatiecups menstruatie‑geassocieerde stijgingen in microbiële diversiteit afzwakken, terwijl externe absorberende producten gepaard gaan met verschuivingen naar taxa die met ontsteking worden geassocieerd. Deze resultaten benadrukken dat menstruatieproducten determinanten zijn van intieme microbiële ecologie. Op basis hiervan stelt het proefschrift fundamentele stappen voor richting gestandaardiseerde, microbioom‑relevante veiligheidskaders voor menstruatieproducten en andere intieme hygiëne‑items. Gezamenlijk draagt dit werk bij aan een paradigmaverschuiving in onderzoek naar de gezondheid van vrouwen: van het beschouwen van het vaginale microbioom als een statische niche naar het begrijpen ervan als een dynamisch, onderling verbonden ecosysteem dat wordt beïnvloed door dagelijkse praktijken en structurele ongelijkheden.

Malaurie Hons

• 18/03/2026
  
• 16.00 uur
• Locatie: Campus Drie Eiken, Q.002
• Promotor: Jonas Schoelynck
• Departement Biologie

Abstract

Rivierherstel is noodzakelijk om biodiversiteitsverlies terug te dringen en waterveiligheid te waarborgen in een klimaat met toenemende extremen. Ecologische uitkomsten zijn echter vaak onvoorspelbaar en sterk beïnvloed door stressoren op stroomgebiedsniveau of extreme weersomstandigheden, waardoor het louter aanpassen van een oever zelden een gegarandeerde oplossing biedt. Alleen door de complexe, niet-lineaire reacties van deze ecosystemen grondig te begrijpen, kan men voorbijgaan aan lokale “quick fixes” en werken aan veerkrachtige, zelfonderhoudende riviersystemen die duurzame milieugezondheid ondersteunen.

Dit proefschrift hanteerde een integratieve, procesgebaseerde benadering om de kortetermijn- en multimetrische ecologische effecten van trajectschaalherstel in de Demer (België) te evalueren. De maatregelen omvatten het heraansluiten van meanders, het herstellen van laterale connectiviteit en het aanbrengen van instroomstructuren zoals bodemdrempels en dood hout. Een bepalende factor in de studie was een zware zomerse flash flood kort na uitvoering van de herstelmaatregelen, die fungeerde als een kritische “stresstest” en de ecologische trajecten beïnvloedde, waarbij herstelgerelateerde signalen soms werden gemaskeerd.

Herstelmaatregelen veranderden snel stromings- en sedimentdynamiek, maar de uitkomsten bleken sterk ontwerpafhankelijk. Laterale connectiviteit was cruciaal: niet-gefixeerde oevers maakten sedimentherverdeling en habitatdiversificatie mogelijk, terwijl oeverfixatie de kanaalontwikkeling beperkte. In plaats van historische toestanden te herstellen, initieerde het herstel nieuwe, trajectafhankelijke dynamieken die eveneens sterk werden gestuurd door hydrodynamiek. Verbeteringen in waterkwaliteit waren beperkt en meestal tijdelijk. Aquatische gemeenschappen vertoonden geen consistente rivierbrede verbetering in multimetische indices, maar wel lokale vooruitgang op basis van leeftijdsstructuren en voortplantingsgilden, vooral in de meander met bijkomende instroomse maatregelen. Vissen herstelden relatief snel na door overstroming veroorzaakte sterfte, terwijl macroinvertebraten en waterplanten langdurige achteruitgang vertoonden. Daarentegen reageerden oevervegetatie en loopkevers consistenter, met een toename in soortenrijkdom en een verschuiving naar overstromingstolerante specialisten op locaties waar laterale connectiviteit werd hersteld.

De resultaten tonen aan dat hersteluitkomsten worden bepaald door ontwerp, hydrodynamische variabiliteit en ruimtelijke schaal, terwijl een passend monitoringskader essentieel is voor een correcte interpretatie van ecologische responsen. Maatregelen op trajectschaal kunnen lokale hydrogeomorfologische processen en habitatheterogeniteit effectief herstellen, met name ten voordele van oevergebonden biota. Duurzaam ecologisch herstel vereist echter integratie met beheer op stroomgebiedsniveau.

Caroline Dricot

• 12/03/2026
  
• 17.00 uur
• Locatie: Campus Drie Eiken, O1
• ​​
• Promotoren: Sarah Lebeer & Irina Spacova
• Departement Bio-ingenieurswetenschappen

Abstract

Lactobacillen worden algemeen erkend als sleutelorganismen in een gezond vaginaal ecosysteem, waar zij de kolonisatie door pathogenen voorkomen en symbiotische interacties aangaan met zowel commensalen als de gastheer. Toch blijven de precieze metabole en immunologische mechanismen die aan hun gunstige functies ten grondslag liggen slechts gedeeltelijk begrepen. Traditioneel zijn de beschermende effecten van vaginale lactobacillen vooral toegeschreven aan melkzuur, doordat het de pH verlaagt wat de meeste pathogenen niet verdragen. Toenemend bewijs suggereert echter dat vele andere microbiële metabolieten ook een cruciale rol spelen. In andere mucosale omgevingen, zoals de darm en de luchtwegen, is microbiële B vitaminen productie naar voren gekomen als een belangrijke mediator van microbioomstabiliteit, epitheliale fysiologie en immuunsignalering.

Riboflavine (vitamine B2) is daarbij van bijzonder belang vanwege zijn antioxidatieve en ontstekingsremmende eigenschappen, zijn essentiële functie als cofactor in de centrale stofwisseling, en de capaciteit van zijn biosynthetische intermediaren om mucosaal geassocieerde invariant T cellen (MAIT cellen) te activeren via MR1. Bovendien treft (verborgen) riboflavinetekort vrouwen in het bijzonder, door fluctuerende fysiologische behoeften die samenhangen met uro genitale en reproductieve gezondheid, de menstruatiecyclus, zwangerschap en borstvoeding. Ondanks dit alles is de rol van microbiële riboflavine in de vaginale omgeving nooit systematisch onderzocht. Dit proefschrift verduidelijkt hoe riboflavine producerende vaginale lactobacillen het immunometabole landschap van de vagina vormgeven, met nadruk op de interactie tussen epitheel en immuunsysteem. Grootschalige multi omics analyses uit het Isala burgerwetenschapsproject onthulden dat vaginale riboflavinespiegels sterk geassocieerd zijn met de abundantie van Lactobacillus crispatus. Meta omics datasets lieten bovendien een verrijkte expressie van riboflavinebiosynthesegenen zien in gezondheidsgeassocieerde, door L. crispatus gedomineerde profielen, waarbij de meeste transcripten afkomstig waren van L. crispatus en L. jensenii. In vitro assays bevestigden dat riboflavineproductie een wijdverspreid, ecologisch relevant kenmerk is binnen vaginale Lactobacillaceae. Genetische en metabole karakterisering van Limosilactobacillus reuteri isolaten identificeerde een single nucleotide polymorfisme dat FMN gemedieerde attenuatie van het riboflavine operon verstoort, wat resulteert in overproductie van riboflavine en tijdelijke accumulatie van MAIT antigenen.

Met behulp van een fysiologisch relevant 3D vaginaal epitheelmodel demonstreerden we dat riboflavine basolateraal getransporteerd wordt, en in staat is het epitheelredoxmetabolisme te moduleren. Daarnaast bleken riboflavine producerende lactobacillen de epitheliale MR1 MAIT signalering te beïnvloeden en secretie van cytokinen en weefselherstel factoren te stimuleren. Tenslotte bevestigde de VIAB2L interventiestudie bij mensen, waarin orale en/of colon gerichte toediening van riboflavine en riboflavine producerende lactobacillen werd toegepast, verschillende van deze in vitrobevindingen.

Gezamenlijk toont dit werk aan dat riboflavineproductie een geconserveerd en functioneel belangrijk kenmerk is van vaginale lactobacillen, wat mechanistisch inzicht biedt in de gastheer microbe symbiose en een basis legt voor gerichte, metabool gestuurde microbioom interventies.

Ben Huyge

• 26/02/2026
  
• 17.00 uur
• Locatie: Campus Drie Eiken, O.01
• ​​
• Promotoren: Jan Sijbers & Jan De Beenhouwer
• Departement Fysica

Abstract

Edge illumination (EI) is een fasecontrastbeeldvormingstechniek waarmee drie complementaire contrasten gemeten kunnen worden: attenuatie-, fase- en darkfieldcontrast. Om deze van elkaar te kunnen scheiden, moeten er meerdere beelden worden opgenomen, wat ervoor zorgt dat EI-scans vele keren trager zijn dan conventionele X-stralenscans. Het doel van deze thesis is om EI-scans te versnellen via continue acquisitie, een methode waarbij beelden continu worden opgenomen om zo inactiviteit van de scanner te vermijden.

Om dit te bereiken, wordt een nieuwe reconstructietechniek ontwikkeld die alle soorten van objectbeweging kan modelleren. Deze techniek is echter niet onmiddellijk toepasbaar op EI, omdat alleen objectbeweging gemodelleerd is, terwijl EI ook een bewegend masker heeft. Vervolgens wordt continue acquisitie op EI toegepast, met de focus op een continu bewegend masker met een stilstaand object. Er wordt theoretisch bewezen en experimenteel aangetoond dat continue beweging van het masker geen invloed heeft op de verschillende contrasten. Dit laat snellere scans toe, zonder dat het model aangepast hoeft te worden. Ten slotte wordt een toepassing van EI gedemonstreerd door vezeloriëntaties van vezelversterkte materialen te bepalen via sferische deconvolutie. Hierdoor is het mogelijk om de oriëntaties te achterhalen zonder dat het nodig is om de individuele vezels te onderscheiden.

Miroslav Yosifov

• 23/02/2026
  
• 16.00 uur
• Locatie: Campus Drie Eiken, N.008
• ​
• Promotoren: Jan Sijbers, Jan De Beenhouwer & Christoph Heinzl
• Departement Fysica

Abstract

Röntgencomputertomografie (XCT) is een steeds belangrijker instrument voor niet-destructief onderzoek, dimensionale meting en inspectie in industriële en wetenschappelijke toepassingen. Ondanks het brede gebruik blijven er aanzienlijke uitdagingen bij het betrouwbaar kwantificeren van defectdetecteerbaarheid en meetonzekerheid, vooral wanneer inspecties complex, kostbaar of moeilijk herhaalbaar zijn. Dit proefschrift pakt deze uitdagingen aan door methodologieën voor de kans op detectie (Probability of Detection, POD) verder te ontwikkelen via simulatiegestuurde benaderingen, waarmee een robuuster, systematischer en efficiënter raamwerk voor XCT-gebaseerde inspectie ontstaat. Het onderzoek is gebaseerd op een gedetailleerde analyse van de fysica van röntgenbeeldvorming, de werking van beeldvormingssystemen en radiografische modellering met behulp van de simulatiesoftware SimCT. Door de invloed van fysische effecten zoals ruis, acquisitiegeometrie, brandpuntsverschuiving, detectorrespons en modulatieoverdrachtsfunctie te bestuderen, wordt een volledig beeld verkregen van de factoren die de beeldkwaliteit, defectdetecteerbaarheid en dimensionale nauwkeurigheid beperken. Deze basis wordt uitgebreid met een systematische beschouwing van POD-theorie, statistische modelleringskaders en bepalende factoren voor detecteerbaarheid. Samen vormen deze elementen de basis voor een X-ray simulatie-gebaseerde aanpak voor analyse van virtuele en reële XCT-data.

De belangrijkste bijdragen van het proefschrift richten zich op defectdetecteerbaarheid, POD-evaluatie, meetonzekerheid en betrouwbaarheid van XCT. Er wordt een simulatiegebaseerd raamwerk ontwikkeld voor het toepassen van POD op röntgeninspecties, waarmee wordt aangetoond hoe virtuele experimenten kostbare testobjecten kunnen vervangen of aanvullen. Met röntgensimulatie wordt een gecontroleerde omgeving met kunstmatige defecten gecreëerd, wat systematische analyse van detecteerbaarheid onder verschillende fysische invloeden zoals geometrie, ruis en contrast mogelijk maakt. Op dit raamwerk wordt voortgebouwd door traditionele beeldsegmentatiemethoden te vergelijken met deep learning-gebaseerde benaderingen. Resultaten van gesimuleerde XCT-datasets tonen aan dat neurale netwerken zoals 3D U-Net en V-Net klassieke algoritmen overtreffen in zowel defectdetecteerbaarheid als segmentatienauwkeurigheid, wat verdere automatisering van niet-destructief onderzoek ondersteunt.

Verder worden de methodologieën toegepast op agrarische producten, waarbij simulatie-gestuurde AI-modellen XCT-reconstructies van rijstkorrels met gecontroleerde defecten analyseren. Vormvariatieanalyse maakt vroege degradatie detecteerbaar, waarmee de toepasbaarheid van XCT en machine learning buiten industriële inspectie wordt aangetoond. Daarnaast wordt een methode geïntroduceerd voor het superponeren van synthetische defecten in gemeten XCT-volumes, waarmee de koppeling tussen gesimuleerde en reële data wordt versterkt en segmentatiegebaseerde POD-evaluatie in een realistische, gecontroleerde omgeving mogelijk wordt. Ten slotte onderzoekt het proefschrift de invloed van afzonderlijke fysische effecten op dimensionale meetafwijkingen en identificeert de dominante bronnen van meetfouten in XCT-metrologie.

Samengevat laat dit proefschrift zien dat röntgensimulaties, deep learning, onzekerheidsanalyse en statistische methoden geïntegreerd kunnen worden om POD-methodologieën te verbeteren en defectdetectie in diverse toepassingsgebieden te optimaliseren. ​ ​

Sarah Hautekiet

• 19/02/2026
  
• 16.00 uur
• Locatie: Campus Drie Eiken, O.05​
• ​​
• Promotoren: Stijn Temmerman & Maarten Kleinhans
• Departement Biologie

Abstract

Getijdenmoerassen zijn zeer dynamische kustecosystemen die essentiële ecosysteemdiensten leveren, zoals kustbescherming en koolstofvastlegging. Daarmee behoren zij tot de meest waardevolle ecosystemen op onze planeet. Eeuwen van antropogene verstoring, in combinatie met de aanhoudende druk van klimaatverandering, hebben echter geleid tot grootschalige degradatie van getijdenmoerassen. Dit heeft geleid tot een toenemende interesse in het herstel van getijdenmoerassen. Het doel van dergelijke herstelmaatregelen is het creëren van een intertidaal ecosysteem met kenmerken en ecosysteemfuncties die vergelijkbaar zijn met die van natuurlijke referentiesystemen. In de praktijk blijken herstelde getijdenmoerassen echter vaak aanzienlijk te verschillen van hun natuurlijke tegenhangers. Daarom is een grondig begrip van de mechanismen die de ontwikkeling van getijdenmoerassen sturen essentieel om toekomstige herstelprojecten te verbeteren. Het doel van dit proefschrift was om ons begrip van de abiotische en biotische mechanismen die de ontwikkeling van getijdenmoerassen beïnvloeden te vergroten. Daarbij richtten we ons specifiek op de ontwikkeling van twee kenmerken van getijdenmoerassen (i.e. kreeknetwerken en pioniervegetatie). We onderzochten (1) de rol van abiotische en biotische processen in de ontwikkeling van kreeknetwerken en (2) de mechanismen die de vestiging van pioniervegetatie beperken of bevorderen. Om deze doelstellingen te bereiken, voerden we geschaalde laboratoriumexperimenten, een mesocosmexperiment in het labo, veldmonitoring, veldexperimenten en een veldmesocosmexperiment, evenals geospatiale analyses van moerasontwikkeling in herstelgebieden langs de Schelde uit. De resultaten tonen aan dat, hoewel vegetatie via bio-geomorfologische terugkoppelingen de dichtheid van kreeknetwerken kan beïnvloeden, abiotische processen dominante controle uitoefenen op kreekinsnijding. Vegetatie beïnvloedt de ontwikkeling van kreeknetwerken voornamelijk tijdens de overgang van kale slikvlakte naar een begroeid schor. Daarbij blijkt dat de snelheid van vegetatiekolonisatie een grotere invloed heeft op de kreekontwikkeling dan het ruimtelijke kolonisatiepatroon. De vestiging van vegetatie op kale slikken wordt sterk beperkt door een lage intertidale ligging, snelle sedimentatie en slechte sedimentdrainage - omstandigheden die typisch zijn voor recent herstelde gebieden. Goed gedraineerde zones, zoals de randen van kreken, bevorderen de ontwikkeling van erosiebestendige sedimentoppervlakken en creëren gunstige omstandigheden voor zaadretentie en zaailingoverleving. Daarnaast blijkt dat drieweginteracties tussen draadvormige algen, macrobenthos en pionierplanten een cruciale rol spelen in de vestiging van vegetatie. Gezamenlijk benadrukken deze bevindingen dat de ontwikkeling van getijdenmoerassen voortkomt uit nauw verweven abiotische en biotische processen. Het verbeteren van drainage, het vergroten van topografische diversiteit en het benutten van faciliterende biologische interacties bieden veelbelovende mogelijkheden om de overgang van kale slikvlakte naar een veerkrachtig, begroeid schor te versnellen.

Wouter Van Hoey

• 09/02/2026
  
• 17.00 uur
• Locatie: Campus Middelheim, G.010
• ​​
• Promotor: Pegie Cool
• Departement Chemie

Abstract

Een van de huidige globale doelstellingen is om een duurzame wereld te creëren waarin er kan worden voldaan aan de hedendaagse noden van onze samenleving zonder toekomstige generaties te verhinderen om te voldoen aan hun eigen noden. Om deze uitdagende doelstelling te verwezenlijken is duurzame ontwikkeling belangrijker dan ooit tevoren. Daarom werd het algemene doel van deze doctoraatsthesis om met behulp van heterogene katalyse een positieve bijdrage te leveren aan de verduurzaming van verschillende processen. Het onderzoek in deze doctoraatsthesis is voornamelijk gefocust op de ontwikkeling van innovatieve CeO2 gebaseerde katalysatoren en kan opgesplitst worden in vier verschillende onderwerpen: de katalytische verbranding van vluchtige organische componenten, de plasma-katalytische conversie van CO2, de reductie van nitrobenzeen naar aniline onder invloed van licht, en de selectieve hydrodeoxygenatie van aromatische carbonaten. In de eerste plaats wordt in hoofdstuk 2, 3 en 4 de nadruk gelegd op het ontwikkelen van een innovatieve katalysator ter optimalisatie van de katalytische verbranding van tolueen (een veelgebruikte referentie voor toxische aromatische polluenten). Op basis van de behaalde resultaten kan er geconcludeerd worden dat het combineren van edelmetalen en transitiemetalen een unieke manier vormt om zowel de kost als de consumptie aan edelmetalen te drukken voor de verbranding van VOCs op industriële schaal. Ondanks de behaalde intrigerende resultaten kan er echter niet genegeerd worden dat de verbranding van koolstof-bevattende moleculen resulteert in de productie van CO2. Daarom wordt in het vijfde hoofdstuk onderzoek gedaan naar de impact van CeO2 op de plasma-katalytische conversie van CO2. Meer bepaald wordt er onderzocht of een toename in het aantal zuurstofvrije sites op het oppervlak de dissociatie van CO2 bevordert. Dit is namelijk essentieel om CO2 om te zetten in andere hernieuwbare producten. Vervolgens wordt in hoofdstuk 6 een nieuwe methode voorgesteld voor de duurzame fotochemische conversie van nitroarenen naar anilines, waarbij er gewerkt kan worden onder kamertemperatuur en atmosferische druk en er geen waterstof vereist is. Daarnaast wordt er ook onderzocht of de bekomen resultaten verbeterd kunnen worden door toevoeging van een heterogene katalysator. Ten slotte wordt in hoofdstuk 7 een uitgebreide karakterisering uitgevoerd om een dieper begrip te verkrijgen over de selectieve hydrodeoxygenatie van aromatische carbonaten wanneer commercieel beschikbare Ni-SiO2 katalysatoren gebruikt worden. Het begrijpen van de onderliggende reden voor de opmerkelijke activiteit is triviaal omdat de succesvolle hydrodeoxygenatie zorgt voor een volgende stap in de ontwikkeling van bio-gebaseerde componenten vertrekkende van hout.

Burak Karaduman

• 05/02/2026
  
• 10.00 uur
• Locatie: Campus Middelheim, G.006
• Promotor: Moharram Challenger
• Departement Informatica

Abstract

Naarmate paradigma’s die voortkomen uit ingebedde systemen in complexiteit toenemen en een tekort aan autonomie vertonen, hebben traditionele regelarchitecturen steeds meer moeite om de onzekerheid en dynamiek van re¨ele omgevingen te beheersen. Intelligente agentarchitecturen, met name die gebaseerd zijn op het Belief–Desire–Intention (BDI)-model, bieden veelbelovende cognitieve mogelijkheden voor Cyber-Physical Systems (CPS). De integratie van dergelijke architecturen in hulpbronbeperkte en (soft) real-time ingebedde platforms blijft echter een aanzienlijke uitdaging. Om dit probleem aan te pakken, wordt in dit onderzoek een Model-Driven Engineering (MDE)-benadering voorgesteld voor de implementatie van fuzzy-BDI-agenten binnen CPS. Deze benadering combineert fuzzy logic met BDI-redenering om onnauwkeurigheid en contextuele veranderingen te beheren, terwijl zij tevens een platformonafhankelijk systeemontwerp mogelijk maakt via modelgebaseerde abstractie. Ondanks de toenemende relevantie van dergelijke hybride architecturen ontbreekt in de bestaande literatuur een omvattende methode die cognitief agentgedrag koppelt aan implementeerbare ingebedde code in complexe systeemomgevingen. Dit proefschrift vult deze leemte door een ge¨ıntegreerde aanpak te introduceren die hoog-niveau agentmodellering verbindt met laag-niveau systeemimplementatie. De resultaten tonen aan dat fuzzy-BDIagenten, ondersteund door modelgebaseerde analyse en engineering, de aanpassingsvermogen van systemen vergroten, de ontwikkelingscomplexiteit verminderen en de robuustheid in onzekere omgevingen verbeteren. De centrale uitdaging die in dit proefschrift wordt behandeld, ligt in het overbruggen van de kloof tussen traditionele ingebedde besturing en intelligente besluitvorming binnen CPS. Hoewel intelligente agentarchitecturen, in het bijzonder die gebaseerd op het BDI-model, een veelbelovend cognitief raamwerk bieden voor autonoom redeneren, blijft hun praktische integratie met uitgebreide mogelijkheden in hulpbronbeperkte ingebedde platforms een onopgelost probleem. Het BDI-model stelt agenten in staat om proactief te redeneren over hun omgeving, doelstellingen en acties, waarbij zij overtuigingen over de wereld onderhouden, verlangens vormen die de te bereiken doelen representeren, en intenties aannemen die hun handelingen sturen. Klassieke BDI-systemen zijn echter gebaseerd op binaire, zogenoemde crisp logic, wat hun toepasbaarheid in omstandigheden van onzekerheid en continue verandering sterk beperkt. Zonder mechanismen om dubbelzinnige sensorische gegevens te interpreteren of zich aan wisselende contexten aan te passen, missen BDI-agenten de robuustheid die vereist is voor betrouwbare implementatie in CPS. Om deze tekortkomingen aan te pakken, introduceert dit proefschrift een ge¨ıntegreerd fuzzy- BDI- en MDE-raamwerk voor de ontwikkeling en implementatie van intelligente Cyber-Physical Systems (CPS). Het kernidee is het combineren van fuzzy logic, die redenering met gradaties van waarheid mogelijk maakt, met de gestructureerde besluitvorming van BDI-agenten, waardoor systemen in staat zijn om onzekerheid op een natuurlijke wijze te hanteren in alle fasen van hun werking, van perceptie en planning tot actie-uitvoering. Ter aanvulling op deze redeneringsinnovatie wordt Model-Driven Engineering (MDE) toegepast om het abstractieniveau van systeemontwikkeling te verhogen. Het voorgestelde raamwerk overbrugt de kloof tussen hoog-niveau agentontwerpmodellen en laag-niveau ingebedde implementaties, en bereikt daarbij verklaarbaarheid, herbruikbaarheid en platformonafhankelijke inzetbaarheid. Deze dubbele integratie van fuzzy- en BDI-redenering met modelgedreven ontwerp vormt de basis van een nieuwe ingenieursmethodologie voor het ontwikkelen van adaptieve en intelligente CPS.

Arno Raes

• 02/02/2026
  
• 16.00 uur
• Locatie: Stadscampus, Klooster van de Grauwzusters, Promotiezaal
• Promotor: Sammy Verbruggen
• Departement Bio-ingenieurswetenschappen

Abstract

Titaandioxide wordt veel gebruikt in fotokatalyse omdat het overvloedig beschikbaar, stabiel en goedkoop is, maar zuiver anatase en rutiel absorberen voornamelijk ultraviolet licht. Een strategie om de activiteit uit te breiden naar het zichtbare gebied is het introduceren van sub-bandgaptoestanden die geassocieerd zijn met zuurstofvacatures en Ti3+-soorten. Deze worden doorgaans gegenereerd via hydrogenatie, reductie bij hoge temperatuur, plasmabehandeling of het gebruik van sterke chemische reductiemiddelen, methoden die vaak gepaard gaan met hoge energievereisten. Dit proefschrift stelt daarom een praktische onderzoeksvraag: kan TiO2 worden gereduceerd via milde en potentieel schaalbare methoden die onder realistische omstandigheden bruikbare functionaliteit opleveren, en waar slagen deze benaderingen wel of niet?

Hoogintensieve ultrageluidbestraling werd eerst onderzocht als mogelijke reductieroute. Met calorimetrisch gekalibreerde vermogensmetingen en systematische controles van de integriteit van de ultrageluidsprobe werd vastgesteld dat de waargenomen verdonkering van TiO2 tijdens sonificatie in water te wijten was aan metaaldeeltjes afkomstig van erosie van de sonde, en niet aan defectvorming. UV–Vis diffuse reflectiespectroscopie toonde geen verschuiving van de bandrand en geen sub-bandgapabsorptie, en er werd geen bewijs gevonden voor stabiele zuurstofvacatures of Ti3+-soorten. Onder deze omstandigheden bieden cavitatie-hotspots geen duurzaam reducerende omgeving; eventuele tijdelijke defecten worden snel geheroxideerd door radicale species en opgeloste zuurstof. De waargenomen “zwartkleuring” door ultrageluid is daarom een artefact en geen levensvatbare reductiestrategie.

Ondanks dit negatieve resultaat bleek ultrageluid wel waardevol als synthese- en verwerkingstechniek. Tijdens sol–gel-synthese leverde het TiO2 met een hoge specifieke oppervlakte, een open mesoporeuze structuur en onderling verbonden nanodeeltjes. Gecontroleerde ultrasone kristallisatie resulteerde hoofdzakelijk in anatase, waarbij ongeveer 50% van het oppervlak behouden bleef, vergeleken met circa 10% na conventionele calcinatie. Deze materialen vertoonden een snelle opname van vluchtige organische stoffen, in overeenstemming met hun behouden mesostructuur.

Vacuümannealing werd vervolgens onderzocht als een waterstofvrije route naar defect TiO2. Milde vacuümbehandeling van P25 leidde tot verdonkering, verhoogde absorptie in het zichtbare gebied zonder verschuiving van de bandrand, en een afwijking van de ideale Ti:O-stoichiometrie. Functioneel resulteerde dit in een toename van ongeveer 25% in methaanvorming tijdens CO2-fotoreductie ten opzichte van onbehandeld P25. Dezelfde behandeling van Au@P25 behield de plasmonische eigenschappen, maar leverde slechts een marginale extra activiteit bovenop het effect van goud zelf. Dit werk laat zien dat milde routes milde maar betrouwbare resultaten opleveren. Ze zijn effectief in het behouden van structuur, adsorptiecapaciteit en stabiliteit, en kunnen in specifieke gevallen tot zinvolle functionele verbeteringen leiden.

Arthur Gestels

• 02/02/2026
  
• 14.00 uur
• Locatie: Campus Middelheim, A.143
• ​
• Promotoren: Koen Janssens & Gunther Steenackers
• Departement Fysica

Abstract

Wetenschappelijk onderzoek naar cultureel erfgoed is de laatste jaren aanzienlijk geëvolueerd. Vooral niet-invasieve beeldvormingsmethoden hebben aan populariteit gewonnen omdat deze materiële informatie over een volledig kunstwerk kunnen onthullen. Aangezien veel kunstwerken een complexe stratigrafie en heterogene composities vertonen, schieten traditionele punt-gebaseerde technieken of kleinschalige bemonstering vaak tekort om representatieve inzichten te verschaffen over het gehele kunstwerk. In deze context zijn hyperspectrale beeldvormingsmethoden onmisbare hulpmiddelen geworden voor onderzoekers van cultureel erfgoed, voor conservatoren en voor kunsthistorici. Macroscopische X-straal poederdiffractie (MA-XRPD) is zo een hyperspectrale beeldvormingstechniek. Met deze techniek maakt het mogelijk om pigmenten en degradatieproducten in kunstwerken te bestuderen. Ondanks de hoge specificiteit is MA-XRPD echter beperkt in ruimtelijke resolutie en ook tijdrovend. Om deze beperkingen te overwinnen, onderzoekt deze thesis de combinatie van MA-XRPD met andere hyperspectrale beeldvormingsmodaliteiten, zoals reflectiebeeldvormingsspectroscopie (RIS) en macroscopische röntgenfluorescentie (MA-XRF).

Het onderzoek begint met het bekende schilderij De Nachtwacht van Rembrandt. Hierbij werd MA-XRPD gebruikt om de schade als gevolg van vandalisme, namelijk het besproeien van het werk met zwavelzuur te beoordelen. De resultaten toonden aan dat er een niet-originele component, namelijk anglesiet, werd gevormd in de bovenste verflagen.

In een tweede stap werden corrosieproducten in metaal plaatjes kwantitatief geanalyseerd m.b.v. MA-XRPD. Deze gekwantificeerde MA-XRPD gegevens werden gecombineerd met RIS gegevens om machine learning modellen te trainen. De modellen konden vervolgens gebruikt worden om de concentratie van de verschillende metaalcorrosie producten te voorspellen met redelijke nauwkeurigheid.

De methodologie werd vervolgens aangepast voor cultureel erfgoed doeleinden; Aan de hand van een verlucht manuscript en een eenvoudig olieverfschilderij werd aangetoond dat door MA-XRPD gegevens samen te voegen met RIS of MA-XRF gegevens, het mogelijk is om betrouwbare voorspellingen te maken. Hierdoor is het mogelijk om de scantijd van kunstwerken in te korten.

Vervolgens werd deze methode toegepast op historische en meer complexe schilderijen om de toepasbaarheid van de methode te beoordelen. Er werd onderzocht hoe goed de modellen presteren wanneer ze worden toegepast buiten de gebieden die werden gebruikt voor training, zowel binnen een kunstwerk als tussen verschillende objecten. De bevindingen tonen aan dat nauwkeurige materiaal-specifieke beeldvorming mogelijk is, zelfs in niet-gescande gebieden, zolang de trainingsgegevens representatief zijn voor de niet-gescande gebieden. Deze resultaten benadrukken het potentieel voor het gebruik van machine learning technieken in combinatie van multimodale beeldvormingstechnieken om de MA-XRPD scantijd te verminderen.

Donja Baetens

• 30/01/2026
  
• 14.00 uur
• Locatie: Campus Drie Eiken, O.5
• Promotor: Siegfried Denys
• Departement Bio-ingenieurswetenschappen

Abstract

De luchtkwaliteit binnenshuis wordt steeds meer erkend als een belangrijk probleem voor de volksgezondheid, aangezien mensen het grootste deel van hun tijd binnenshuis doorbrengen. Van de aanwezige polluenten binnenshuis zijn fijn stof (PM) en vluchtige organische stoffen (VOS) bijzonder zorgwekkend vanwege hun gezondheidseffecten en hun brede voorkomen in gebouwen. Hoewel luchtzuiveringstechnologieën de blootstelling kunnen verminderen, richten de meeste systemen zich slechts op één type verontreiniging, namelijk deeltjes of gasvormige stoffen. Dit proefschrift onderzoekt de integratie van elektrostatische precipitatie (ESP) en fotokatalytische oxidatie (PCO) in één enkel apparaat om PM en VOS tegelijkertijd te kunnen verwijderen. De hypothese is dat door PCO in het collectorgedeelte van een tweetraps ESP-reactor te integreren, gelijktijdige verwijdering mogelijk wordt en de noodzaak om de ESP te reinigen kan worden verminderd door afgezette deeltjes af te breken.

Er werd een gecombineerde ESP-PCO-reactor ontwikkeld met een fotokatalytische coating op de collectorplaten en UV-lampen ertussen, alsook multifysische modellen die de onderliggende processen beschrijven. Eerst werd de ESP-functionaliteit onderzocht om de totale en fractionele verwijderingsefficiëntie van PM en de ozonemissie te bepalen. Vervolgens werd de fotokatalytische coating afzonderlijk onderzocht op fotokatalytische verwijdering van VOS (aceetaldehyde), waarbij verschillende metalen substraten, aantal coatinglagen, inlaatconcentratie en relatieve vochtigheid werden bestudeerd. Er werden ook fotokatalytische roetafbraakexperimenten uitgevoerd om de verwijdering van afgezet PM te evalueren. Daarna werd de verwijdering van aceetaldehyde onderzocht in de volledige ESP-PCO-reactor om de functionaliteit van PCO en ESP te beoordelen in termen van ‘clean air delivery rate’ (CADR) en ‘single-pass removal efficiency’ (SPRE). Activering van de ionisatiesectie resulteerde in een verwijdering van aceetaldehyde die vergelijkbaar was met fotokatalytische verwijdering. De combinatie van ESP en PCO leverde de hoogste verwijdering op, hoewel synergetische effecten niet werden vastgesteld.

Ten slotte werden multifysische modellen voor ESP en PCO ontwikkeld om luchtstroming, elektrisch veld, ionentransport, oplading en transport van PM, aceetaldehydetransport, lichtverdeling en fotokatalytische kinetiek te beschrijven. De modellen bieden inzicht in de invloed van plaatafstand, stralingsverdeling en elektrische veldeffecten, terwijl ze mogelijkheden voor optimalisatie van het systeem identificeren. Over het algemeen toont dit proefschrift de haalbaarheid aan van de integratie van PCO in een tweetraps ESP voor luchtzuivering binnenshuis. Het gecombineerde systeem kan zowel PM als VOS verwijderen en heeft het potentieel om accumulatie van PM op de collectorplaten te verminderen. Echter, de resultaten wijzen op uitdagingen op het gebied van ontwerp, materiaal en modellering die verdere ontwikkeling vereisen.

Jan Morez

• 29/01/2026
  
• 16.00 uur
• Locatie: Campus Drie Eiken, O.005
• ​​
• Promotoren: Jan Sijbers & Ben Jeurissen
• Departement Fysica

Abstract

Diffusion magnetic resonance imaging (dMRI) biedt een unieke manier om het menselijk brein non-invasief in beeld te brengen. Door acquisitieparameters zorgvuldig te wijzigen, kan het dMRI-signaal de beweging van watermoleculen in biologische weefsels meten, waardoor belangrijke informatie over de weefselstructuur wordt onthuld. Dit signaal is echter onderhevig aan ruis en andere ongewenste elektromagnetische effecten die de signaal-ruisverhouding verlagen. Efficiënte acquisitieschema's en robuuste schatters zijn nodig om nauwkeurige en precieze weefselmaps te verkrijgen. In dit proefschrift hebben we onze inspanningen gericht op het verbeteren van de nauwkeurigheid, precisie, generaliseerbaarheid en toepasbaarheid van verschillende dMRI-analysemethoden.

Constrained spherical deconvolution (CSD) is een populaire dMRI-techniek om de lokale weefseldichtheden en hun oriëntaties af te leiden in het menselijk brein, dat uit cerebrospinaal vocht, anisotrope witte stof en isotrope grijze stof bestaat. Dit wordt bereikt door het samplen van de q-ruimte, de ruimte van q-vectoren waarvan de richting en grootte respectievelijk de richting en hoeveelheid diffusieweging bepalen. Door het samplen van de q-ruimte in meerdere shells, kunnen de weefseldichtheden en hun oriëntaties geschat worden door dit multi-shell dMRI-signaal te deconvolueren met de respectievelijke responsfuncties voor witte stof, grijze stof en cerebrospinaal vocht. Deze responsfuncties worden vaak ontbonden in sferische harmonische (SH) basisfuncties. Als de sampling niet-sferisch is, door niet-lineariteit van de magnetische gradiënten of intentioneel zoals Cartesiaanse sampling, zullen de geschatte weefselmaps vertekeningen vertonen. Om dit tegen te gaan, hebben we een compact responsfunctiemodel gebruikt dat rekening houdt met niet-sferische sampling. Op multi-shell data levert onze methode fiber orientation density functies en weefseldichtheden op die niet te onderscheiden zijn van die geschat met SH basisfuncties. Op Cartesiaanse data zijn de schattingen vergelijkbaar met die uit multishell data, waardoor het aantal datasets dat met CSD wordt geanalyseerd aanzienlijk wordt uitgebreid. Bovendien kan met de methode rekening worden gehouden met niet-lineaire gradiënten, wat resulteert in nauwkeurigere weefseldichtheden en connectiviteitsmetrieken. ​ ​

Q-space trajectory imaging is een dMRI-techniek waarbij tijdsvariërende q-vectoren het signaal gevoelig maken voor microscopische variaties in heterogene weefsels. Door het dMRI-signaal te modelleren met een diffusietensordistributie (DTD), maakt deze methode het mogelijk om variaties in diffusiviteit te onderscheiden van microscopische anisotropie, oriëntatiedispersie en combinaties van meerdere isotrope diffusiviteiten. Om de schatting van de DTD parameters te verbeteren, stellen we een efficiënt acquisitieschema voor dat geoptimaliseerd is voor de meest gebruikte QTI-afgeleide microstructurele parameters. Een iteratief herwogen kleinste kwadraten schatter wordt gebruikt om de bias en precisie van de DTD parameters verder te verbeteren. ​ ​

Jonathan Sanctorum

• 13/01/2026
  
• 16.00 uur
• Locatie: Campus Drie Eiken, Q.001
• ​
• Promotoren: Jan Sijbers & Jan De Beenhouwer
• Departement Fysica

Abstract

Röntgenfasecontrastbeeldvorming staat bekend om zijn hoog contrast in zachte weefsels en lichte materialen, zeker in vergelijking met conventionele transmissiecontrastbeeldvorming. Hierdoor is het een waardevolle techniek voor (bio)medische toepassingen en niet-destructief onderzoek. Naast transmissie- en fasecontrast is donkerveldcontrast een derde contrasttype dat recent veel belangstelling heeft gewekt vanwege zijn unieke vermogen om de aanwezigheid van niet-resolveerbare microstructuren te detecteren. Zowel fase- als donkerveldcontrast zijn gerelateerd aan de röntgenbrekingsindex van het materiaal, maar in tegenstelling tot fasecontrast is donkerveldcontrast het gevolg van fluctuaties in de brekingsindex die niet rechtstreeks door het beeldvormingssysteem kunnen worden waargenomen. Opmerkelijk is dat alle drie de contrasttypen in één experiment kunnen worden gemeten met behulp van speciale röntgenfasecontrastbeeldvormingssystemen. De introductie van compacte, laboratoriumgebaseerde systemen voor fasegevoelige röntgenbeeldvorming heeft geleid tot een groeiend aantal toepassingen. Optimalisatie van conventionele röntgenbeeldvormingssystemen is vaak gebaseerd op Monte Carlo-simulaties, waarbij stochastische modellen worden gebruikt om de fysische processen te simuleren. In dit werk wordt een verzameling tools gepresenteerd die tegemoet wil komen aan de eisen die gesteld worden aan Monte Carlo-simulaties voor het ontwerp van röntgenfasecontrastbeeldvormingssystemen. Twee röntgenfasecontrastbeeldvormingsmethoden, die beide gebruik maken van roosters, staan hierbij centraal: roosterinterferometrie en randbelichting. Eerst wordt de realisatie van röntgenfasecontrastsimulaties voor roosterinterferometrie gedemonstreerd met het Monte Carlo-raamwerk GATE, gebruikmakende van een hybride simulatie-aanpak die Monte Carlo-simulaties combineert met fysische optica. Hoewel dit simulatieraamwerk ook geschikt is voor simulaties van randbelichting, staan Monte Carlo-simulaties erom bekend dat ze zeer tijdrovend zijn, met name voor parameterstudies. Om deze limitering aan te pakken, wordt het concept van de virtuele roosters geïntroduceerd. Door de roosters in de simulatie te vervangen door virtuele roosters, kunnen de parameters van de roosters na de simulatie worden gewijzigd, waardoor de totale simulatietijd aanzienlijk wordt verkort. Dit concept wordt vervolgens gebruikt voor het ontwerp van randbelichtingsroosters om de FleXCT micro-CT-scanner uit te breiden tot een fasegevoelig röntgenbeeldvormingssysteem. Tenslotte wordt het benchmarken van simulaties van röntgenbeeldvorming met meerdere contrasten behandeld. De referentiewaarden die nodig zijn voor benchmarking zijn in het bijzonder moeilijk te bepalen voor het donkerveldcontrast. In de tekst wordt een praktische methode gepresenteerd, gebaseerd op de virtuele roosters, om direct referentiewaarden voor alle drie de contrasttypen te schatten uit de gesimuleerde röntgenfotontrajecten, waardoor efficiënte benchmarking mogelijk wordt.

Salma Haidar

• 13/01/2026
  
• 16.00 uur
• Locatie: Campus Middelheim, A.143
• ​
• Promotoren: José Oramas Mogrovejo
• Departement Informatica

Abstract

Hyperspectrale beeldvorming (HSI) combineert digitale beeldvorming met spectroscopie en legt honderden aaneengesloten golflengtebanden per pixel vast. Dit resulteert in een driedimensionale “hypercube” die ruimtelijke en spectrale informatie integreert en krachtige mogelijkheden biedt voor materiaalanalyse, milieumonitoring en meer. Tegelijkertijd brengt HSI ook uitdagingen met zich mee: hoge dimensionaliteit, beperkte geannoteerde data en zware rekenkundige vereisten.

Mijn proefschrift pakt deze uitdagingen aan via drie complementaire benaderingen. Ten eerste ontwikkel ik een deep learning raamwerk voor multi label classificatie dat sterke prestaties laat zien in complexe, gemengde scènes en de beperkingen van gangbare annotatiepraktijken blootlegt. Ten tweede onderzoek ik zelf gecontroleerd contrastief leren om de classificatienauwkeurigheid te verbeteren bij beperkte supervisie, waarbij aanzienlijke winst wordt aangetoond in uiteenlopende datasets. Ten derde pas ik explainability gedreven dimensionale reductie toe om de meest informatieve spectrale banden te identificeren, waardoor redundantie wordt verminderd terwijl de nauwkeurigheid behouden blijft of zelfs toeneemt.

Gezamenlijk tonen deze bijdragen aan dat op maat gemaakte representatie leerstrategieën en explainability gedreven dimensionale reductie kunnen leiden tot hyperspectrale classificatiemodellen die accuraat, computationeel efficiënt en goed aanpasbaar zijn aan uitdagende data omstandigheden. De resultaten wijzen op praktische mogelijkheden om hyperspectrale beeldanalyse te verbeteren en openen perspectieven voor verdere verkenning in uiteenlopende toepassingsdomeinen.