Hechten op een klein stukje

Plaats: Chemische technologie, Enschede..

Een schoolplein in het Leverkusen van 1981. De 12-jarige Holger Schönherr kijkt gebiologeerd toe hoe de scheikundeleraar ijzer smelt en gebruikt om twee staven aan elkaar te lassen. 'Dat was mijn eerste intense indruk van het vak. Ik raakte gefascineerd door hoe je met moleculen en atomen materie kunt begrijpen. Dat je bijvoorbeeld precies weet wat plastic is.' De nu 33-jarige Diplom-Chemiker klopt ter illustratie op een kunststof dienblad.

Achterin de kelders van het gebouw voor chemische technologie van de Universiteit Twente onderzoekt Schönherr polymeren. Lange, soms ingewikkeld vertakte, ketens van uniforme bouwsteentjes. Ze vormen plastics, maar ook eiwitten, DNA, koolhydraten. 'Ze zijn overal. In plakband, lijm, spijkerbroeken of het beeldscherm van je laptop. De basis ervan is vaak dezelfde. Maar kleine veranderingen hebben een grote invloed op de eigenschappen.'

Schönherr wil de dingen terugbrengen tot kleine eenheden. 'Ik richt me op de stap tussen het moleculaire niveau en dat van de materiaaleigenschappen.'

Via een buitenlandse stage kwam hij in Nederland. 'Het was geen enkel probleem om hier te komen werken. Ik kreeg met Nederlands geld een promotieplaats, ook nu betaalt de overheid mijn onderzoek. Sinds vorig jaar ben ik universitair docent. Daarvóór werkte ik, met een Duitse beurs, anderhalf jaar als post-doc op Stanford in Californië.'

Heel gewoon vindt Schönherr dat. 'Onderzoeksgroepen worden steeds internationaler. Toen ik hier in 1995 met mijn promotie begon, sprak ik geen Nederlands. Dat hoefde ook niet, want Engels is hier vaak voertaal. Daarom heb ik na een jaar gezegd: nu praat ik alleen nog maar Nederlands, anders leer ik het nooit.' Schönherr, die net over de grens in Duitsland woont, spreekt het nu bijna perfect.

De chemisch technoloog zoekt naar de grenzen van het materiaal. Hoe dun mag een op een superglad stukje silicium gespoten laagje polymeren zijn, zonder dat het zijn oorspronkelijke eigenschappen verliest? Een belangrijke vraag voor de miniaturisering in de chemie, waar de nanotechnologie oprukt. Met reacties op enkele miljoensten van een millimeter worden bijvoorbeeld in de biologische en medische wetenschap minuscule monsters op vele tienduizenden stoffen tegelijk getest.

Daar dient 'chip-technologie' om DNA of eiwit te analyseren met stempeltjes van enkele vierkante centimeters waarop tienduizenden hechtpunten zitten. Deze 'spots' zitten 25 tot 100 micrometer uit elkaar. Van elke afzonderlijke spot zijn de eigenschappen bekend, zodat men direct weet welk DNA of eiwit eraan hecht. Door het in kaart brengen van het hechtingspatroon, kunnen tien- tot veertigduizend moleculen tegelijk worden getest.

'Wij willen dat proces duizend keer verder verkleinen. Dan moeten de hechtingsplaatsen slechts enkele honderdsten micrometer uiteen staan. Daarmee bereik je de grenzen van de techniek. Hebben de spots nog de eigenschappen die je verwacht? Introduceer je niet te veel fouten in de binding, of in de analyse van de resultaten?'

Schönherr heeft het procédé in vier stappen verdeeld. Voor elke stap heeft hij een paar alternatieve technieken. Met de atomic force microscope wil hij detecteren of de verschillende spots wel of geen moleculen hebben gebonden. Dat is een soort minuscule pickup-naald die het oppervlak aftast en 'voelt' of aan een spot extra stukjes eiwit of DNA hangen.

'Blijkt dat onhaalbaar, dan hebben we daarvoor andere technieken, zoals massaspectrometrie, achter de hand. Dat ben je ook verplicht aan je promovendi. Je kunt iemand niet vier jaar laten werken aan iets dat niet blijkt te werken. Daarom hebben we nu al verschillende ideeën en oplossingen voor eenzelfde probleem. '

Schönherr streeft niet naar een werkend systeem met tien miljoen spots. 'Het gaat mij meer om een proof of principle. Ik wil weten of het kán. Het zou mooi zijn als ik over vier jaar op deze schaal tien van die spots zou kunnen maken. '

Schönherr wil graag verder in de wetenschap. 'Vooral de vrijheid spreekt mij aan. In het bedrijfsleven kunnen onderzoekers zelfs tegen het einde van hun carrière niet doen wat ze willen. Bovendien is het samenwerken met hele jonge mensen een uitdaging. '

De komende jaren beschouwt Schönherr als cruciaal om het lonkend perspectief van het hoogleraarschap te kunnen vervullen. 'Maar je moet daarvoor ook geluk hebben. Er moet een functie beschikbaar komen en je moet goed zijn. Mijn publicatielijst is niet slecht, maar wat gebeurt er de komende vijf jaar? Er is minder belangstelling voor exacte studies. Als dat niet verandert, zullen de natuurwetenschappen geen sterke positie hebben.'

Onverstandig vindt Schönherr. Want hij verwacht van de scheikunde juist een belangrijke bijdrage aan een duurzamer samenleving. 'Nieuwe technologie kan veel huidige problemen oplossen. Door miniaturisering, maar ook door meer efficiëntie omdat we materialen en processen beter begrijpen. '

Echter, vooral de opwindende onderwerpen krijgen nu aandacht, constateert Schönherr met enige onrust. Financiers van wetenschap letten steeds meer op de krenten en minder op de pap. 'Weinig spectaculaire voorstellen hebben steeds minder kans van slagen.'

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden