Nobelprijswinnaar Feringa komt met nieuw onderzoek: nanospiertjes tillen snippertje papier op

Jaren heeft de groep van de Groningse Nobelprijswinnaar Ben Feringa er aan gewerkt, en nu is het zover: maandag publiceren ze een eerste artikel over bewegende spierachtige draden die ze in een reageerbuis maken. In experimenten laten ze zien hoe die nanospiertjes kleine snippers papier optillen, van energie voorzien door licht.

Foto's van Feringa's synthetische spier die een snippertje papier van een halve milligram optilt onder invloed van uv-licht van links. Foto RUG

'Nanomotortjes zijn natuurlijk prachtig, maar waar het uiteindelijk om gaat is of bewegingen van moleculen iets in de tastbare macrowereld kunnen betekenen. Dit is daarvoor een aanwijzing', zegt Feringa vanaf een chemieconferentie in München. Vorig jaar kreeg hij zijn Nobelprijs voor de ontdekking van moleculaire karretjes die onder invloed van licht kunnen rondrijden.

Noodle-achtige sliertjes

Volgens Feringa kan de vinding leiden tot oppervlakken die met licht in beweging kunnen worden gezet, bijvoorbeeld om in levende weefsels celgroei te beïnvloeden. Samen het UMC Groningen wordt al gekeken naar een combinatie met levende stamcellen, die daardoor in de gewenste vorm worden gedwongen.

In het tijdschrift Nature Chemistry laat de Groningse groep nu zien hoe de moleculaire motortjes die destijds in het nanokarretje de wielen aandreven, ook in lange slierten geordend kunnen worden. Uit de korte moleculen vormen zich via chemische trucs microscopische vezels. Die blijken vervolgens noodle-achtige sliertjes te kunnen vormen in een waterige oplossing. 'Fantastisch om te zien', zegt eerste auteur Jiawen Chen.

Het hele proces verloopt via zogeheten zelfassemblage: de chemische onderdelen en later de vezeltjes vallen onder de juiste omstandigheden vanzelf op hun plaats. Het resultaat bevat meer dan 95 procent watermoleculen. Dat maakt het volgens Feringa bij uitstek geschikt voor toepassingen in biologische systemen. 'Het valt bijvoorbeeld gemakkelijker uit elkaar dan lange polymeren, waar ook wel mee geexperimenteerd wordt. Die blijven eigenlijk te lang goed.'

In de reageerbuizen blijken de sliertjes door de gezamenlijke reactie van alle motormoleculen snel naar een lichtbron toe te kunnen buigen. In experimenten samen met materiaalfysici in Groningen tilden de onderzoekers met hun spiertje een papiersnipper van een halve milligram op.

Polymeerfolies

De Eindhovense chemicus prof Dick Broer pioniert al jaren met plastics die zijn opgebouwd uit organische vloeibare kristallen, bekend uit de displays van digitale polshorloges en wekkers. Eerder kwam hij in het nieuws met polymeerfolies die onder invloed van licht vervormen, en soms ook blijvende bewegingen uitvoeren.

Broer noemt in een reactie Feringa's nieuwe resultaten interessant. 'Vooral het hoge gehalte aan water is interessant, vooral voor biologische toepassingen.' Bewegende kunststoffen is inmiddels een bloeiend vakgebied aan het worden, zegt Broer. Vanaf vandaag vindt in Veldhoven een hele conferentie over het onderwerp plaats. Hij presenteert er een coating die zandkorrels van zonnecellen rilt.

Meer over