Desgevraagd

Prof.dr. Bernard Lucas (Ben) Feringa, hoogleraar organische chemie aan de Rijks-universiteit Groningen, was in 1999 de eerste die een moleculaire motor wist te maken: een molecuul waarbij een deel beweegt ten opzichte van de rest, liefst in één richting. Het molecuul van Feringa bestond uit een propeller die voortdurend in dezelfde richting draaide zolang het werd beschenen met flitsen ultraviolet licht.

Dr. Rienk Eelkema, universitair docent bij chemical engineering (Technische Natuurwetenschappen) promoveerde in 2006 bij Feringa en ontwikkelde ook een moleculaire motor om een microscopisch object mee te draaien. Hij was erg verrast door de toekenning van de Nobelprijs. “Ik had het later verwacht”, zegt Eelkema desgevraagd. “Meestal wordt een Nobelprijs in de Chemie toegekend als de eerste toepassingen verschijnen. Dat is bij moleculaire motoren nog niet het geval.”

Waarom dan toch een Nobelprijs? Omdat het volgens Eelkema een heel nieuw onderzoeksveld is. “Er was indertijd niemand mee bezig. Feringa is gewoon iets gaan doen waar niemand aan gedacht had, en heeft in dat gebied belangrijke stappen gezet.”

Toepassingen verwacht Eelkema in eerste instantie van moleculaire schakelaars, dat zijn moleculen met twee mogelijk vormen die onder externe invloed (licht, warmte, zuurgraad) omschakelen. Als voorbeeld noemt hij getinte brillenglazen die kleuren onder invloed van licht. Moleculaire motoren zullen vast wel toepassingen vinden, denkt Eelkema, maar dan iets wat wij nu nog niet kunnen bedenken. Wat dat betreft is het een vrij fundamentele Nobelprijs dit jaar.

“Feringa dacht groot. Ik denk niet dat hij heel verbaasd was toe hij hoorde dat hij de Nobelprijs kreeg”, vertelt chemicus dr. Wolter Jager (TNW).

Jager promoveerde in 1994 bij Feringa op moleculaire schakelaars. Speculeren over toepassingen durft Jager niet. “De nanomachientjes zijn niet veel groter dan de moleculen om hen heen. Dat betekent dat ze aan grote krachten blootstaan. Ze worden continu gebombardeerd. De analogie met de auto die vaak gemaakt wordt, is leuk. Denk maar niet dat die auto rechtuit gaat. Hij wordt doorlopend gebombardeerd door grote rotsblokken.”

Hoogleraar zelf-assemblerende systemen prof.dr. Jan van Esch (TNW) werkte als postdoc en universitair docent in de vakgroep van Feringa tot hij in 2007 aan de TU Delft een onderzoeksgroep ging leiden. Hij vindt dat Feringa een doorbraak heeft bereikt.

“De doorbraak is dat het gelukt is om energie aan een systeem toe te voegen en dat direct om te zetten in beweging. Normaal gesproken wordt er warmte ontwikkeld en die moleculaire chaos zetten we dan met machines om in beweging. Een moleculaire motor zet straling direct om in beweging”, aldus Van Esch.

Als eerste toepassingen verwacht Van Esch moleculen die op een nuttige manier externe energie om kunnen zetten in beweging bijvoorbeeld als moleculaire sensor of versterker. Daarmee wordt het mogelijk om kleine chemische signalen te versterken zonder de tussenkomst van elektronica.