Maandag 16/09/2019

Laat duizend kristallen bloeien

Drie jaar lang worstelde de Nederlandse fysisch chemicus Wim Noorduin op Harvard met de wetten van bijzondere kristalgroei. Nu halen zijn wonderbaarlijke microscopische bloementuinen de wereldpers.

Hij weet nog goed dat hij voor het eerst met de elektronenmicroscoop keek naar wat hij net in zijn bekerglas had gecreëerd, zegt Wim Noorduin, een Nederlandse fysisch chemicus wiens werk onlangs de cover van het weekblad Science sierde. "In eerste instantie is zo'n beeld altijd een beetje wazig. Ik wees mijn technicus waar we moesten inzoomen en eigenlijk meteen was daar, paf, dat ding dat er echt helemaal uitziet als een roos. Met een keurige steel en prachtige bladeren. We vielen bijna letterlijk van onze stoelen. Zo ongelofelijk gaaf, dat ding."

Dat gevoel van ongeloof overvalt iedereen die de beelden ziet. Noorduin maakt ze sinds enkele jaren van bijzondere kristallen van bariumcarbonaat silicium-oxide, die hij kan laten groeien op glazen plaatjes in verzadigde oplossingen.

Zijn team beheerst de technieken en de betrokken wetmatigheden inmiddels zo goed, dat ze ermee kunnen beeldhouwen. En het resultaat lijkt haast te mooi om waar te zijn. Een enorme variëteit aan bloemachtige structuren, elk pakweg 50 micrometer (50 duizendsten van een millimeter) groot, van pronte tulpachtigen tot krullerige rozen, krullende seringen en grillige vetplanten en koraalachtige vingerstructuren, alles is er. Er lijkt geen limiet aan wat er in Noorduins microtuinen wil groeien.

Een beetje schone schijn is dat overigens wel, zegt de Nederlandse post-doc in alle eerlijkheid. "We laten in dit onderzoek op een glaasje miljoenen van deze kristalletjes in een betrekkelijk simpel bekerglas groeien onder chemische omstandigheden die van plaats tot plaats geleidelijk variëren. Door het glazen substraat daar als een soort helling schuin in te zetten, zie je de variëteiten vanzelf op verschillende hoogten ontstaan. Voor onze paper pikken we daar dan weer de interessante exemplaren uit. Zo doe je dat."

In de ruwe microscoopbeelden is het allemaal grijs. Voor de presentaties, bijvoorbeeld die in Science, schroomde Noorduin echter niet om ze in te kleuren. Door de oogharen gezien, lijken zijn microscopische kristaltuinen - je bent een Nederlander of je bent het niet - echte bollenvelden. En anders toch op zijn minst kunstige creaties van gekleurd suikergoed, rood, groen, paars. Vooral dankzij de spectaculaire beelden, vermoedt hij, wordt hij de laatste weken platgebeld door journalisten en media. "Ik leg net de vorige neer. Het is een beetje een gekkenhuis."

Zelf is hij nog steeds niet helemaal gewend aan de weelderige werelden die hij met chemisch vernuft realiseert. "Het zijn echt hele landschappen vol wonderlijke rechtopstaande microstructuren, die ook gewoon heel uitgestrekt zijn. Mijn samples zijn twee bij twee centimeter. Voor een microscoop is dat een hele wereld waarin je letterlijk rond kunt dwalen. Elke keer is het weer prachtig."

Het was voor de überenthousiaste post-doc in Harvard bepaald niet gemakkelijk om er drie jaar min of meer zijn mond over te houden. "Het is allemaal zo wonderschoon dat je het het liefst van de daken wilt schreeuwen en delen met iedereen die je tegenkomt. Maar we wilden eerst echt precies doorgronden wat we nou zien gebeuren. Dat heeft tijd gekost. Een Science-coverpublicatie is dan overigens wel het gedroomde resultaat. En een fijne opmaat naar meer publicaties, die nu wel snel gaan komen."

Kiezelwiertjes

Wim Noorduin (32) is van origine chemicus maar promoveerde in Nijmegen op de kristallisatie van eiwitten. Daarna vertrok hij naar de VS met zijn Nederlandse beurs. Maar eenmaal aangekomen op Harvard bleek het kristallografische onderzoek dat hij wilde doen al door een andere post-doc opgepakt. Een tegenvaller.

"Ik moest iets anders verzinnen. Het toeval wilde dat ik juist op dat moment een geweldig boek las van wetenschapsjournalist Philip Ball. The Self-Made Tapestry over biomineralisatie, van microscopische kiezelwiertjes tot insectenschubben, structuren die kennelijk onder de juiste omstandigheden zomaar kunnen groeien. Daar is het idee ontstaan om de betrokken fysische chemie te gaan onderzoeken."

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met De Morgen?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van De Morgen 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 info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234