Zondag 16/05/2021

Nederlander wint Nobelprijs met nano-auto

Nederlander Ben Feringa is een van de winnaars van de Nobelprijs voor scheikunde. Hij wordt beloond voor onderzoek naar moleculaire machines, zoals zijn nano-auto. De andere laureaten zijn Jean-Pierre Sauvage en Sir J. Fraser Stoddart.

Onderzeeërtjes die door de bloedbaan zwemmen om het lichaam te controleren. Robotbacteriën die medicijnen bezorgen. Onzichtbaar kleine fabriekjes die in razend tempo grondstoffen aan elkaar klikken, of zelfs computerprintplaten bouwen... Over moleculaire machientjes is het allemaal wel eens gezegd. Ooit, in de verre toekomst, zeggen experten er steevast bij; je weet nooit waarin het vakgebied uitmondt.

"Het is nu nog spielerei", zegt nanobioloog Cees Dekker over de pioniersexperimenten met bewegende moleculaire motortjes waarvoor nanotechnoloog Ben Feringa de Nobelprijs wint. "Maar het zijn ook de allereerste stapjes op weg naar de toekomst."

Supertanker

Dat er "nog volop ruimte aan de onderkant" van techniek zit, werd in die woorden voor het eerst voorspeld door Richard Feynman, in 1959. Het moet mogelijk zijn, opperde hij, om moleculen ook mechanisch met elkaar te laten samenwerken: als onderdeeltjes van een motor, in plaats van alleen met de gebruikelijke scheikundige atoombindingen. Alsof je Lego-blokjes niet alleen aan elkaar klikt met de daartoe bestemde nopjes, maar er ook onderdelen mee maakt waaruit je vervolgens een machine bouwt.

De experimenten van Feringa zijn daarin voorzichtige openingszetten. In 1999 slaagde hij er als eerste in om een rotortje te maken dat telkens een slagje dezelfde kant op draait onder invloed van flitsjes ultraviolet licht. De 'motor' bestaat uit twee platte moleculen die onder invloed van licht verdraaien als een soort veer, en daarna weer ontladen, met een soort zwembeweging als gevolg. Nu kan de propeller 12 miljoen toeren per seconde maken.

Ronduit lollig was de 'auto' die Feringa in de jaren daarop maakte: een langwerpig molecuul met aan de uiteinden vier 'wielen', opnieuw draaiend onder invloed van licht. Bij een derde experiment dat het Nobelcomité met nadruk noemt, bracht zijn groep een glazen cilindertje van 0,03 millimeter aan het draaien met moleculaire motortjes - een prestatie die in afmetingen vergelijkbaar is met het in beweging brengen van een supertanker met een handboor.

De wetenschappers waarmee Feringa de prijs deelt, deden minstens zo opvallend pionierswerk. De Fransman Jean-Pierre Sauvage ontdekte een manier om twee chemische ringen aan elkaar te klikken tot een soort miniketting, waarna hij het in vervolgexperimenten voor elkaar kreeg om een van de schakels gecontroleerd rondjes te laten draaien, opnieuw als een moleculaire motor.

De Schot Fraser Stoddart creëerde in 1991 een soort moleculaire bout en moer. Daarmee bouwde hij een lift die zichzelf 0,7 miljoenste millimeter kan optillen: een soort spierballetje en zelfs een moleculaire transistor die volgens hem ooit aan de basis kan staan van een totaal nieuw soort computer.

De grote vraag, zegt nanobioloog Dekker, "is hoe we ooit van deze moleculen naar supercomplexe systemen kunnen komen. We willen begrijpen hoe moleculen samen een functioneel, werkend ding bouwen."

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234