Niks meer missen?
Schrijf je in voor onze nieuwsbrief!
Foto: Eva Hofman
wetenschap

Professor Buma maakte een moleculaire schakelaar: 'Het is net Harry Potter'

Eva Hofman,
19 februari 2018 - 10:19

Wetenschappers van het Van 't Hoff Institute for Molecular Sciences (HIMS) van de Universiteit van Amsterdam en de Universiteit van Murcia (Spanje) hebben een nieuwe moleculaire schakel ontwikkeld. Schijn er een lichtje op, en hij beweegt als de trapas en pedalen van een fiets. Professor Wybren Jan Buma legt uit wat je daarmee kunt. 

Wat heeft u onderzocht?

‘Een van de meest bekende moleculaire schakelaars is azobenzeen. Dit is een molecuul dat bestaat uit twee benzenen (benzeen is een zeshoekig ringetje) verbonden door twee stikstofatomen. Als je licht op die verbinding schijnt, gaan de twee ringetjes ten opzichte van elkaar draaien, en zodra dat gebeurt, veranderen de structuur en de eigenschappen van het molecuul. Het wordt dus een soort schakelaar. Een soortgelijke schakelaar zie je terug in bijvoorbeeld het oog. Het feit dat we elkaar kunnen zien, komt doordat er een vergelijkbaar, natuurlijk mechaniek in ons oog zit.’

 

‘Het probleem is dat dat draaimechanisme relatief veel ruimte nodig heeft om goed te werken. Het werkt prima in een vloeistof, zoals water, omdat daar genoeg ruimte is voor de atomen om te draaien. In een vaste stof of zoiets als plastic gaat dat veel moeilijker, daar is veel minder ruimte. We hebben nu een mechanisme ontworpen dat op dezelfde plaats blijft draaien, zoals de trapas van een fiets, en daardoor veel minder ruimte in beslag neemt.’

Foto: UvA

Wat is daar de praktische toepassing van?

‘Die ligt vooral in de moleculaire nanotechnologie. Je kunt dan denken aan onderdelen voor bijvoorbeeld een moleculaire motor. Of toepassingen in de geneeskunde. Je hebt medicijnen die door licht worden geactiveerd. Het vakgebied dat zich daarmee bezighoudt heet fotofarmacologie. Onze uitvinding zou je bijvoorbeeld kunnen gebruiken om van buiten het lichaam met behulp van licht een plaatselijke verdoving aan en uit te zetten.’

 

‘Met de schakelaar kunnen we ook de eigenschappen van materialen veranderen. In het verleden hebben we bijvoorbeeld met een ander soort schakelaar laten zien dat je een oppervlak water kunnen laten aantrekken of afstoten. Dan krijg je een soort Harry Potter: als je een druppel vloeistof op een plaat legt, kun je met een laserpointer aanwijzen waar de plaat van eigenschap moet veranderen, en zo de druppel over de plaat laten kruipen.’

‘Met een laserpointer kunnen we een druppel over een plaat laten kruipen’

Wie werkten er mee aan het onderzoek?

‘De onderzoeksgroep waar professor Sander Woutersen en ik in werken, bestudeert de interactie tussen moleculen en licht. Twee jaar geleden stelde professor Jose Berna van de University of Murcia in Spanje deze nieuwe verbinding voor. We zijn toen meteen begonnen met experimenteren en theoretische berekeningen te doen,  tezamen met dr. Saeed Amirjalayer, indertijd een postdoc in onze groep, en Alberto Martinez-Cuezva van die universiteit.’

 

‘Ons onderzoek staat deze week op de cover van het gerenommeerde chemisch-wetenschappelijke tijdschrift Angewandte Chemie International Edition. Die interactie van moleculen met licht is zo belangrijk, het is een fantastisch vakgebied.’

Lees meer over