Skip to ContentSkip to Navigation
About usNews and EventsNews articles

090 - Een druppel die bergopwaarts klimt

29 augustus 2005

Een groep wetenschappers uit Groningen, Edinburgh en Bologna is er als eerste in geslaagd om een met het blote oog waarneembaar object - een druppeltje vloeistof - te verplaatsen door middel van moleculaire motoren. “Nog nooit was ik zo blij met een beweging van een druppel,” zegt onderzoekster prof.dr. Petra Rudolf van het Materials Science Centre van de Rijksuniversiteit Groningen. De vinding wordt gepubliceerd in het toonaangevende wetenschappelijk tijdschrift Nature Materials.

Ook de natuur gebruikt moleculaire motoren om objecten te verplaatsen. Soms zijn dit objecten van dezelfde orde van grootte als de motoren (bijvoorbeeld eiwitten), soms ook zijn de objecten miljoenen malen groter zijn dan de moleculen die de motoren vormen. Het samentrekken van spieren is een voorbeeld van dit laatste.

De samenwerkende onderzoekers uit Groningen, Edinburgh en Bologna zijn door dit laatste voorbeeld geïnspireerd. Zij hebben een kunstmatige moleculaire motor vervaardigd die een macroscopisch object, een vloeistofdruppel, kan verplaatsen door collectief gedrag van de motormoleculen.

Bestuurbare moleculen

Het werk wordt verricht door een bijzonder soort moleculaire motoren, rotaxanen geheten. Rotaxanen zijn moleculen die gevormd zijn uit een ring die rond een staaf geschoven is. Onder invloed van licht kan de positie van de ring op die staaf veranderen. Daarmee veranderen ook sommige eigenschappen van het molecuul.

Bevochtigbaarheid

Het specifieke molecuul dat de onderzoekers gebruikten, bevat een fluorinegroep. De ring kan twee posities innemen. Als de ring ver van die fluorinegroep af staat, krijgt een oppervlak dat met dit molecuul gecoat is dezelfde eigenschap als de bekende Teflonpan: een vloeistof hecht zich er niet aan. Als de ring in de andere stand staat, wordt de fluorinegroep afgedekt en kan een vloeistof zich wel aan het oppervlak hechten. Zo is het mogelijk een oppervlak te maken waarvan de ‘bevochtigbaarheid’ met behulp van licht kan worden beïnvloed.

Klimmen

De onderzoeksgroep heeft een laag rotaxanen van slechts één molecuul dik op een verguld plaatje glas of mica aangebracht. Daarop wordt een druppeltje van één miljoenste liter vloeistof (afmeting ongeveer 1mm) aangebracht. De vloeistof di-iodomethaan werkt het beste. Als nu vlak naast het druppeltje met een lichtstraal de ‘bevochtigbaarheid’ wordt veranderd, gaat het druppeltje bewegen in de richting van het belichte gebied. Dat lukt zelfs als het oppervlak schuin staat en de druppel tegen een helling van twaalf graden op moet klimmen.

Laboratoria op een chip

Het gevonden principe zal goed gebruikt kunnen worden om uiterst kleine hoeveelheden vloeistoffen te verpompen in ‘laboratoria op een chip’, voorspelt Rudolf. Vooral uit de medische hoek bestaat daarvoor veel belangstelling.

Noot voor de pers

Meer informatie: prof. dr. Petra Rudolf, Materials Science Centre, tel. (050) 363 4843/4736,

e-mail: P.Rudolf@rug.nl

Illustraties: Foto’s en video-opnamen van het experiment zijn beschikbaar.
Zie: Video 1

Titel: Macroscopic transport by synthetic molecular machines.

Betrokken onderzoekers:

José Berná, David A. Leigh, Emilio M. Pérez, School of Chemistry, University of Edinburgh, The King’s Buildings, West Mains Road, Edinburgh EH9 3JJ, Verenigd Koninkrijk

Monika Lubomska, Sandra M. Mendoza, Petra Rudolf, Materials Science Centre, Rijksuniversiteit Groningen, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen

Gilberto Teobaldi , Francesco Zerbetto, Dipartimento di Chimica ‘G. Ciamician’, Universitá degli Studi di Bologna, v. F. Selmi 2, 40126 Bologna, Italië

Laatst gewijzigd:15 september 2017 15:20

Meer nieuws

  • 23 augustus 2019

    Opening Academisch Jaar 2019-2020 in teken van data

    De officiële opening van het 406e Academisch Jaar van de Rijksuniversiteit Groningen is op maandagmiddag 2 september 2019 in de Martinikerk. Rector Magnificus Cisca Wijmenga leidt voor het eerst de feestelijke ceremonie. Deze vindt plaats van 16.00...

  • 13 augustus 2019

    Eat, sleep, recycle

    De 51e editie van de KEI-week staat in het teken van duurzaamheid. De afgelopen jaren zijn steeds meer duurzame initiatieven gestart en bestaande projecten verbeterd. Stichting KEI wil studenten inspireren en haar maatschappelijke verantwoordelijkheid...

  • 12 augustus 2019

    Geen verband tussen koude winters en Arctische klimaatverandering

    Recente studies naar de relatie tussen de afname van zee-ijs op de Noordpool en ijskoude winters op gematigde breedtes, zoals de Polar Vortex koudegolven in Noord-Amerika, lijken te suggereren dat er een verband is tussen koude winters en Arctische...