Skip to ContentSkip to Navigation
Over onsNieuws en agendaNieuwsberichten

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

  • 05 december 2018

    Fotoreportage: De schatten van de UB

    Fotoreportage over bijzondere boeken op de afdeling Bijzondere collecties van de UB.

  • 30 november 2018

    NTU Singapore and UG sign Double Doctorate agreement

    The highly ranked Nanyang Technological University ( NTU ) in Singapore and the University of Groningen (UG) have signed a Collaborative Degree PhD Programme in Materials and Nanoscience/-engineering . This agreement allows for the co-supervision of...

  • 29 november 2018

    SLF Afstudeerprijs voor student Technische Bedrijfskunde

    Masterstudent Bram Klein Kranenbarg van de Rijksuniversiteit Groningen heeft de SLF Afstudeerprijs 2018 gewonnen. Hij nam het in de finale op tegen Collin Drent van de Technische Universiteit Eindhoven. De jury koos unaniem Bram Klein Kranenbarg als...