Skip to ContentSkip to Navigation
Over onsNieuws en agendaNieuwsberichten

Eerste chemisch aangedreven moleculaire motor

08 juni 2016
Ben Feringa

RUG-hoogleraar scheikunde Ben Feringa heeft een nieuwe primeur. Na de eerste moleculaire motor en de eerste moleculaire auto (allebei aangedreven door middel van licht) en nog een paar andere ontdekkingen heeft hij nu een ronddraaiend motormolecuul gemaakt dat loopt op chemische energie. De nieuwe motor is beschreven in Nature Chemistry van 6 juni.

Onze cellen zitten vol moleculaire motoren, de natuur weet heel goed hoe je die moet maken. Maar chemici en materiaalwetenschappers willen graag hun eigen motoren ontwikkelen, bijvoorbeeld om moleculaire machines mee aan te drijven. Ben Feringa is wereldwijd erkend als pionier in dit vakgebied. Hij heeft vooral moleculaire motortjes gemaakt die door licht worden aangedreven. Die zijn echter minder handig voor gebruik in het lichaam, of in een troebele oplossing.

Schema van de moleculaire motor | Illustratie Nature Chemistry
Schema van de moleculaire motor | Illustratie Nature Chemistry

Mede daarom ging hij op zoek naar een manier om motortjes met een chemische aandrijving. Het moest opnieuw een draaiende rotor worden (zeg maar een scheepsschroef), gebaseerd op twee ringen waarvan er eentje kan ronddraaien, naar één kant. De twee ringen zijn met elkaar verbonden via twee koolstofatomen, die al draai-as dienen. Normaal gesproken blijft de bovenste ring onbeweeglijk staan door zwakke binding tussen atomen in het molecuul.

Feringa en zijn medewerkers bedachten dat een metaal als katalysator die binding kan losmaken, zodat het molecuul van vorm verandert en de bovenste ring een halve draai maakt. Daarna zou een tweede katalysator de ring nog een ‘duw’ moeten geven om een volledige omwenteling te produceren.

Wat Feringa toen bedacht is dat één katalysator wellicht beide stappen kan verzorgen. Een katalysator op basis van het metaal palladium kan de ring eerst oxideren en dan weer reduceren, wat de twee benodigde duwtjes zou opleveren. En het lukte inderdaad om de reactieomstandigheden waaronder dit kon plaatsvinden. De Groningse chemici lieten zien dat het werkte, maar het ging niet zo snel: in eerste instantie was er ongeveer een dag nodig om een verzameling motormoleculen in oplossing een volledige omwenteling te laten maken. Bovendien was er tussendoor een aanpassing van de temperatuur nodig en moesten nieuwe reagentia worden toegevoegd.

Maar vervolgens is de reactie gestroomlijnd waardoor deze sneller en eenvoudiger verliep, al bleek dat het aantal moleculen dat een volledige omwentelingen maakte hierdoor wat lager kwam te liggen. Dat was echter niet erg, dit experiment bewijst dat het mogelijk is om een moleculaire motor te maken die, aangedreven door chemische energie, een omwenteling in één richting maakt. En ook de door licht aangedreven moleculaire motor van Feringa is ooit zo begonnen: traag en complex, maar nu draait die op hoge snelheid rond. Wordt vervolgd dus…

Reactieschema van de motor | Illustratie Nature Chemistry
Reactieschema van de motor | Illustratie Nature Chemistry

Referentie: Beatrice S. L. Collins, Jos C. M. Kistemaker, Edwin Otten & Ben L. Feringa, A chemically powered unidirectional rotary molecular motor based on a palladium redox cycle. Nature Chemistry, 6 June 2016, DOI 10.1038/nchem.2543

Zie ook dit bericht in De Volkskrant.

Tekst: René Fransen, ScienceLinx

Laatst gewijzigd:13 februari 2017 11:32

Meer nieuws

  • 17 mei 2018

    Kans op langdurige rouwstoornis bij vermissing lijkt vijf keer groter dan bij natuurlijk overlijden

    Vermissing van een dierbare leidt in ongeveer de helft van de gevallen tot langdurige psychologische klachten bij achterblijvers. De kans op ontstaan van een langdurige rouwstoornis bij vermissing lijkt vijf keer groter dan na een natuurlijk overlijden...

  • 16 mei 2018

    Het nut van algen boven water

    Tussen de Bahama’s en Ierland goten algenonderzoeksters Maria van Leeuwe en Jacqueline Stefels van de RUG honderden liters oceaanwater door hun filters. Ze voeren op onderzoeksschip de Pelagia een etappe van de NICO-expeditie mee. Het Netherlands Initiative...

  • 09 mei 2018

    Petra Rudolf gekozen tot nieuwe voorzitter European Physical Society

    RUG-hoogleraar Experimentele Vaste Stof Fysica Petra Rudolf is verkozen tot 'president' van de European Physical Society (EPS). Met ingang van april 2019 zal zij deze organisatie, die natuurkundige vakverenigingen in heel Europa (inclusief Turkije en...