Skip to ContentSkip to Navigation
Onderdeel van Rijksuniversiteit Groningen
Science LinXScience LinX nieuws

Twee lichtschakelaars in één molecuul

13 juli 2016

Groningse onderzoekers onder leiding van hoogleraar organische chemie Ben Feringa hebben een molecuul gemaakt dat twee afzonderlijk te ‘bedienen’ lichtschakelaars bevat. Hiermee presenteert Feringa opnieuw een nieuw stuk gereedschap voor met licht te controleren functionele materialen. Een artikel over de combi-schakeling verscheen op 12 juli in Nature Communications.

Feringa is al jaren een pionier op het terrein van katalyse, moleculaire motoren en moleculaire schakelaars. Een boeiend voorbeeld van de toepassingen die met zo’n schakeling zijn te maken is een antibioticum waarvan de werking met licht is te controleren. Maar die controle is beperkt tot twee standen. Een dubbele schakelaar biedt al direct veel meer mogelijkheden. Alleen is het een probleem om twee schakelaars te vinden die elkaar niet in de weg zitten.

Er zijn verschillende klassen moleculaire schakelaars die met behulp van licht bediend kunnen worden, maar het is lastig om er twee te vinden die op verschillende golflengten reageren, zodat ze ook echt afzonderlijk te schakelen zijn. In het nieuwe artikel beschrijven de Groningse chemici hoe ze twee zulke schakelingen vonden, en samenbrachten in één molecuul.

Schematische weergave van een molecuul met twee 'lichtschakelaars' | Illustratie Ben Feringa / Nature Communications
Schematische weergave van een molecuul met twee 'lichtschakelaars' | Illustratie Ben Feringa / Nature Communications

Het gaat om een schakelaar gebaseerd op een ‘donor-acceptor Stenhouse adduct’ (DASA) en een azobenzeen. In eerste instantie beschrijven Feringa en collega’s dat in een oplossing met beide moleculen de DASA en azobenzeen schakelaars apart van elkaar te bedienen zijn. Vervolgens zijn ze samen gebracht in één molecuul. Daarbij bleek dat – met enkele voorzorgsmaatregelen – de schakelaars elkaars werking niet beïnvloeden.

Ben Feringa | Foto Science LinX
Ben Feringa | Foto Science LinX

Met de DASA schakelaar is de oplosbaarheid van het molecuul te regelen: in de ene stand is het in water oplosbaar, in de andere voelt het zich beter thuis in tolueen. In een reageerbuis met een laagje tolueen en een laagje water is de locatie van het molecuul te veranderen door het te beschijnen met wit licht.

De azobenzeen schakelaar zorgt ervoor dat het molecuul zich al dan niet bindt aan een zogeheten cyclodextrine, een ringvormige organische verbinding. Op deze manier is het mogelijk een molecuul dat beide schakelaars bevat een cyclodextrine te laten oppikken in water, en die vervolgens te transporteren naar het tolueen. Zowel de binding als de locatie zijn te regelen met (respectievelijk ultraviolet en wit) licht.

Feringa voorziet dat op deze manier slimme materialen te maken zijn waarvan de eigenschappen op een niet-invasieve en omkeerbare manier zijn te beïnvloeden. ‘Het is nog wat vroeg, maar wanneer je twee functies onafhankelijk van elkaar aan en uit kunt zetten, zou dat bruikbaar zijn voor bijvoorbeeld transport door een celmembraan. Je kunt ook denken aan het combineren van twee katalysatoren die je om beurten aan en uit kunt zetten’, zegt Feringa. Maar, voegt hij er aan toe, ‘om dat te realiseren is er nog flink wat werk aan de winkel!’

Referentie: Michael M. Lerch, Mickel J. Hansen, Willem A. Velema, Wiktor Szymanski & Ben L. Feringa: Orthogonal photoswitching in a multifunctional molecular system. Nature Communications 12 juli 2016, doi:10.1038/ncomms12054

Recente artikelen over de groep van Feringa:

Laatst gewijzigd:14 juli 2016 15:09
printOok beschikbaar in het: English

Meer nieuws

  • 11 september 2018

    Van Klokhuis-vraag naar Veni-subsidie

    Als kind was Jorrig Vogels al gefascineerd door taal en vergeleek hij de verschillende woorden voor ingrediënten op verpakkingen. Een jaar terug sleepte de taalonderzoeker een Veni-beurs in de wacht. ‘Taal heeft iets telepathisch: het beeld dat ík in...

  • 07 september 2018

    Constructief overleg – gezamenlijke overeenkomst

    Na een intensief en constructief gesprek met de actievoerende studenten van studentenpartij DAG en ROOD (jongeren SP) is donderdagavond een gezamenlijke overeenkomst bereikt op vier punten, vooral gericht op de lange termijn.

  • 04 september 2018

    Weg met die systeemplafonds

    Als Zuidlarens jongetje vond hij al die oude gebouwen in de stad Groningen maar niks. De interesse in historische panden kwam pas later, tijdens zijn studie Bouwkunde. Als bouwkundige is René Bosscher nu verantwoordelijk voor de buitenkant van de gebouwen...