Zojuist is bekendgemaakt dat de Nobelprijs voor de scheikunde van 2016 gaat naar drie wetenschappers voor het ontwikkelen voor wel heel kleine machines.

Aan het rijtje Nobelprijswinnaars kunnen vandaag drie namen worden toegevoegd: Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart en Bernhard L. Feringa. En de laatste is een onderzoeker van eigen bodem! De drie heren hebben de prijs gekregen voor hun werk aan moleculaire machines.

Moleculaire machines

Een moleculaire machine wordt door het comité gedefinieerd als ‘de samenkomst van een aantal moleculaire componenten die zijn ontworpen om machine-achtige bewegingen uit te voeren als ze worden gestimuleerd van buitenaf’. In makkelijkere bewoording: bijeengebrachte moleculen die met behulp van energie van buitenaf een taak kunnen volbrengen.

Een van de eerste stappen richting een moleculaire machine werd ondernomen door Jean-Pierre Sauvage. In 1983 koppelde hij twee ringvormige moleculen aan elkaar die een ketting vormden, een catenaan genoemd. Normaal gesproken is er een covalente binding aanwezig wanneer moleculen aan elkaar worden verbonden, een binding waarin de atomen een of meer gemeenschappelijke elektronenparen hebben. Maar in het geval van Sauvage hadden de moleculen een mechanische binding. De moleculen konden ten opzichte van elkaar bewegen.

Fraser Stoddart zette in 1991 nog een stap in het ontwikkelen van ’s werelds kleinste machines door een rotaxaan te bouwen. Hij schroefde een moleculaire ring op een dunne moleculaire as en liet zien dat de ring met de as mee kon bewegen. Met deze techniek kon later een moleculaire lift, een moleculaire spier en een op moleculen gebaseerde computerchip worden gemaakt.

Nederlandse onderzoeker

In de jaren die volgden op de ontdekking van Stoddart, probeerden verschillende onderzoekers een moleculaire machine te maken die gecontroleerd kon bewegen. En daar kwam de onderzoeker van de Universiteit Groningen, Ben Feringa, om de hoek kijken. In 1999 was hij namelijk de eerste die een moleculaire propeller wist te maken die steeds in dezelfde richting draaide door het motortje te beschijnen met ultraviolet licht. Met behulp van deze techniek maakte Feringa en zijn team zelfs een ‘nano-auto’.

Met deze uitreiking wil het comité de ontwikkeling van moleculaire machines een steuntje in de rug geven. Ze staan nog steeds redelijk in de kinderschoenen, maar volgens het comité kunnen de machines in de toekomst een plaatsje in ons dagelijks leven gaan innemen.

Binnenkort verschijnt er een interview met Ben Feringa in KIJK!

Bronnen: persbericht Nobelprize.org, uitleg Nobelprize.org (pdf)