Dit artikel schreven wij in 1999 over het onderzoek van Ben Feringa naar een moleculaire motor. Voor dit onderzoek kreeg Feringa in 2016 de Nobelprijs voor de Scheikunde.

GRONINGEN (NL) – Een Nederlands-Japans onderzoeksteam heeft aangetoond dat het mogelijk is een motor te maken op moleculair niveau.

Groningse onderzoekers hebben een symmetrisch molecuul geconstrueerd waarvan de helft in één richting kan ronddraaien. De rotor loopt op lichtenergie. Onderzoeksleider Feringa: “Gecontroleerde rotatie is het kernbeginsel van een motor. Wat we nu hebben gemaakt staat nog ver van een echte motor af, maar we hebben het principe aangetoond.”

De moleculaire rotor bestaat uit twee identieke helften. Ze zijn verbonden door een dubbele koolstof-koolstofband die als as fungeert. Elke helft bestaat uit drie ringen van zes koolstofatomen met aan de buitenste ring een methylgroep. Aangedreven door lichtenergie kunnen de helften ten opzichte van elkaar draaien. In vier stappen kunnen ze een volledige cirkel maken.

Nanotechnologie

Gevoed door lichtenergie klapt het molecuul in de eerste stap om, waardoor de twee helften van het molecuul vlak bij elkaar komen te staan. Dit is een energetisch ongunstige toestand. Het gevolg is dat het molecuul 20 graden doorklikt. Deze stap is onomkeerbaar. Bij de derde stap roteert het molecuul verder onder invloed van lichtenergie. Tot slot komt het molecuul weer in zijn oorspronkelijke toestand terecht; hiervoor is opwarming tot 60°C nodig.

De rotor kan een belangrijke rol gaan spelen in de nanotechnologie. Hierbij worden apparaten gemaakt op moleculair niveau. Zo zijn er al nanoschakelaars, nanotandwielen en nanopendels; allemaal met afmetingen in de orde van miljardste meters. De moleculaire motor ontbrak nog, maar de nu ontwikkelde rotor kan een belangrijke rol gaan spelen. Tot nu toe heeft de rotor slechts driemaal rondgedraaid, maar dat was genoeg voor een publicatie in Nature.

Auteur: Gijs van Hengstum

Ben Feringa schreef in 1990 al eens een artikel in de voorganger van New Scientist, Natuur en Techniek. Dit artikel ging over de toenmalige winnaars van de Nobelprijs, de prijs die hij 26 jaar later zelf in ontvangst mocht nemen. Het artikel is hier te lezen. 

Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.

Lees verder: