Je leest:

Nijmeegse nanomotor gaat als een raket

Nijmeegse nanomotor gaat als een raket

Auteur: | 1 maart 2012

Onderzoekers van de Radboud Universiteit Nijmegen hebben een chemisch aangedreven nanomotor gefabriceerd. Hij werkt volgens het raket-principe: de uitstoot van zuurstofgas zorgt voor de voortstuwing. ‘We denken dat dit de eerste echt bruikbare nanomotor is,’ zegt postdoc onderzoeker Daniela Wilson. Ze beschreeft de ontwikkeling van de nanomotor in een artikel dat eerder deze week op de website van Nature Chemistry verscheen.

Radboud Universiteit

Onder leiding van hoogleraar bio-organische chemie Jan van Hest maakte Wilson een speciale variant van de nanocapsules waarmee de Radboud Universiteit al eens in het nieuws was. De capsules zijn geschikt voor het microscopisch vervoer van allerlei nuttige zaken, zoals medicijnen. Dankzij de straalaandrijving van Wilson kunnen ze nu ook ‘zelfstandig’ op weg om hun lading ergens af te leveren.

De nanomotor dankt zijn werking aan reactieve nanodeeltjes van platina. Die zetten vloeibaar waterstofperoxide (de ‘brandstof’) om in water en gasvormig zuurstof. Het gas ontsnapt aan één zijde uit de capsule en de reactiekracht zorgt dan voor voorstuwing naar de andere kant. Een beetje zoals bij een ballon die leegloopt.

Ingedeukte voetbal

Bij de vervaardiging van de nanomotor maakten de onderzoekers handig gebruik van hun eerder opgedane kennis om hun capsules tot een soort kommetjes op te vouwen. Die zien er een beetje uit zoals een leeggelopen, ingedeukte voetbal. Het lukte Daniela Wilson om in de kommetjes de raketmotor-platinadeeltjes op te sluiten. In een oplossing van waterstofperoxide in water deden de capsules precies wat de bedoeling was: ze bewogen zich voort dankzij de uitstoot van zuurstofgas.

Zo maak je een nanoraket

Stap 1 (0:00 – 0:20 in de animatie): laat polymeren – lange moleculen die aan de ene kant van water houden en aan de andere kant water afstoten – zelf nanocapsules vormen Stap 2 (0:30 – 0:50 in de animatie): Duw de capsules in elkaar tot een kommetje met behulp van osmotische druk (zoals je een slappe voetbal naar binnen vouwt). Doe een reactief nanodeeltje (hier een platinakatalysator) in elk kommetje en zorg ervoor dat die er niet meer uit kan. Je nanoraket is nu praktisch klaar. Stap 3 (0:50 – 1:00 in de animatie): Plaats de nanoraketjes in een geschikte brandstof (waterstofperoxide in dit geval). Voilá: de ontsnappende ‘uittlaatgassen’ stuwen de raketjes voort.

De proef op de som zie je hieronder. De lichte bolletjes zijn de echte nanocapsules, waargenomen met een speciale nano tracking microscoop. Je kunt goed zien dat de capsules zich verplaatsen.

Sturen

Net als bij leeglopende ballonnetjes is de beweging van de capsules erg grillig. Zolang er geen manier is om ze te sturen bepaalt het toeval in welke richting ze bewegen. Daar hopen de onderzoekers in een vervolgstudie een mouw aan te passen. Ook zal er dan een manier gevonden moeten worden om de brandstof ‘aan boord’ te krijgen. Want rondvliegen in waterstofperoxide is leuk in het lab, praktisch gezien heeft het geen betekenis. Om medicijnen rond te brengen moeten de raketjes zich door bloed en andere lichaamsvloeistoffen kunnen bewegen.

Bekijk hieronder een nieuwsitem van Omroep Gelderland met daarin een kort interview met onderzoeksleider Jan van Hest.

Publicatie

Daniela A. Wilson, Roeland J. M. Nolte & Jan C. M. van Hest Autonomous movement of platinum-loaded stomatocytes Nature Chemistry, published online 26 February 2012 doi:10.1038/nchem.1281

Meer over nanomotoren op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/nanomotor/moleculaire-motor/index.atom?m=of", “max”=>"10", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 maart 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.