Je leest:

Slimme materialen

Slimme materialen

Auteur: | 16 augustus 2013

Organische zonnecellen, zichzelf afbrekende medische materialen, sensoren die bepaalde moleculen in je bloed kunnen waarnemen en protheses die een netvlies kunnen vervangen. Het is slechts een kleine opsomming van wat een nieuwe generatie materialen voor ons kan gaan betekenen. Slimme materialen worden ze wel genoemd, molecuul voor molecuul van de grond af opgebouwd door scheikundigen.

Voorbeeld van een slim materiaal: een zelfhelend polymeer.
Institute for Advanced Materials, Case Western Reserve University

Hoe ‘slim’ ze ook zijn, echt denken kunnen die slimme materialen natuurlijk niet want ze hebben geen hersencellen. De reden dat ze zo worden genoemd is omdat ze het vermogen hebben te reageren op veranderingen in de omgeving waarin ze zich bevinden. Denk bijvoorbeeld aan een zelfhelend laagje op het scherm van je smartphone dat reageert op het ontstaan van een krasje door deze te dichten. Vooral voor de regeneratieve geneeskunde – waarbij weefsel gerepareerd kan worden dankzij de hulp van kunstmatige materialen – zijn slimme biomaterialen een grote belofte.

Voor het ontwerpen van zulke materialen kijken wetenschappers het trucje af van het menselijk lichaam. Je staat er misschien niet bij stil maar de cellen in je lichaam zijn voortdurend bezig zich aan te passen aan de situatie. Jezelf gesneden? Je lichaam reageert meteen en stuurt bloedplaatjes en eiwitten om het wondje te dichten. Is er schade aan het DNA? Dan komt er een enzym aangesneld om de mutaties te fiksen. Onze cellen, weefsels en organen zijn, tot op zekere hoogte uiteraard, zelfherstellend. Kunnen we materialen maken die ook zulke bijzondere eigenschappen hebben?

Dat is de vraag die Nederlandse chemici bezig houdt. Het is uiteindelijk wel mogelijk, maar materialen ontwerpen die zichzelf kunnen vermeerderen, herstellen of die uit zichzelf kunnen bewegen is zeker geen makkelijk karweitje. Van de grond af moeten moleculen op de juiste manier gemonteerd worden. Elk molecuul bevat informatie bestaande uit de bindingen die een molecuul kan aangaan met andere moleculen. Pas als die moleculen op een specifieke manier bij elkaar worden gebracht krijgt het materiaal een duidelijke functie.

Dat betekent dat onderzoekers eerst van elk molecuul moeten weten op welke positie deze terechtkomt als je de losse moleculen bij elkaar op een hoopje gooit. En ze moeten ook kennis hebben van hoe een molecuul zich gedraagt rond andere moleculen of bij verandering van de pH of temperatuur. Ik hoor je zuchten, het is inderdaad monnikenwerk. Maar het spontaan laten samenklitten van moleculen tot slimme materialen gaat steeds beter. Hieronder kan je er meer over lezen.

Achteruit schakelen met moleculaire motoren

Esther Thole

Bot is sterk én slim

Esther Thole

Slimme optische trucs doen boterbloem glanzen

René Fransen

Explosieve beweging van zaadpeulen nagebootst in lichtgevoelig materiaal

Esther Thole

Spinnen als een spin

Esther Thole

Studenten maken waterdicht bioplastic

Renée Canrinus-Moezelaar

Zigzaggende vezels zorgen voor sterk gewei

Esther Thole

Nanoraket remt dankzij harige vacht

Esther Thole

Lading verspreiden zoals virussen dat doen

Esther Thole

Lichtgevoelige materialen verplaatsen zich zelfstandig

Esther Thole

Een vlucht spreeuwen op nanoschaal

Esther Thole

‘Kleurrijke polymeren redden levens’

Renée Canrinus-Moezelaar

Nobelprijs voor moleculaire machines

Esther Thole

Staaf of schijf: hoe nanocapsules hun vorm krijgen

Esther Thole

Twee lichtschakelaars in één molecuul

René Fransen

Eiwitten vormen een stabiele voetbal

Esther Thole

Zenuwgassen vangen in een kooi

Esther Thole

Vorm van plakkende eiwitdraden in Alzheimer verklaard

Esther Thole

Het ene antivries is het andere niet

Esther Thole

Dromen van een dynamisch gebouw

Esther Thole

Handige helices

Esther Thole

De oorsprong van chemische soorten

René Fransen

Voelen met ijzerdraadjes

Esther Thole

Zelforganiserende anti-kankermoleculen in de maak

Mariska van Sprundel

Van blauw naar rood en weer terug

Mariska van Sprundel

Synthetische sensor detecteert crystal meth

Mariska van Sprundel

‘Groeiende’ vezels vastgelegd met supermicroscoop

Mariska van Sprundel

“Aan telecommunicatie heeft de natuur niet gedacht”

Mariska van Sprundel

Druk laat moleculaire tandwielen draaien

Mariska van Sprundel

Als een school vissen in de kolkende stroming

Mariska van Sprundel

DNA vouwt zichzelf tot doosje van formaat

Mariska van Sprundel

Nachtrust heelt gebroken plastic

Mariska van Sprundel

Gebroken potjes DNA en limonadesiroop

Bas Rosier en Lenny Meijer

“Ik ben in het onderzoek een geboren optimist”

Mariska van Sprundel

Polymeer verliest eigen wil door ‘klittenband’

Mariska van Sprundel

Bio-constructiemateriaal uit Nijmeegs lab

Harm Ikink

Moleculaire wokkels uit de supermagneet

Harm Ikink

Zicht op moleculaire zelfassemblage

Harm Ikink

Celvriendelijke quantumdots

Harm Ikink

Groningse moleculen assembleren zichzelf

Harm Ikink

Kunnen we moleculen zichzelf laten assembleren tot nieuwe structuren?

Wonderbaarlijk zelfhelend plastic

Suzanne Vrancken

Chemiehoogleraar op Lowlands University

De moleculaire printplaat

Bruno van Wayenburg

Moleculen in het gelid geven structuur aan oppervlak

Harm Ikink

Nanofabricage door spontane ordening

Bennie Mols

Moleculaire architectuur

E.W. Meijer
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 16 augustus 2013

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.