Tweet

Zelfreparerende coatings doen natuurlijke groei na /reageer

Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) zijn erin geslaagd een proces van moleculaire zelfassemblage over verschillende routes te volgen en te sturen.

Waar voorheen werd gedacht dat de moleculen als vanzelf de juiste structuur vormen, laat dit onderzoek zien dat de assemblage verschillende routes kan volgen. Deze ontdekking is van groot belang voor het begrip van supramoleculaire polymeren.

Bij moleculaire zelfassemblage organiseren moleculaire bouwblokjes zichzelf tot een zogeheten supramoleculaire structuur. In de levende natuur komt dit veel voor, bijvoorbeeld bij de vorming van celmembranen. Beheersing van de principes van moleculaire zelfassemblage opent de deur naar totaal nieuwe materialen met bijzondere eigenschappen, bijvoorbeeld zelfreparerende coatings.

Moleculair bouwblokje

De eigenschappen van deze materialen worden sterk beïnvloed door de manier waarop de bouwblokjes zijn gestapeld. Een klein verschil in stapeling kan tot heel andere eigenschappen leiden. Daarom is het van groot belang het assemblageproces in detail te begrijpen en subtiel te kunnen manipuleren.

Het artikel dat dit fenomeen beschrijft, ‘Pathway Complexity in Supramolecular Polymerization’, verschijnt binnenkort in vakblad Nature. Eerste auteur is Peter Korevaar (25), die samen met zijn medeonderzoekers een moleculair bouwblokje gebruikte dat makkelijk te bestuderen is via spectroscopie: S-chiraal oligo(p-phenyleenvinyleen), ofwel SOPV. Dit bouwblok vormt bij de start van het assemblageproces eerst wanordelijke clustertjes, die vervolgens doorgroeien in keurig gestapelde linksdraaiende ‘wenteltrappen’.

Toegepaste systemen

Tot nog toe werd aangenomen dat de zelfassemblage van een molecuul maar één eindproduct kan opleveren en dat de tussenliggende processtappen er niet toe doen. Nu blijkt dat deze stappen juist van groot belang zijn en tot verschillende varianten leiden. Wanneer het assemblageproces van SOPV snel plaatsvindt en wijnsteenzuur toegevoegd wordt, vormen er zich wenteltrappen met omgekeerde draairichting. “Deze kennis kan nu gebruikt worden voor meer toegepaste supramoleculaire systemen, die veel minder gemakkelijk te volgen zijn”, aldus Korevaar.

Dit artikel verscheen eerder in Chemie Magazine.

Ook interessant:

Nieuwe tape 11 keer zo sterk als staalHoogwaardige chemische grondstoffen uit afval, het kan
Wetenschap vervult Olympische dromen