Nieuws
Voor het eerst bindingen gebouwd die sterker worden onder spanning
Een materiaal dat niet breekt, maar juist sterker wordt wanneer je er kracht op uitoefent. Tegenintuïtief, maar toch slaagde Martijn van Galen erin om zulke ‘grijpbindingen’ te bouwen in het lab. Daarop promoveerde hij op 9 februari bij de leerstoelgroep Physical Chemistry and Soft Matter.
Je kent ze misschien wel: kleurrijke, gevlochten vingervallen. Hoe harder je trekt om je vingers los te wurmen, hoe steviger zijn grip. Een vergelijkbaar fenomeen komt overal voor in de natuur, zelfs onze eigen cellen haken via zulke mechanismen aan elkaar. Van Galen simuleerde die grijpbindingen op de computer en ontwierp voor het eerst een synthetische variant in het lab. Die bestaat uit twee stukken DNA, normaal gesproken losjes aan elkaar geplakt. Zodra er kracht in het spel komt, vindt er een reorganisatie plaats waardoor de twee meer contact maken en zo hun grip verstevigen.
Zelfverstevigende materialen
De synthetische grijpbindingen zijn een eerste stap richting zelfverstevigende materialen. Toch is het nog lang niet zover, waarschuwt Van Galen. “Mijn onderzoek is een proof of concept: het laat zien dat we deze bijzondere eigenschap, die breed voorkomt in de natuur, ook synthetisch kunnen bouwen”. Maar er is meer onderzoek nodig voordat we deze technologie daadwerkelijk in materialen gaan implementeren. “Uit DNA gaan we bijvoorbeeld geen bruggen bouwen; daar is het gewoon te zwak voor.” Bovendien is DNA gevoelig voor omgevingsinvloeden zoals temperatuur en uv-straling.
In de toekomst verwerken onderzoekers grijpbindingen mogelijk wel in plastics. Die bestaan, net als DNA, uit lange ketens. Onlangs ontwikkelde Wageningse wetenschappers een nieuw soort plastic die met natuurkundige krachten de lange ketens aan elkaar koppelt. Wellicht biedt dat ook ruimte voor grijpbindingen om zo extra stevig plastic te ontwikkelen.