Water smeert moleculaire machine


Warning: Undefined array key "bio" in /home/techwatch/domains/test.bits-chips.nl/public_html/wp-content/plugins/wpcodebox2/src/Runner/QueryRunner.php(126) : eval()'d code on line 13

Author:

Reading time: 2 minutes

Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam hebben ontdekt dat moleculaire nanomachines veel sneller bewegen als je ’smeermiddel‘ toevoegt. Verrassend genoeg blijkt water verreweg het beste te smeren. Het onderzoek verscheen op 1 september 2013 in Nature Chemistry.

Fom-promovendus Matthijs Panman en zijn collega‘s bepaalden met kernspinresonantie en laserpulsen de bewegingssnelheid van twee nanomachines: een moleculair wiel en een door licht aangedreven moleculaire motor. Tijdens het onderzoek zweefden de machines rond in het organische oplosmiddel (acetonitril). De onderzoekers ontdekten dat als je aan dit oplosmiddel een kleine hoeveelheid water toevoegt, de moleculaire machines veel sneller gaan bewegen. Drie procent water blijkt al genoeg smeermiddel om de beweging meer dan twee keer zo snel te maken.

De ontdekking werd in gang gezet toen de onderzoekers merkten dat de moleculaire motoren met net wat verschillende snelheden bewogen, afhankelijk van de fles oplosmiddel die in het experiment gebruikt was. Al gauw bleek dat te komen door spoortjes water in het oplosmiddel. Als je een fles oplosmiddel een paar keer opent, lost er geleidelijk aan een heel klein beetje water uit de lucht in op. In sommige flessen was iets meer water terechtgekomen dan in andere, wat het verschil in snelheid veroorzaakte. Door meer water toe te voegen, wisten de onderzoekers het effect te versterken.

Hoe water de beweging precies faciliteert, is nog niet helemaal duidelijk. Waarschijnlijk heeft het te maken met de waterstofbruggen die intern in de machine moeten worden verbroken tussen twee ten opzichte van elkaar bewegende delen. Een watermolecuul neemt deze brug eventjes over, zodat de beweging makkelijker op gang op komt en blijft. De onderzoekers voegden ook andere stoffen toe, maar hoe minder de toegevoegde stof op water lijkt, hoe minder goed zijn smerende werking is. Butanol, dat qua eigenschappen tussen water en smeerolie in zit, maakt de beweging zelfs langzamer.