Nieuws

Moleculen roeren zich

Arjen Dijkgraaf | woensdag 5 augustus 2020
Katalyse, Organische chemie

Sommige reacties geven moleculen een dusdanige trap na, dat diffusiecoëfficiënten meetbaar toenemen. In Science presenteert een Koreaanse groep experimenteel bewijs voor deze hypothese, die lijnrecht ingaat tegen het dogma dat reacties de diffusie juist niet beïnvloeden.

Volgens laatste auteur Steve Granick, een Amerikaan die het Center for Soft and Living Matter van het prestigieuze Institute for Basic Science in Ulsan leidt, moet je moleculen zien als actieve materialen die hun eigen chemische soep omroeren. De vraag rijst of zulk nanobotjesgedrag ook nuttig is te gebruiken.

Twee jaar geleden toonden de Koreanen al aan dat het bij enzymen zo werkt. Elke reactie duwt ze van hun plek, waardoor ze zich ophopen op plekken met de minste reactanten en de minste duwtjes. De onderzoekers noemen het ‛antichemotaxis’, refererend aan chemotaxis die bacteriën juist naar de hoogste concentratie lokt.

Dat het ook bij kleine moleculen zo werkt, is nu aangetoond met een variant op dezelfde proefopzet. Het is een glazen microfluïdische chip met een kanaal waarin je op meerdere plekken reactanten kunt doseren. Eén concentratie (meestal die van de katalysator) laat je oplopen over de lengte van het kanaal; alle andere concentraties stel je overal hetzelfde in. Hoe meer katalysator, hoe sneller de rest reageert en hoe meer gespartel je moet krijgen. Dat maak je zichtbaar met een kleurstof die niet meereageert maar wel wordt meegesleurd.

De proef lukte met verschillende systemen, zoals een kopergekatalyseerde klikreactie en de polymerisatie van norborneen met een Grubbs-katalysator. Het effect lijkt evenredig met de hoeveelheid energie die vrijkomt, maar de auteurs denken te kunnen uitsluiten dat het puur aan lokale opwarming ligt. Zelfs bij een ongekatalyseerde Diels-Alder cycloadditie kwam het nog boven de foutmarge uit. Voor simpele SN1 en SN2-substituties gold dat niet, wat het vermoeden bevestigt dat de energieopbrengst boven een bepaalde drempelwaarde moet zitten.

Wang, H. et al. (2020) Science, 369(6503)

Agenda
Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

C2W Social Media

Logo Twitter

Logo Linkedin

Wordt abonnee/lid

Logo KNCV

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!