Brandstof drijft moleculaire assemblage aan

Onderzoekers van de TU Delft hebben een moleculair zelfassemblageproces ontworpen dat afhankelijk is van een brandstof. Zolang er brandstof aanwezig is, vormen zich synthetische vezels die lijken op de ‘steunberen’ die levende cellen stevigheid geven. Zodra de brandstof op is, vallen die weer uit elkaar. Deze overgang is met het blote oog te zien: met brandstof vormt zich een gel, zonder is de oplossing vloeibaar.

‘De stap naar materialen die energie gebruiken om iets te doen, was een van de grote uitdagingen van ons vakgebied’, zegt hoogleraar Jan van Esch van de TU Delft. ‘Daarbij is veel aandacht uitgegaan naar het gebruik van licht, elektriciteit of magnetisme, maar natuurlijke systemen werken altijd op chemische brandstoffen omdat ze dat makkelijk kunnen opslaan en daardoor voor kortere of langere perioden onafhankelijk zijn van energietoevoer vanuit de omgeving.’

Dat energieverbruik heeft ook te maken met een andere eigenschap van levende systemen: ze zijn niet in evenwicht. ‘Om iets in een niet-evenwichtstoestand te krijgen moet je voortdurend energie toevoegen, anders krijg je vanzelf een evenwichtstoestand met het laagste energieniveau. Tot nu toe was het veld van de zelfassemblage vooral gericht op systemen die een thermodynamisch evenwicht hebben, die dus op een minimum energieniveau zitten. Dit is de eerste keer dat het gelukt is om met een chemische brandstof een zelfassemblageproces buiten evenwicht voor elkaar te krijgen, net zoals in levende systemen’, aldus Van Esch.