Eindhovense vinding opent weg naar zelfherstellende materialen

Scheikundigen weten hoe je chemische reacties op gang brengt door een hulpstof -een katalysator- toe te voegen en deze te activeren door de temperatuur te verhogen, maar niet eerder slaagden onderzoekers erin een katalysator actief te maken met mechanische krachten. De doorbraak werd 6 april gepubliceerd op de site van het nieuwe tijdschrift Nature Chemistry.

Het TU/e-team, bestaande uit dr. Alessio Piermattei, dr. Karthik Sivasubramanian en prof.dr. Rint Sijbesma, pakten een katalysator (een metaalion) in met behulp van twee moleculaire kapjes, waaraan ze een lange polymeerstaart bevestigden (zie illustratie). Het geheel losten ze op in een vloeistof. Hierin creëerden de onderzoekers met ultrageluid een sterke stroming die hard genoeg aan de polymeerketens trok om de moleculaire kapjes van het metaalion af te trekken, waardoor deze zijn werk als katalysator kon uitvoeren.

Vergelijkbare constructies zou je in allerlei materialen kunnen inbouwen, denkt Sijbesma. Bij het ontstaan van een breuk zou dan ook automatisch een katalysator worden vrijgemaakt die bijvoorbeeld via een polymerisatiereactie -waarbij uit aanwezige bouwstenen lange ketens ontstaan- het materiaal kan herstellen.

Sijbesma: “Voor mij als chemicus is het geweldig om te zien dat we katalytische activiteit, een van de basisconcepten van de scheikunde, nu met mechanische krachten kunnen beheersen. Behalve voor zelfherstellende materialen, zou je dit ook kunnen toepassen in lab-on-a-chip systemen of spuitgietprocessen in de industrie.�