Wetenschappers uit Finland en Israël hebben een manier gevonden om scharnieren van nano-afmetingen te laten bewegen. Dat betekent een volgende stap in de ontwikkeling van zogenoemde moleculaire machines. Daarmee kunnen uiteindelijk nieuwe therapieën in bijvoorbeeld de geneeskunde worden ontwikkeld.
Tot dusver was het niet goed mogelijk dergelijke nanomachientjes te besturen. Het team van onderzoekers van de Aalto Universiteit in Finland en het Weizmann Instituut in Israël zijn erin geslaagd om een structuur te maken dat zich als een scharnier op commando opent en sluit. “Het lijkt een beetje op origami, die Japanse vouwkunst,”aldus de onderzoekers.
Schakelen met licht
Om zo’n scharnier te kunnen bouwen, kozen de wetenschappers voor het gebruik van DNA. DNA is niet alleen drager van genetische codes, maar kan ook veel verschillende vormen aannemen. De nanoscharnieren zitten in een oplossing die zuurder wordt als er licht op schijnt. De toenemende zuurgraad van de oplossing zorgt ervoor dat er chemische bindingen ontstaan in de scharnieren die de uiteinden met elkaar verbinden, waardoor het scharnier wordt gesloten”, aldus de Finse wetenschapper Joonas Ryssy. “Wanneer het licht wordt uitgeschakeld, keert de zuurgraad van de oplossing om, waardoor de bindingen tussen de uiteinden breken, en het scharnier weer opengaat. Voor dat schakelen is ook maar 1 lichtbron nodig.”
De resultaten zijn gepubliceerd in het vaktijdschrift Angewandte Chemie. Het onderzoek is een voortzetting van eerdere studies van dezelfde groep naar het manipuleren van macromoleculen. Het gebruik van licht om de scharnier te bedienen, is aantrekkelijk omdat het op afstand kan worden gedaan.
Anton Kuzyk, professor aan de Aalto Universiteit: “Als we niet willen dat alle scharnieren gesloten zijn, dan verminderen we de hoeveelheid licht. Dit niveau van controle is een opwindende eigenschap van ons systeem dat zich daarmee onderscheidt van andere.”
Ook interessant: Wereldrecord voor Leidse wetenschappers met 3D-geprint microbootje
