Een nanotuin die op een cent past
Nederlandse wetenschapper gooit hoge ogen met kristallen sculpturen die alleen zichtbaar zijn door een elektronenmicroscoop.
Wim Noorduin is een postdoc aan de Harvard University School of Engineering and Applied Sciences waar hij bloemen kweekt in een laboratorium met een afmeting van micrometers, een duizendste deel van een millimeter. In tegenstelling tot wat de organische vormen doen vermoeden, laat hij niks aan het toeval over. Noorduin vond een manier waarop hij de groei van de kristallen molecuul voor molecuul kan beheersen. Delicate bloemblaadjes, een dunne stengel, groene, wilde bladeren: hij creëert ze één voor één met de hand.
'Al minstens tweehonderd jaar zijn mensen geïntrigeerd door hoe complexe vormen in de natuur zich hebben ontwikkeld. Mijn werk helpt te demonstreren wat er mogelijk is met chemische en milieuveranderingen", aldus Noorduin.
Noorduin en zijn collega's creëren de bloemen door bariumchloride (een zout) en natriumsilicaat (ook bekend als waterglas) op te lossen in een glas met water. Koolstofdioxide uit de lucht lost automatisch op in het water en zet aan tot de formatie van bariumcarbonaatkristallen. Ook laat het de pH-waarde dalen, wat voor een reactie zorgt met het waterglas en er bovendien voor zorgt dat de bariumcarbonaatkristallen blijven groeien.
Noorduin maakt de bloemen door met deze factoren te spelen: "Het bezinksel ontstaat spontaan, maar je kunt de vormen boetseren terwijl ze groeien door de omstandigheden van de reactie te manipuleren." Een toename van koolstofdioxide zorgt voor brede bladeren, een ommekeer in pH-waarde zorgt voor gebogen en golvende structuren.
Noorduin en zijn team kweken de bloemen op glasplaatjes en metaal. Ze plantten zelfs een bloemperk op de trap die op de Amerikaanse dollarcentmunt is te zien. De kleur wordt later toegevoegd aan de zwart-wit foto's die met een elektronenmicroscoop worden gemaakt.
Wat deze labcreativiteit op moet leveren? Hoofd van de afdeling Joanna Aizenberg: "Wij bestuderen biologische systemen, om te onderzoeken wat zij kunnen doen wat wij niet kunnen, en passen deze inzichten toe om bestaande technologie te verbeteren of nieuwe te creëren."
