Hoe laat je een nanomachine sneller werken? Met een simpel scheutje water, zo blijkt uit Nederlands onderzoek.

Machines uit het dagelijks leven kun je beter laten lopen met een smeermiddel, dat de wrijving tussen de bewegende delen verkleint. Maar op nanoschaal werkt die truc niet: dan gedraagt het smeermiddel zich niet meer als een vloeistof. Promovendus Matthijs Panman van de Universiteit van Amsterdam en collega’s hebben nu echter een alternatief gevonden: met een beetje water kun je nanomachines veel sneller laten werken.

Bruggen openbreken

De wetenschappers richtten zich bij hun onderzoek op twee nanomachines: een wieltje en een moleculaire ‘shuttle’ die over een draad heen en weer kan bewegen. Beide bevonden zich in het oplosmiddel acetonitril. Voeg je aan die stof een paar procent water toe, zo bleek, dan bewogen zowel het wieltje als de shuttle meer dan twee keer zo snel. Andere potentiële smeermiddelen bleken een veel minder groot effect te hebben – of zelfs de boel te vertragen.

En hoe doet water dan zijn werk als nano-smeermiddel? Dat hangt waarschijnlijk samen met het feit dat de bewegende delen van de machientjes met waterstofbruggen aan elkaar hangen. Die bruggen moeten dus verbroken worden als de machine gaat ‘draaien’. En dat gaat beter als er water in de buurt is, waarmee de onderdelen van de machine waterstofbruggen kunnen vormen, in plaats van met elkaar.

Toevallige ontdekking

De smerende werking van water kwam overigens in eerste instantie bij toeval aan het licht, meldt FOM. Eerder was gebleken dat het uitmaakte voor de snelheid van de nanomachines uit welke fles het gebruikte oplosmiddel was gekomen. Dat verschil in snelheid bleek uiteindelijk te wijten aan verschillende hoeveelheden water die in de flessen oplosmiddel waren beland.

Bronnen: Nature Chemistry, FOM

Beeld: FOM