Colloïden als Moleculen

Werk gedaan bij	Universiteit van Amsterdam
Status	Afgerond (waarschijnlijk)

Zie ook: dit sciencelink artikel , en de publicatie in Nature Communications (in het Engels).

Figuur 1: Artists impression van colloïdaal cyclopentane. Beeld: Laura Quarto

Natuur- en scheikundigen van de Universiteit van Amsterdam en New York University zochten naar een combinatie van moleculenmodelbouwsets en sub-nanometerschaal natuurkunde. Ze zijn erin geslaagd molecuulmodellen te bouwen van kleine plastic balletjes op micrometerschaal (colloïdale deeltjes). Deze vertonen aantrekking in bepaalde richtingen, waardoor ze de hoeken van echte chemische bindingen nabootsten.

Deze colloïdale deeltjes zijn klein genoeg om trillingen te imiteren die moleculen als gevolg van temperatuur ondervinden, maar ook groot genoeg om zichtbaar te zijn onder een normale microscoop. Het lukte de onderzoekers ook om de interacties tussen de deeltjes zo in te stellen dat de atomen op dezelfde manier bindingen vormen en verbreken als echte atomen in scheikundige reacties.

Figuur 2: Twee terta-patch deeltjes, aan elkaar geplakt met hun patches. Deze tetra-patch deeltjes vertonen verglijkbaar gedrag met sp³ gehybridizeerde koolstofatomen, en kunnen intrigerende colloïdale moleculen vormen.

Hoewel de modelatomen nog steeds duizend keer groter zijn dan echte atomen, zijn ze klein genoeg om willekeurige thermische bewegingen te ervaren. Daarmee is het volgens de onderzoekers een nuttig instrument om ‘moleculen’ direct in hun natuurlijke omgeving te observeren.

Figuur 3: Colloïdaal butaan (links) en methyl-cyclohexaan (rechts) gebouwd door tetra-patch deeltjes. Deze colloïdale moleculen doen hun bekende atomaire tegenhangers na.