Naar de content

'Ik wil mijn stempel drukken op de chemische wereld'

Interview met scheikundige James Fraser Stoddart

Nobel media 2016

Sir James Fraser Stoddart won in 2016 de Nobelprijs voor de Scheikunde. Ondanks zijn leeftijd is hij nog lang niet klaar met zijn werk. Hij reist de hele wereld over om start-ups te beginnen en jonge chemici te inspireren. En hij legt het allemaal vast op Twitter.

1 december 2017

Voor we aan ons gesprek kunnen beginnen, maakt Sir James Fraser Stoddart nog even een tweet af en stuurt hem de wereld in. We zijn op de Moleculaire Machines Nobelprijsconferentie in Groningen, een bijeenkomst ter ere van de winnaars van de Nobelprijs voor Scheikunde in 2016: Jean-Pierre Sauvage, Sir James Fraser Stoddart en Ben Feringa.

Alles draait hier om bewegende moleculen en materialen, geïnspireerd door het werk van de Nobelprijswinnaars. Stoddart fotografeert alle sprekers en zet ze op Twitter. “Ik wil graag de chemie verspreiden”, legt hij uit. “Meer chemici zouden op Twitter moeten zitten en laten zien hoe mooi dit vak is.”

Deze uitspraak typeert Stoddart, die werkt op de Northwestern University in Illinois, Verenigde Staten. Hoewel hij dit jaar zijn 75e verjaardag heeft gevierd, is zijn werklust niet afgenomen. De winst van de Nobelprijs afgelopen jaar was de kroon op een lange carrière. In 1989 maakte hij voor het eerst rotaxaan, een molecuul bestaande uit een rechte staaf met daaromheen een losse ring. Twee jaar later kwam hij weer in de belangstelling met zijn moleculaire ‘shuttle’: een vergelijkbaar molecuul als rotaxaan, maar dit keer kon de ring heen en weer bewegen tussen twee stations. Deze ontdekkingen kwamen al snel in tekstboeken terecht, maar toch bleef Stoddart bescheiden toen hij de Nobelprijs ontving: “Ik had het telefoontje uit Stockholm niet verwacht.”

De rotaxanen van Fraser Stoddart. Eenmaal om de as ‘geklikt’ kan de ring heen-en-weer springen tussen de relatief positief geladen delen op de as.

 John Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Had u echt niet gedacht dat u ooit de Nobelprijs zou winnen?

“Nee, ik zag die ontdekkingen zelf gewoon als interessant onderzoek. We hadden het ook gepubliceerd in de Journal of the American Chemical Society. Een goed tijdschrift, maar geen Nature of Science. Anderen zagen het wel gebeuren. Van 1993 tot 1997 kreeg ik elk jaar een telefoontje van Duitse media, die zeker wisten dat ik dat jaar de Nobelprijs zou winnen. En nadat ik naar UCLA in de Verenigde Staten verhuisde, had het persbureau daar elk jaar een persbericht klaar liggen. In 2007 was ik met de persofficier van UCLA op weg naar Washington om een andere prijs in ontvangst te nemen en heb ik hem duidelijk vertelt: je verspilt je tijd, er gaat niks gebeuren!”

Maar toen gebeurde het toch.

Lachend: “Ja, dat had ik niet aan zien komen. In 2008 ben ik begonnen bij Northwestern University en het persbureau daar dacht blijkbaar hetzelfde als dat van UCLA. Elk jaar vroegen ze of ik het persbericht aan wilde passen. Op de avond voor de bekendmaking vorig jaar heb ik de persofficier nog afgewimpeld met de mededeling dat er toch niks ging gebeuren. Uiteindelijk had ik ongelijk.”

Waarom bent u zo geïnteresseerd in bewegende moleculaire structuren?

“Ik ben net als Ben (Feringa, red) opgegroeid op een boerderij. Daar kwam ik natuurlijk veel in aanraking met grote machines. Mijn favoriete bezigheid was het uit elkaar halen van motoren van auto’s of trekkers, ze helemaal schoonmaken en weer in elkaar zetten. Eigenlijk was ik altijd al geïnteresseerd in alles wat met beweging te maken had. Beweging in machines, maar ook de beweging van moleculen in het menselijk lichaam.”

En die interesse leidde uiteindelijk tot de beroemde moleculaire shuttle.

“Nou dat heeft nog wel even geduurd, want ik had een wat langzame start. Het duurde bijna twintig jaar voor ik zover was dat ik rotaxaan en de shuttle kon maken. Het laatste zetje dat ik nodig had kreeg ik tijdens een bezoekje aan Imperial Chemical Industries, een Brits chemisch bedrijf. Zij werkten veel met diquat en paraquat, twee moleculen die uiteindelijk de basis vormden voor onze rotaxaan en moleculaire shuttle.”

Is het lastig om het werk weer op te pakken nu de Nobelprijs binnen is?

“Ik ben inmiddels 75 dus ik vind het wel tijd om de moleculaire machines over te dragen op de jongere generatie. Ben zal nog wel een tijdje doorwerken en er zijn een heleboel jonge enthousiaste onderzoekers die veel mooi werk verrichten in dit veld. Maar ik ben nog zeker niet van plan om met pensioen te gaan. Mijn grootvader werkte tot twee dagen voor zijn dood nog gewoon op de boerderij en die instelling heb ik overgenomen. Ik ben na de dood van mijn vrouw expres niet hertrouwd zodat ik de vrijheid had om te gaan waar ik wil, wanneer ik dat wil, zonder verantwoordelijkheden. Mijn twee dochters zijn al volwassen en hebben hun eigen leven. Ik heb dus alle ruimte om mijn doelen te bereiken.”

Welke doelen?

“Het is mijn droom om een stempel te drukken op de chemische wereld en echt iets achter te laten waar mensen mij aan herinneren. Om dat te doen richt ik me momenteel op mijn start-ups. We hebben op ons lab twee moleculen gevonden die erg nuttig kunnen zijn in het dagelijks bestaan, en daarom hebben we start-ups opgericht.

Een weergave van CD MOF-1. Het molecuul is opgebouwd uit de eetbare ingrediënten suiker, een zout en alcohol.

Via American Chemical Society

“De eerste is PanaceaNano. Dit bedrijf onderzoekt de mogelijkheden van CD MOF-1, een poreus kristal dat je kunt maken door suiker, een zout en wat alcohol te mengen. Het is zo makkelijk dat zelfs middelbare scholieren het kunnen. En het molecuul blijkt stoffen zoals CO2 en medicijnen makkelijk op te nemen en selectief weer los te laten. We gebruiken het nu al in cosmetica, in bijvoorbeeld een anti-verouderingscrème die het actieve stofje op de juiste plek loslaat. Maar ik zie zeker ook toepassingen in de energieopslag of in batterijen.

“Per toeval ontdekten we een variant van CD MOF-1 die aan goud kon binden. Door dit proces iets aan te passen hebben we nu een nieuwe manier om goud te isoleren uit gouderts. Het molecuul bindt selectief aan het goud en zuivert het zo van de verontreinigingen. Dit proces is een stuk groener dan de huidige methode, die gebruikmaakt van grote baden met cyanide. We hebben het proces ondergebracht in het bedrijf Cycladex, en inmiddels werken we al met 15 mijnen over de hele wereld samen om het proces in de praktijk te brengen.”

En u hoopt met een van die bedrijven veel impact te maken?

“Ik hoop dat ik er genoeg aan verdien, zodat ik het geld weer terug kan pompen in het chemische onderzoek. Dat is mijn tweede doel: jonge onderzoekers helpen om onafhankelijk onderzoek te doen met genoeg middelen. Ik heb zoveel kansen gekregen door mensen die mij financieel hebben geholpen, dat wil ik graag terugbetalen aan nieuwe talenten. Ik ben al begonnen met het opzetten van een prijs voor promovendi in het Verenigd Koninkrijk. Ook zet ik volgend jaar een nieuw lab op in Sydney, aan de Universiteit van New South Wales, waar we ons onderzoek vervolgen.”

Denkt u dat de jonge onderzoekers de moleculaire machines naar het dagelijks leven gaan brengen?

“Absoluut, binnen enkele jaren kunnen deze moleculen en materialen echt impact gaan maken. Waarschijnlijk eerst in de wereld van de IT, met slimme gadgets en schakelaars. En over tien jaar zal het de hele designwereld veranderen; door bewegende en flexibele materialen wordt er zo veel mogelijk. Uiteindelijk kan het misschien zelfs de geneeskunde helpen. Er zijn zoveel toepassingen denkbaar, wie weet waar we deze machines allemaal nog voor kunnen gebruiken.”

ReactiesReageer