Groots bouwen met de kleinste onderdelen. Wetenschappers bewegen moleculen richting leven. Maar wat beweegt hen? Deze aflevering: Ghislaine Vantomme.
Lente 2009, in de buurt van Parijs. Ghislaine Vantomme zit op het bed van haar studentenkamer. Ze scrollt door websites over masteropleidingen in de scheikunde. De keuzestress overweldigt haar. Ik vind alle chemie leuk, denkt de Française gefrustreerd. Er wordt op haar kamerdeur geklopt. Goede vriend Sylvain steekt zijn hoofd naar binnen. ‘Kom, we gaan naar het Collège de France’, zegt hij. ‘Jean-Marie Lehn komt spreken. Een unieke kans, je ziet niet elke dag een Nobelprijswinnaar!’
Die middag vertelt Lehn in een volle collegezaal enthousiast over zijn onderzoeksveld: de supramoleculaire chemie. Dit vakgebied draait om de manier waarop kleine bouwstenen met elkaar grote geordende structuren kunnen vormen. Lehn legt uit hoe scheikunde een brug bouwt tussen natuurkunde en biologie. Hij laat prachtige structuren zien die zijn team door de jaren heen heeft gesynthetiseerd. Hij beschrijft hoe moleculen elkaar kunnen ‘herkennen’ en daarop interacties met elkaar aangaan. Als magneten die elkaar aantrekken en afstoten, als puzzelstukjes die in elkaar klikken of, poëtischer bekeken, als woorden die samen een zin vormen waar informatie in staat. Maar dan allemaal in het piepklein. De architectuur van de chemie, kun je het vakgebied ook wel noemen. Er komen allerlei scheikundige disciplines in bij elkaar: van moleculen synthetiseren en analyseren tot fysische chemie, materiaalkunde en interacties die verder gaan dan individuele moleculen.
Met iets simpels kun je kinderen al laten zien hoe fascinerend scheikunde is
Het is daar, in de collegebank van de Parijse universiteit, dat bij Ghislaine het kwartje valt: De supramoleculaire chemie brengt alle scheikunde samen. Ik hoef helemaal niet te kiezen! Ze stuurt Lehn diezelfde avond nog een e-mail: ‘Ik ben gefascineerd door uw werk. Ik zou dolgraag promovendus worden in uw groep. Welk masterprogramma biedt mij de beste kans?’
Zelfhelend telefoonscherm
“Ik krijg nog steeds kippenvel als ik over die dag vertel”, besluit Vantomme haar verhaal. Het is vijftien jaar later en de supramoleculair scheikundige werkt en woont inmiddels in Eindhoven. “Het was een goed idee om naar dat college te gaan. Lehns antwoord op mijn e-mail was verbazingwekkend eenvoudig: ‘Oh gewoon. Kies je favoriete masterprogramma en dan kun je hierheen komen.’” En dat was dat. Al klinkt het wel eenvoudiger dan het was, laat Vantomme weten. Ze had zo haar troeven: een topopleiding en haar eigen persoonlijke doctoraatsbeurs. Uiteindelijk kon Vantomme daarmee haar promotietraject starten, in Lehns lab in Straatsburg. “Het zijn die momenten in je leven dat je brutaal moet zijn en je kans moet grijpen. Ik vond het eng, maar was enorm gemotiveerd en leergierig. Ik heb de ervaring omarmd. Het werden enkele van de beste jaren van mijn leven.”
In 2014 kwam Vantomme voor het eerst naar Nederland, om haar postdoc te doen aan de Technische Universiteit Eindhoven bij professor Bert Meijer. “Wederom geïnspireerd door Jean-Marie”, vertelt Vantomme. “Op een zaterdagmiddag was ik in zijn lab aan het werk toen hij binnen kwam lopen. Jean-Marie zei: ‘Hé weet je, wat ze in Eindhoven doen met supramoleculaire biomaterialen is fantastisch. Je zou er naartoe moeten gaan.’” De materialen die Lehn bedoelt, leven niet maar hebben wel eigenschappen die je terugvindt in het leven. Het kan bijvoorbeeld voelen, communiceren of bewegen. “Of zichzelf repareren, net als onze huid doet”, zegt Vantomme, die supramoleculaire materialen ontwikkelt. “Bedenk maar eens hoe handig het zou zijn als je telefoon is gemaakt van een materiaal dat vanzelf weer aan elkaar groeit na een barst.” Zelfhelende plastics bestaan, maar zijn voorlopig te duur om gangbaar te worden in het dagelijks leven.
Op kleinere schaal en voor heel specifieke toepassingen staan de supramoleculaire materialen juist in de spotlights, bijvoorbeeld in de nanotechnologie. Vantomme werkt op dit moment aan materialen die zichzelf kunnen programmeren. “Stel je voor dat een materiaal geheugen kan opslaan en daarmee zichzelf traint om zijn prestaties te verbeteren. Ga je nog een stap verder, dan kun je denken aan materialen die kunnen leren en beslissingen kunnen nemen, zonder externe monitoring of regulatie.” Zulke ontwikkelingen bieden mogelijke nieuwe oplossingen voor computerhardware.
Kookrobot
Sinds 2019 is Vantomme assistent professor, nog altijd in Eindhoven. Dat de onderzoeker het bij Frankrijk en Nederland houdt, was niet altijd het plan. “Ik wilde na mijn PhD terug naar de Verenigde Staten. Ik heb ooit stage gelopen in New York en vond dat geweldig. Maar toen Eindhoven in beeld kwam, besloot ik dat terugkeren naar de VS later ook nog wel kon.” Later is nog niet gearriveerd, want Vantomme ging nooit terug naar Amerika en is dat voorlopig ook niet van plan. “Ik ben heel gelukkig hier. Ik heb alles wat ik nodig heb: mijn gezin, mijn Franse familie op twee uur rijden afstand, ideale werkomstandigheden en een prachtig huis.”
En een kookrobot. Die maakt haar ook dolgelukkig. “Je moet daar echt over horen, het is fantastisch”, zegt Vantomme. “Ik heb een Thermomix en die helpt met snijden, mixen en koken. Het apparaat kan een heel recept uitvoeren, van cocktails en roomijs tot aardappels met groente en saus. Ik gebruik ‘m elke dag om vliegensvlug Franse gerechten te bereiden. Zo krijg ik nooit heimwee!” Vantommes enthousiasme over koken is een overblijfsel uit haar jeugd. Toen was ze vooral dol op cakes en koekjes bakken. “Door te bakken kwam ik voor het eerst in aanraking met chemie. Hoe verandert een vloeibaar beslag in de oven in een vaste, sponzige cake? Ik was een nieuwsgierig kind en wilde er alles over leren.”
Ook op school werd haar interesse voor chemie aangemoedigd. “Scheikunde legde de wereld om me heen aan me uit. Het was mijn beste vak. Ik had ook een fantastische leraar.” Vantomme omschrijft haar evenbeeld: een jonge moeder vol energie en een aanstekelijk enthousiasme. “Ze was onze enige vrouwelijke docent en alle meiden in de klas vonden scheikunde leuk dankzij haar. Ze bracht echt iets extra’s.”
Imago repareren
Een scheikundedocent, een studievriend en een nobellaureaat: het zijn de mensen om haar heen die Vantomme hebben geïnspireerd om te doen wat ze doet. Ze hoopt een stukje hiervan door te kunnen geven aan anderen, bijvoorbeeld haar PhD-studenten. “Zij maken een complete leercurve mee, van de teleurstelling na een mislukt experiment tot de euforie van de eerste publicatie. Ik breng tijd met ze door, begeleid ze door het proces en help de boel te rationaliseren. Het is geweldig om aan de zijlijn te staan van een PhD’er die een ware transformatie doormaakt. Ze groeien op tot zelfstandige denkers die het na hun promotietraject helemaal zelf kunnen. Prachtig om te zien.”
In de toekomst hoopt Vantomme haar voorbeeldfunctie ook te kunnen inzetten op scholen. Ze wil de nieuwsgierigheid van kinderen aanwakkeren, net als vroeger bij haar gebeurde tijdens het bakken in de keuken. “Ik wil helpen om chemietalenten aan te trekken, want die hebben we hard nodig. Die kinderen zijn er absoluut, maar ze moeten hun liefde voor scheikunde wel zelf ontdekken. Dat kun je al voor elkaar krijgen met een simpel, kleurrijk chemieproefje met muntsiroop. Na een paar eenvoudige stappen scheiden de kleurstoffen uit de siroop van elkaar. Dan zie je dus dat zo’n siroop niet één product is, maar een mengsel van stoffen. Met zoiets simpels kun je al laten zien hoe fascinerend scheikunde is.”
Voor Vantomme is het ook een manier om het imago van de scheikunde te repareren bij het algemene publiek. “Mensen denken vaak dat chemie enkel voor problemen zorgt, bijvoorbeeld door al het nieuws rondom pesticiden of PFAS in pannen. Het zorgt ervoor dat scheikunde wordt ondergewaardeerd in de samenleving. Maar het vakgebied brengt juist oplossingen voor de uitdagingen in ons dagelijks leven. Denk maar aan medicijnen, allerlei technologie, schoonmaakproducten en ingrediënten voor voedsel. Ik denk dat we meer energie moeten steken in het imago van de chemie, zodat het weer de rol krijgt die het verdient in de maatschappij.”
