De Groningse hoogleraar Ben Feringa heeft een obsessie met chiraliteit. Al is het maar om de moleculaire motor de goede kant om te laten draaien. Feringa, een van de meest bekende Nederlandse chemici, ontving niet lang geleden de Spinozapremie voor zijn werk. Een gesprek over de kick van het onderzoek, de gezonde druk van de competitie en de waardering.

Ben Feringa (53) krijgt begin -november officieel de Spinoza-premie 2004 uitgereikt. Het jury-rapport -betitelt Feringa als “een van de meest gezaghebbende en creatieve chemici van Nederland.” Hij is waarschijnlijk wereldwijd het meest bekend vanwege de moleculaire motor. In 1999 was hij de eerste die een deel van een molecuul onder invloed van licht rondjes liet draaien.

Het onderzoek van de Groningse hoogleraar organische chemie krijgt met de Spinozapremie een financiële injectie van anderhalf miljoen euro. Feringa wil het geld vooral gaan gebruiken om onderzoek buiten de gebaande paden te financieren. Zo is hij ontzettend nieuwsgierig naar het ontstaan van chiraliteit. De beheersing van de ruimtelijke structuur van moleculen is de rode draad die door het onderzoek van Feringa heen loopt. Zijn werk richt zich enerzijds op de asymmetrische katalyse, waarbij het doel is om katalysatoren te ontwikkelen die efficiënt enantiomeerzuivere verbindingen op-leveren. Anderzijds probeert Feringa met zijn groep om moleculaire machientjes en schakelaars te maken. Bovendien werkt hij aan het vinden van een goede niet-natuurlijke katalysator voor oxidatie-reacties.

Sinds 1988 is Feringa hoogleraar in Groningen. Daarvoor werkte hij zes jaar voor Shell. Vorig jaar is hij benoemd tot Jacobus H. van ‘t Hoff-hoogleraar in de moleculaire wetenschappen.

Gefeliciteerd met de Spinozapremie. Blij?

“Ja, het is een bijzondere waardering. Niet alleen voor mij persoonlijk maar ook voor de groep. En het instituut, want het soort onderzoek dat wij doen is voor een belangrijk deel afhankelijk van samenwerking met (moleculair) biologen, materiaalkundigen, fysici en andere chemici. Als je bijvoorbeeld op het gebied van nanotechnologie iets wilt doen kun je niet zonder cleanroom en natuurkundigen die devices kunnen maken.”

Veel van je onderzoek, zo niet al je onderzoek, draait rond chiraliteit. Wanneer werd scheikunde voor jou drie-dimensionaal ?

“Dat is wel een beetje een tik, denk ik, die ik van mijn promotor Hans Wijnberg meegekregen heb. Toen ik als student begon was dat een centraal thema in zijn groep. Nederland heeft op dit gebied sowieso een traditie hoog te houden en Groningen in het bijzonder. De controle van chiraliteit, de asymmetrische synthese, kwam in de jaren zeventig geweldig opzetten. Dat gaf een kick.

Chiraliteit vond ik meteen heel erg spannend. Ten eerste omdat het moeilijk is: het ruimtelijk inzicht dat je moet hebben en het werken met spiegelbeeldvorming van moleculen. Het is niet alleen lastig maar ook uitdagend. Maar het belangrijkst is: het speelt door de hele chemie heen. Het is heel erg essentieel voor het functioneren van levende organismen. Kijk naar DNA, naar eiwitten, naar al die mooie chirale moleculen in ons lichaam die zo cruciaal zijn. Ook voor het -maken van schakelaars, motoren waarbij je -controle wilt hebben over de draai-richting, speelt chiraliteit een rol.”

In een recente publicatie in Science- spreek je over de uitdaging om chiraliteit te controleren op de verschillende hiërarchische niveaus.

“Ja, de laatste tijd hebben we daarin leuke dingen voor elkaar gekregen. Het lukt om op moleculair niveau veranderingen aan te brengen die supramoleculaire structuurwijzigingen geven en ook weer terug: dat de organisatie op een hoger niveau de stereochemie van de moleculen controleert. Dat komt voort uit werk uit 1996 toen we schakelaars inbouwden in een vloeibaar kristal. Daar hebben we toen echt de Amerikanen mee afgetroefd. Begrijp me niet verkeerd, ik werk heel veel samen met Amerikaanse groepen en heb daar veel vrienden, maar het geeft een kick dat je de competitie aan kunt gaan.”

Hoe gaat de eerste nanotoepassing eruitzien? Wat is het vervolg op de motor?

“Twee jaar geleden hebben we de nanomotors in liquid crystal displays gezet om kleurenpixels te maken. Dat is het eerste voorbeeld waarin we de motor gebruikt hebben om iets macroscopisch te doen in een materiaal. Echte toepassingen zijn moeilijk te voorspellen, van een praktisch product zijn we nog ver verwijderd. De volgende stap voor ons is het maken van een krukas om de rotatie om te zetten in een heen-en-weergaande beweging. We proberen tandwieltjes te maken. Een echt autootje bouwen zou mooi zijn. Het concept ligt al op de tekentafel. Met het geld van de Spinozapremie gaan we dit doen. De auto moet door licht worden aangedreven. Een aantal mensen in de groep is al bezig met motortjes die kunnen lopen over een oppervlak. -Dat is nog geen sinecure want het vergt een fijne balans tussen hechting aan het oppervlak en voldoende vrijheid om te kunnen bewegen. We hebben net een motortje op een nanodeeltje gezet. Het zou heel mooi zijn als we zo’n bolletje echt kunnen laten bewegen.”

De nanorobots laten nog even op zich wachten?

“Ja, dat is heel ver weg. Momenteel wordt heel veel gewerkt aan nano-gestructureerde materialen. Maar de toekomst is wel aan de moleculaire systemen. Zo werkt het in onze cel, maar ook een auto: je hebt veel componenten nodig die samenwerken. -Als eenvoudigste moleculaire systeem zie ik de moderne katalysator. Je hebt een reactief centrum, de katalysator pikt een reagens op en spuugt het product ook weer uit. Het is ook nog dynamisch in de zin dat een katalysator vaak -zichzelf in elkaar zet uit een metaalzout en liganden. Dat heb je in de materiaalkunde ook nodig, -zeker richting robotics of iets dat de cel -nabootst. Waarschijnlijk is een combinatie nodig van biologische systemen met synthe-tische componenten. Een chip is ook geen kopie van onze her-senen en toch werkt het perfect. We kunnen heel goed moleculen bouwen, maar systemen maken is een heel ander verhaal. Laat staan dat je niet alleen systemen maakt die zichzelf bouwen, maar ook repareren. Kijk eens naar ons lichaam, hoe snel wonden helen, bijvoorbeeld.”

Op je website heb je het ook over “niet-lineaire effecten” bij de asymmetrische katalyse. Dat klinkt exotisch, wat houdt dit precies in?

“Dat gaat terug naar mijn promotieonderzoek. Wij kwamen toen reacties tegen waarbij de uitkomst van de reactie sterk bepaald werd door de verhouding van de twee spiegelvormen van de reactanten. Dat relatief kleine -effect noemden wij antipode-interacties. Henri Kagan uit Parijs heeft dat later uitgebreid bestudeerd, vond dat 10 procent overmaat van een spiegelbeeld onder de juiste omstandigheden toch 99 procent overmaat in je product kon opleveren. Hij doopte dit het niet-lineaire effect. Dat werk heeft een enorme vlucht -genomen.

Ik vind dat vooral interessant van-wege de mogelijkheden tot amplificatie. Als je ergens een kleine voorkeur hebt voor een spiegelbeeld, wat zijn dan de mechanismen waarmee je dat kan -versterken? Dat raakt aan de -oorsprong van het leven. Waar komt de extreme voorkeur voor L-aminozuren en D-suikers in de natuur vandaan? Belangrijke theorieën zeggen dat de oorzaak ligt in wat meteorieten uit de ruimte op aarde hebben gebracht. Maar ik weet niet of dat klopt. De -oorsprong van chiraliteit is iets waar ik ook een deel van de Spinozapremie aan ga -besteden. Ik vermoed dat -autokatalyse een rol speelt, je moet toch een soort selectiemechanisme hebben om zo’n unieke voorkeur te krijgen.”

Hoe lukt het je om de internationale- competitie aan te kunnen? Veel -buitenlandse concurrenten zullen over grotere groepen beschikken en meer geld hebben?

“Nou, soms wel. Het is een beetje het spanningsveld van wat je nu ook zag bij de Olympische Spelen met de -Nederlandse zwemmers, bijvoorbeeld. In de wetenschap heb je ook zulke spanning nodig. Je moet de lat hoog leggen. Je moet er vooral van genieten, onderschat dat niet. Dat zeg ik ook tegen mijn studenten: “Doe wat je leuk vindt!” Doe waar je een kick van krijgt, wat spannend is. Want dan kan je er ook veel energie in stoppen. Dan is het ook helemaal niet vervelend om moeilijke dingen te doen. Dan kom je ook op hele creatieve dingen. Dat heeft mij er toe aangezet om wetenschapper te worden.”

Maar moet je net als een topsporter ook goed kunnen afzien?

“Ja natuurlijk, dat hoort erbij. Wij zijn ook wel eens vlak voor de finish afgetroefd door een Japanse groep met een publicatie die bijna hetzelfde was. Dat is vreselijk frustrerend. Maar het is een soort frustratie/tolerantie waar je mee moet leren leven. Het is ook een deel van je opleiding. De -belangrijkste taak van de universiteit is het opleiden van jonge mensen die op allerlei verantwoordelijke posities terecht komen. Zij moeten zelfstandig kunnen opereren en worden geacht moeilijke problemen op te lossen in complexe situaties. Ik denk dat het soort onderzoek dat wij doen en de manier waarop wij mensen opleiden hier uitstekend voor -geschikt is. Ook het werken in een team, omgaan met stress en blijdschap, de -internationale setting, tijdslimieten en onder druk kunnen werken. Dat kom je later -allemaal ook weer tegen.”

Denk je dat het bedrijfsleven deze kwaliteiten ook zo hoog inschat?

“Nee, het mag rustig eens gezegd -worden: mensen die door een zware bètastudie zijn gegaan, vier jaar -promotieonderzoek hebben gedaan, waarbij ze echt in competitie -moeten treden en vervolgens nog een jaar in het buitenland zijn geweest bij een vooraanstaande groep, zijn -echte -professionals! Het feit dat deze -mensen niet met open armen worden ontvangen en niet bijzonder goed -betaald worden ten opzichte van -economen of bedrijfskundigen, vind ik schandalig. Chemici zijn zulke goede probleemoplossers. Ik mis de waardering vanuit het bedrijfsleven voor -mensen die een goede bèta-opleiding hebben gedaan. Geef die mensen -goede banen en betaal ze goed, dat is het -allerbeste signaal.”