Als je verf roert, komen de polymeerketens uit de kluwen en veranderen in gestroomlijnde haarspelden. Dáárom daalt tijdelijk de viscositeit, melden Nederlandse en Duitse onderzoekers die het voor het eerst op moleculaire schaal in beeld wisten te krijgen.

Tot nu toe wás alleen bekend dát de viscositeit van zulke ‘shear thinning’-vloeistoffen afhankelijk is van de afschuifspanning die je er op uitoefent. Dankzij dit verschijnsel kun je verf met de kwast op een muur strijken, zonder dat ze er daarna net zo hard weer afloopt. Maar wat er in de vloeistof dan precies gebeurde, was niet helemaal duidelijk.

In Nature Communications werpen Gijsje Koenderink (FOM-instituut Amolf, Amsterdam) en Pavlik Lettinga (Forschungszentrum Jülich) nu letterlijk meer licht op de zaak. Ze probeerden het uit met actinevezels, die onderdeel uitmaken van het cytoskelet van levende eukaryote cellen. Deze vezels vertonen ook een soort shear thinning-gedrag, maar ze zijn opgebouwd uit eiwitten en dus een paar ordegroottes volumineuzer dan de synthetische polymeerketens in verf. Bovendien kun je zo’n eiwit voorzien van fluorescerende groepen zonder dat die meteen groter zijn dan de keten zelf.

De onderzoekers hebben dus een oplossing van(deels) gelabelde actinevezels uitgetest in een kegel-plaatrheometer, waarmee je de viscositeit kunt meten als functie van de afschuifkracht. Via een confocale microscoop konden ze vervolgens zien dat de actinemassa er in eerste instantie uitziet als een onontwarbare kluwen spaghetti. Maar gaat de kegel sneller draaien, dan ontwart de kluwen zich wel degelijk en krijg je haarspeldvormen die steeds gemakkelijker langs elkaar glijden.

Formeel zegt het alleen iets over de stromingsverschijnselen in sommige levende cellen. Maar het zit er dik in dat het in die verf, op nog veel kleinere schaal, precies zo werkt.

Lettinga gaat al iets verder: hij denkt dat de ontdekking kan helpen bij de vervanging van polymeren uit de petrochemie door alternatieven uit biomassa. Die zijn van nature vaak net iets stijver, wat de toepassing bemoeilijkt. Met het actine-modelsysteem valt misschien te achterhalen wat je daar het beste aan kunt doen.

bron: FOM, Forschungszentrum Jülich