Promotie: Crossing free-energy barriers - Nucleation in complex colloidal and biological systems

Nucleatie is een van de meest voorkomende en belangrijkste processen in ons leven. Het speelt niet alleen een cruciale rol in vele biologische processen binnen onze cellen, maar is ook essentieel voor de productie van alledaagse producten, zoals chocolade, tandpasta en medicijnen. Kortgezegd is nucleatie het proces waarbij een faseovergang, zoals bevriezen of verdampen, begint doordat er eerst een kleine hoeveelheid van de nieuwe fase wordt gevormd, die vervolgens verder groeit. Denk bijvoorbeeld aan het ontstaan van kleine ijskristallen wanneer water bevriest, of de gasbelletjes die verschijnen wanneer water begint te koken. 

Het doel van mijn promotieonderzoek is om zowel een beter fundamenteel begrip van nucleatie te verkrijgen, als een aantal openstaande vraagstukken over nucleatie aan te pakken. Zo duiken we in de theorie achter kristalnucleatie en brengen we het effect in kaart van het grensvlak tussen de vloeistoffase en kristalfase. Daarnaast bestuderen we de nucleatie van verschillende systemen om een beter inzicht te krijgen in de precieze start van nucleatie. Hiervoor maak ik gebruik van computersimulaties en focus ik voornamelijk op de kristalnucleatie van colloïdale systemen. Deze systemen bestaan uit microscopisch kleine deeltjes, zogenoemde colloïden, met afmetingen van tientallen nanometers tot enkele micrometers, die vrij bewegen in een oplosmiddel. Zo onderzoek ik of we kunnen voorspellen waar in de vloeistof het kristal zal ontstaan. Kennis hierover kan helpen nucleatie gerichter te sturen in bijvoorbeeld de productie van stoffen zoals medicijnen. 

Tot slot bestudeer ik een voorbeeld van nucleatie in een biologisch systeem, namelijk het samenvouwen van hiv-DNA onder invloed van een eiwit genaamd hiv-integrase. Dit draagt bij aan een beter begrip van een cruciale stap in de levenscyclus van hiv, wat kan helpen bij de gerichtere ontwikkeling van medicijnen.

LET OP: De kandidaat houdt een lekenpraatje voorafgaand aan de verdediging van het proefschrift, de livestream start daarom een kwartier eerder.