“Verrassingen zijn altijd mogelijk als je in een scheikundig lab werkt”

Scheikundige Marc-Etienne Moret ontvangt een ERC Starting Grant van 1,5 miljoen euro voor onderzoek naar nieuwe katalysatoren met betere eigenschappen. “Veel katalytische reacties vereisen edele metalen,” legt Moret uit. “Die metalen zijn niet alleen zeldzaam en duur, maar vaak ook giftig. In dit onderzoeksproject wil ik nieuwe katalysatoren ontwikkelen op basis van andere metalen.”

“Neem bijvoorbeeld palladium, dat wordt gebruikt in katalytische reacties om medicijnen te maken,” vervolgt Moret. “Dat werkt goed, maar na de katalytische reactie moet je het geneesmiddel goed reinigen om het bruikbaar te maken voor mensen.” In zijn ERC-project gaat Moret werken met metalen als ijzer, kobalt en nikkel. “IJzer is bijvoorbeeld erg goedkoop en niet giftig. Maar vanuit chemisch oogpunt gedragen dit soort metalen zich niet heel goed. Dat betekent dat we ze een beetje moeten helpen om ze nuttig te maken.”

Een katalysator helpen

Hoe doe je dat dan, een katalysator helpen? Moret legt uit: “Een moleculaire katalysator is normaal gesproken één metaalatoom omringd door een organisch deel, het ligand. Met dat organische deel kun je het gedrag van de katalysator verfijnen. Traditioneel worden liganden alleen gebruikt als ondersteuning voor het metaal. Maar ik ben geïnteresseerd in het ontwikkelen van coöperatieve liganden, die ook betrokken zijn bij de katalytische activiteit. Op die manier kunnen we andere metalen gebruiken in katalyse. Om dat te bereiken ga ik nieuwe typen liganden bestuderen die op een andere manier op het metaal binden.”

Nieuwe moleculen maken

Met zijn ERC-subsidie ​​kan Moret twee promovendi en twee postdocs aannemen. De eerste stap van het project is het maken van nieuwe moleculen. “Dat is een van de leuke dingen van chemie,” zegt Moret. “Als je dingen wil bestuderen, moet je ze eerst maken.” Vervolgens gaan de onderzoekers ze met behulp van spectroscopie op molecuulniveau bestuderen tijdens chemische reacties. “We willen weten: reageren deze moleculen? En zo ja, wat is het resultaat? Daarna is het tijd om ze te testen als katalysatoren. Als we hun katalytische processen volledig begrijpen, kunnen we hun gedrag nog meer verbeteren.”

Onverwachte ontdekkingen

Morets onderzoeksgroep werkt vooral met experimenten, maar gebruikt ook computermodellen om het labwerk te ondersteunen. “We proberen de chemische reacties te voorspellen met computersimulaties van de moleculen, om te bekijken of onze ideeën realistisch zijn,” zegt Moret. “Maar de experimenten zijn ook nodig, want er zijn zoveel mogelijke reacties dat het onmogelijk is om ze allemaal te voorspellen. Dat betekent ook dat er altijd nieuwe dingen kunnen gebeuren. Werken met nieuwe moleculen biedt altijd kansen voor onverwachte chemische reacties. Dat is hoe veel doorbraken gebeuren. We zijn nog niet in het stadium waar we alles goed genoeg begrijpen om die ontdekkingen te kunnen voorspellen, en dat is een van de dingen die de wetenschap spannend maken. Verrassingen zijn altijd mogelijk als je in een scheikundig laboratorium werkt.”

Gerelateerde nieuwsberichten

• 

  Utrecht leidt Europees onderzoek naar nieuwe generatie katalysatoren

  De Europese Unie heeft 3,3 miljoen euro toegekend voor onderzoek naar de ontwikkeling van goedkopere en duurzame katalysatoren voor onder meer de schone productie van brandstoffen.