Nathalie Katsonis ontwikkelt slimme materialen die door vormverandering complexe bewegingen kunnen genereren. Hierbij laat ze zich inspireren door bewegingen die essentiële functies van het leven mogelijk maken, zoals groei, celdeling en lichtgedreven beweging. Op 30 november spreekt ze haar intreerede uit, en juist deze week heeft zij ook een grote ‘Consolidator Grant’ in de wacht gesleept van de European Research Council.
“Moleculaire machines genereren bewegingen, die aan de basis van de meeste biologische processen staan. Vaak wordt gezegd dat leven is voortgekomen uit chemische reacties die plaatsvinden in afgeschermde compartimenten. Ik stel echter dat deze chemische evolutie wel op de voet gevolgd móet zijn door het ontstaan van beweging, omdat deze compartimenten energie en voedingsstoffen nodig hebben,” vertelt Nathalie Katsonis. Als voorbeeld noemt ze chemotaxis, het proces waarmee de eerste bacteriën zich al in de richting van voedingsstoffen bewogen. Aan de basis van deze grootschaligere bewegingen staan veel kleinere moleculen die van vorm kunnen veranderen.
Vormverandering
Binnen haar onderzoek ontwikkelt Katsonis kunstmatige moleculaire materialen die, vaak geactiveerd door licht, beweging kunnen genereren. Om dit voor elkaar te krijgen, ontwikkelt ze strategieën om kunstmatige moleculaire machines, motors of schakelingen (of andere moleculen die complexe beweging mogelijk te maken) –in de praktijk allemaal objecten op nanoschaal – in macroscopische materialen te verwerken. De wetenschappelijke uitdaging is het laten samenwerken van de moleculaire machines, waarbij complexe beweging op macroniveau ontstaat.
Het leeuwendeel van het onderzoek op dit vakgebied vindt plaats met synthetische moleculen, opgelost in een vloeistof. Dit voorkomt dat ze arbeid kunnen verrichten. Katsonis werkt daarentegen niet in een vloeistof, maar gebruikt polymeren of vloeibare kristallen. “Een kleine stimulus kan bij deze materialen leiden tot een grote verandering in eigenschappen of vorm. Dat gegeven gebruik ik, omdat dat exact is wat nodig is om de beweging van individuele moleculen te versterken.”
ERC Grant
Juist deze week maakte de European Research Council (ERC) bekend dat Nathalie Katsonis een ‘ERC Consolidator Grant’ zal ontvangen van ongeveer twee miljoen euro. Het project waarvoor het geld is toegekend, heet ‘Morphogenesis of photo-mechanized molecular materials’. In 2012 ontving zij al een ERC Starting Grant.
Nathalie Katsonis
De van oorsprong Oostenrijkse Nathalie Katsonis studeerde en deed promotieonderzoek aan de Université Pierre et Marie Curie (Parijs). Na haar promotie in 2004, op het gebied van zelfassemblage op oppervlakken, werd ze postdoc bij de vakgroep van Nobelprijswinnaar Ben Feringa aan de Rijksuniversiteit Groningen. Daar werkte ze aan onderzoek naar kunstmatige moleculaire motoren en schakelingen op oppervlakken en overgangen. Na een positie als Associate Researcher bij CNRS (Toulouse), trad ze in 2011 in dienst van de Universiteit Twente. Hier is ze nu hoogleraar Bio-inspired and Smart Materials bij UT-onderzoeksinstituut MESA+. Katsonis heeft diverse prestigieuze prijzen in de wacht gesleept, waaronder de KNCV Gouden Medaille, de belangrijkste Nederlandse prijs voor onderzoekers die zich hebben onderscheiden op het gebied van de chemie.
Oratie
De openbaar toegankelijke intreerede van Nathalie Katsonis, getiteld Morphogenesis of Mechanized Matter, vindt plaats op 30 november om 16.00 uur in de Prof.ir. M.P. Breedveldzaal van gebouw de Waaier op de campus van de Universiteit Twente.
