Uitvinder van de toekomst

Chemicus Ben Feringa uit Paterswolde is de 21e Nederlander die de Nobelprijs heeft gewonnen. De hoogleraar, verbonden aan de Rijksuniversiteit Groningen, ontvangt de prijs voor zijn moleculair onderzoek. Hieronder volgt een bewerkte versie van het verhaal dat verslaggever Maaike Borst in december vorig jaar over professor Feringa schreef.

Chemicus Ben Feringa ontving al diverse prestigieuze Nederlandse en internationale prijzen. Prachtig, maar tot voor kort vond de uitvinder van de nanomotor zijn Elfstedenkruisje toch de mooiste. Ondertussen speelt hij met moleculen en hoopt stiekem ooit iets van het ontstaan van leven te verklaren.

Dikkere bieten kweken

Dikkere bieten kweken dan zijn vader. Dat was het doel. ,,Van die grote rode voederbieten waarvan ze lampions maken voor Sint Maarten.’’ De jonge Ben Feringa mocht een stukje van zijn moeders tuin gebruiken. Hij zorgde voor de perfecte omstandigheden, de juiste hoeveelheid kunstmest.

Op de werkkamer van de internationaal bekende chemicus Ben Feringa van de Rijksuniversiteit Groningen, maker van het eerste nanomotortje, hangt een schilderij van een boerderij in Barger-Compascuum: de boerderij in Drenthe waar hij opgroeide in een katholiek gezin met tien kinderen.

Na school, in de weekends en zomers hielp hij zijn vader en bespraken ze de wonderen van de natuur. ,,Dat ging van een plantje tot aan de sterrenhemel.’’

Zijn bieten werden inderdaad dikker. Zijn vader kocht ze van hem, hij betaalde per kilo.

Uitvinding

De uitvinding van de nanomotor, zijn grote internationale doorbraak, was een onzekere eerste stap in een revolutionaire nieuwe technologie. Onvoorstelbaar klein – een nanometer is een miljardste meter – met onvoorstelbaar grote mogelijkheden.

Dat weet hij zeker, want hij heeft het afgekeken. ,,Ik weet wat de biologische nanomotortjes in het menselijk lichaam allemaal kunnen.’’

De natuur is zijn grote inspiratiebron. Dat begon op de boerderij en dat is altijd zo gebleven. Internationale prijzen zijn leuk, waardering is fijn. ,,Maar als je naar de natuur kijkt is grote bescheidenheid op zijn plaats. Boeings vliegen fantastisch, maar het is ons nog steeds niet gelukt om een duif na te bouwen. Of zelfs maar een cel van een duif.’’

Leven is een raadsel. Het ontstaan ervan, de complexiteit. We zouden maar al te graag spinnendraden kunnen weven, op muren kunnen lopen als een gekko of vliegen als een libelle.

Raadsel

Voor iemand die werkt op nanoschaal zit het raadsel nog dieper. Feringa worstelt al een carrière lang met ‘spiegelbeeldsymmetrie’.

Een wonderlijk fenomeen: de bouwstenen van leven – aminozuren, DNA, suikers – hebben allemaal één spiegelbeeldvorm. Die vorm draait of naar links, of naar rechts, maar een mix van beide komt in levende organismen nooit voor. ,,Als wij nieuwe verbindingen maken, is de verdeling tussen links en rechts altijd halfhalf.’’

In levende organismen is al het DNA rechts, zijn alle aminozuren links en alle suikers rechts. Waar dat vandaan komt?

Niemand weet het. ,,Het wordt ook wel ‘de handtekening van het leven’ genoemd. Een verklaring daarvoor zou ons waarschijnlijk dichter brengen bij een antwoord op de vraag hoe leven is ontstaan.’’

Hij fantaseert er nog steeds over. Als hij toch eens zou kunnen uitvogelen hoe dát zit.

Het is de drijfveer van Ben Feringa: altijd wil hij experimenten uitvoeren die niemand eerder heeft gedaan. Hij wil ontdekken. ,,Daarop kun je je tanden natuurlijk vreselijk stukbijten. Want wees eerlijk: hoe vaak vind je nou écht iets nieuws?’’

U doet dat in elk geval een stuk vaker dan de meeste mensen.

Hij glimlacht. ,,Ik kan niet oordelen over mijn prestaties. Dat moeten anderen maar doen.’’

Nuchtere Drent

De winnaar van de belangrijkste Nederlandse wetenschapsprijs, de Spinozapremie, eerder door de Volkskrant genoemd als kandidaat voor de Nobelprijs van de Scheikunde, is een nuchtere Drent. Hij reageert op lof met opmerkingen als ‘ik sta op de schouders van heel goede mensen’, ‘ik ben trots op mijn team’, ‘er zijn waanzinnig veel fantastische wetenschappers’, ‘mijn belangrijkste taak is jonge mensen verder helpen’ en ‘bij negen van de tien ideeën is het niets hoor’.

Hij laat zich ook niet snel verleiden tot grote uitspraken. Hoe leuk hij het ook vindt om na te denken over de mogelijkheden van zijn nanomotortjes – medicijnen door het lichaam vervoeren, materiaal maken dat zichzelf repareert, verf die zich aanpast aan je stemming, zelfreinigende slimme ramen – aan voorspellingen waagt hij zich niet graag. ,,Je kunt de toekomst beter uitvinden.’’

Het is de reden dat de boerenzoon die een groot deel van zijn jeugd in de voetsporen van zijn vader wilde treden toch voor scheikunde koos. Hij wil nieuwe dingen bouwen. Hoe groot zijn liefde voor de natuur ook is, biologie was hem te beschrijvend. De kick die hij kreeg toen hij in het derde jaar van zijn studie voor het eerst een nieuw molecuul maakte. Die is verslavend.

,,Dit is het front van de wetenschap’’, zei zijn promotor en grote voorbeeld Hans Wijnberg – een joodse man die zijn voltallige familie verloor in de Tweede Wereldoorlog en zelf als parachutist en geheim agent tegen de nazi’s vocht. ,,Hier gebeuren de spannende dingen.’’ Het is chemische synthese: het creëren van nieuwe moleculen en materialen. Het vakgebied met oneindig veel mogelijkheden.

Evolutie

Feringa: ,,Moeder natuur heeft in de evolutie een keuze gemaakt voor bepaalde bouwstenen: eiwitten, DNA. Wij hebben die beperking niet. We kunnen die duif niet namaken, maar er is heel veel dat we wel kunnen. Dat mobieltje op tafel werkt niet zoals jouw hersenen. Maar hij functioneert wel verrekte goed.’’

Zo zijn Feringas motortjes niet hetzelfde als de motortjes die alle processen in het menselijk lichaam draaiende houden. De grote doorbraak van Feringa was dat hij het voor elkaar kreeg om een molecuul een rondje te laten draaien, aangestuurd door licht. Dat molecuul is het motortje. Aanvankelijk duurde het een uur om het deeltje te laten draaien, tegenwoordig kunnen chemici moleculen miljoenen keren per seconde laten roteren.

Ruim tien jaar na zijn doorbraak kwam Feringa met de nano-auto, een voertuigje van 4 nanometer lang en 2 nanometer breed met vierwielaandrijving dat in een rechte lijn over een metaaloppervlakte kan rijden.

Nu werkt hij aan een weggetje voor zijn auto. Maar een concrete toepassing voor de nanomotor is er nog steeds niet. ,,Dit soort onderzoek vraagt nu eenmaal een lange adem.’’ Daarmee wil hij niet zeggen dat het saai is. Integendeel.

Zijn onderzoeksgroep werkt aan veel experimenten tegelijk en altijd is er de zware competitie met andere topinstituten. Maar als je niet tegen frustratie kunt, moet je geen onderzoeker worden. ,,Met één bepaalde chemische synthese zijn we twintig jaar bezig geweest. Steeds lukte het niet. Tot we toevallig een ander oplosmiddel gebruikten. Je hebt ook geluk nodig.’’

Het principe van de nanomotor ontdekte hij eigenlijk bij toeval. Hij werkte aan een moleculaire schakelaar, een molecuul dat je met licht in twee verschillende standen kon zetten: 0 en 1. Toen het molecuul uit zichzelf verder doordraaide dan de bedoeling was, besefte hij dat ook een rondje mogelijk moest zijn. Spelen, noemt hij het zelf. ,,De kleuterschool bestond in mijn jeugd in Barger–Compascuum nog niet. Die ben ik nog steeds aan het inhalen.’’

Serieuzer

Serieuzer: ,,Het is essentieel dat onderzoekers blijven spelen. Fundamenteel onderzoek dreigt een ondergeschoven kindje te worden. Steeds vaker moet wetenschap een doel dienen: voor de maatschappij, voor het bedrijfsleven. Dan ontdek je weinig echt nieuws. Terwijl grote doorbraken juist nu nodig zijn. Om minder CO2 uit te stoten, om een alternatief te vinden voor de petrochemische industrie. Wat als wij CO2 kunnen omzetten in brandstof? Dat zou toch geweldig zijn? Een plant kan dat.’’

Elke dag fietst Ben Feringa heen en weer tussen Paterswolde en Groningen: 15 kilometer, net als vroeger van Barger–Compascuum naar Emmen. Hij werkt avonden, weekends, hij reist de hele wereld over. Jongere collega’s verbazen zich oprecht over zijn schijnbaar onuitputtelijke energie. Feringa zelf relativeert: ,,Ik prijs mij gelukkig met een goede gezondheid.’’ De geweldige ondersteuning van zijn gezin helpt en werken met jonge mensen geeft juist energie, zegt hij.

Het enthousiasme neemt niet af. Op de fiets tussen Groningen en Paterswolde, waar hij vrij uitzicht heeft en aardappelen verbouwt, denkt hij altijd weer na over nieuwe mogelijkheden en hoopt hij op plotselinge invallen die hem verder helpen. Alleen met zo’n inval zal hij ooit het raadsel van de spiegelbeeldsymmetrie kunnen oplossen. Hij rekent er niet op. ,,Ik ben er al mijn hele leven mee bezig, maar we weten het gewoon niet.’’

Bewoner

Hoeveel nieuwe dingen hij ook met chemische reacties tot stand heeft gebracht, voor de natuur heeft Ben Feringa alleen maar meer bewondering gekregen. Hij is in mei van dit jaar 65 jaar geworden, maar heeft bedongen dat hij tot zijn zeventigste door kan. Ook werkt hij mee aan een zwaartekrachtprogramma dat nog tien jaar loopt. Wat hij zeker nog wil doen: dat weggetje bouwen, geneesmiddelen in het lichaam aan- en uitschakelen, een nanomotortje maken dat op elektriciteit loopt in plaats van licht. En ongetwijfeld nog veel meer.

,,Ik heb geen idee wat we volgend jaar ontdekken’’, zegt hij met een grote grijns. ,,Vast wel iets.’’

Toon reacties

Word wakker met het belangrijkste nieuws uit het Noorden met onze ochtend-nieuwsupdate.

Meer dan 22.249 nieuwsbriefabonnees

Je kunt je op elk moment weer uitschrijven

Lees hier ons privacy statement.