Door slim gebruik te maken van osmotische druk kun je holle nanobolletjes gecontroleerd omvormen tot nanostaafjes of -kommetjes. Het klopt zelfs in theorie, schrijven Nijmeegse onderzoekers deze week in Nature Communications.

Hun zogeheten polymeersomen lijken sterk op celmembranen. Ze bestaan uit ketenmoleculen met hydrofoob polystyreen aan het ene uiteinde en hydrofiel polyethyleenglycol aan het andere. Als je ze oplost in een organische vloeistof en dan langzaam water bijvoegt, dan assembleren ze zichzelf tot dubbelwandige holle bolletjes van ongeveer een halve micrometer, met de polystyreenuiteinden tegen elkaar.

Promovendus Roger Rikken en collega’s van het Institute of Molecules and Materials en het Nijmeegse magneetlab hebben nu bedacht om daarna nog veel meer water toe te voegen. Dat water dringt maar heel langzaam door de polystyreenlaag heen, zodat je een concentratieverschil krijgt over de polymeersoomwand.

Organisch oplosmiddel van binnen naar buiten persen is de snelste manier om het evenwicht te herstellen, maar dat betekent wel dat het bolletje langzaam in elkaar klapt. In de praktijk kan dat dagen duren zodat je het onder de elektronenmicroscoop prima kunt volgen.

De uitvoering van het experiment bepaalt of je ingesnoerde staafjes krijgt of platte schijfjes die doen denken aan rode bloedcellen. Staafjes herstellen vanzelf als het water lang genoeg de tijd krijgt, maar schijfjes klappen niet meer uit en eindigen als komvormige ‘stomatocyten’ (zie afbeelding).

Achteraf blijkt het perfect voorspelbaar uit de wisselwerking tussen osmotische druk en buigspanningen in de wand.

bron: Radboud Universiteit