Albert Schenning heeft dit jaar de KNCV Gouden Medaille in de wacht gesleept. De universitair hoofddocent macro-organische chemie in de groep van Bert Meijer voelt zich zeer vereerd. Zijn ambitie is om elektronische schakelingen te maken voor de computers van de toekomst.
De KNCV Gouden Medaille 2005 is toegekend aan de Eindhovense onderzoeker Albert. Schenning (38) is universitair hoofddocent macro-organische chemie. Hij is gepromoveerd bij Roeland Nolte in Nijmegen en werkte als post-doctoraal medewerker bij François Diederich in Zürich.
Het onderzoeksgebied van Schenning is de supramoleculaire elektronica. Zijn ambitie is om elektronische schakelingen te maken voor de computers van de toekomst. Door zelfassemblage van p -geconjugeerde systemen in stacks maakt Schenning op gecontroleerde wijze staafjes van enkele nanometers dik. Hij klikt eerst een aantal vlakke moleculen met waterstofbruggen aan elkaar tot een platte bloem. In een apolair oplosmiddel stapelen deze bloemen met duizenden tegelijk tot staafjes. Een probleem is vooralsnog dat ze niet geleiden, maar Schenning is druk bezig daar een oplossing voor te vinden. Dit doet hij als hoofd van een groep van elf onderzoekers.
Het is het niet de eerste keer dat Schenning in de prijzen is gevallen. In 2004 won hij de European Young Investigator Award. Hiermee verwierf Schenning 1,2 miljoen euro onderzoeksgeld voor een periode van vijf jaar. Eerder won hij een KNAW-fellowship en een Vidi-subsidie van NWO. Schenning is de auteur van meer dan honderd publicaties en publiceert regelmatig in vooraanstaande bladen.
Albert, je stond perplex toen het goede nieuws je ter ore kwam?
“Ja, dat had ik totaal niet verwacht. Ik was heel erg vereerd. Dit is het beste compliment dat je als onderzoeker kunt krijgen.”
Wat is jouw beste werk vind je zelf?
“Het laatste werk dat we gedaan hebben richting nano-elektronica. Daarbij doen we zelfassemblage met p -geconjugeerde moleculen. Dat zijn organische halfgeleiders waarmee ik dus probeer objecten te maken.
Recentelijk is het gelukt in samenwerking met het Hoge Veld Magneetlab in Nijmegen een bolletje te maken met een membraan dat in een magneetveld van 20 Tesla deformeert tot een ellips. De theoretische voorspelling is al begin jaren zeventig gedaan, maar wij hebben dat, volgens mij, als eerste ook experimenteel aangetoond. Daarmee zou je in principe een bolletje kunnen maken voor bijvoorbeeld de lokale toediening van medicijnen tijdens een MRI-scan. Dan moet nog wel de gevoeligheid voor het magneetveld omhoog. Met 20 Tesla gebruik je zo ongeveer evenveel energie als de halve stad Nijmegen om zo’n piep klein bolletje te deformeren. Maar dat moet wel mogelijk zijn, is mijn gevoel.”
Is supramoleculaire chemie de sleutel om de voorspelling van Moore voort te laten duren, dat elk jaar het aantal schakelingen op een chip verdubbelt?
“Mwoa, ik weet niet precies of ik daarin geloof. Het is al een wonder dat deze voorspelling al zo lang opgaat. Hoe dat in de toekomst gaat, weet ik niet, maar een van de oplossingen om kleiner te gaan, is te werken op moleculaire schaal. Moleculaire elektronica lijkt me een lastige richting omdat een enkel molecuul alle kanten op staat te flapperen. Samen met koolstofnanobuisjes en anorganische draden denk ik dat supramoleculaire systemen een alternatief kunnen bieden. Het grote voordeel om via zelfassemblage devices te maken, is dat je heel makkelijk functionaliteiten kunt inbouwen. Dat opent de weg naar miniatuurzonnecellen, diodes, transistoren et cetera.
Mijn ambitie is het in ieder geval om draadjes te maken van organische halfgeleiders en die tussen elektroden te plaatsen om te kijken of je daar een transistor van kunt maken.”
In een recent artikel probeer je zelfgeassembleerde draden op een oppervlak te krijgen. Dat was niet eenvoudig?
“Nee. Tien jaar geleden kon je niet eens in detail zien hoe je draad was opgebouwd op een oppervlak. Op sommige oppervlakken ligt de draad in perfecte toestand, maar op een goudoppervlak valt de draad uit elkaar. Dat was een hele teleurstelling. Het wonderlijke is dat, als je wat palladium inmengt, je weer wel draden krijgt. Hoe zelf-geassembleerde objecten zich op een oppervlak gedragen, is nog nauwelijks bestudeerd. Dat is wel essentieel want van een vrije draad in oplossing kun je geen elektronisch apparaat maken. Je moet de draad ergens vastpinnen.”
Klopt het dat je nog geen geleiding hebt gevonden voor de nano draden?
“Ja, we hebben nog steeds geen stroom kunnen vinden. In bulk, op micrometerschaal, kunnen we wel een transistor maken met onze systemen. We missen dus nog iets essentieels. We zoeken dat nu uit. De geleiding moet door de gestapelde p-systemen lopen. Misschien moeten we andere bouwstenen gebruiken of met supramoleculaire interacties nog meer ordening aanbrengen in de stack.”
Wat denk je dat nog nodig is?
“Het mooist is als je weet hoe moeder Natuur het doet. Wat ik met mijn Europese prijs heb gedaan is synthetisch DNA gebruiken waarbij je heel precies de samenstelling en lengte kunt instellen. Dat onderzoeken we nu.
Een ander probleem dat we moeten overwinnen is hoe de staafjes in goed contact te brengen met de elektroden. De vetzuurgroepen, nodig om de staven in oplossing te houden, werken als spacers die de elektronenoverdracht verstoren. Nanobuizen hebben het voordeel dat de p-elektronen loodrecht op de buis staan. In ons geval staan de p-elektronen parallel aan de as van de staaf.”
Het kan dus best zijn dat je er na tien jaar achterkomt dat er een fundamentele reden is waarom er geen geleiding optreedt of dat het gewoon niet lukt?
“Ja, dat zou heel goed kunnen. Je kunt altijd nog van de bulk, waar wel geleiding is gevonden, langzaam naar kleinere dimensies gaan. Omdat de draad feitelijk een molecuul dik is, hoef je maar één mismatch te hebben of de stroom blijft hangen. Er is maar één pad.”
Heb je wetenschappelijke helden?
“Ik ben wel van sommige mensen echt onder de indruk. In Nederland bijvoorbeeld, Cees Dekker. Hoe hij is geswitcht van nanobuizen naar biofysica, en daar meteen succesvol mee is, vind ik ontzettend knap. Dan denk ik wel eens: ik kan beter stoppen. Daar moet je naar streven: iets doen waar je anderen mee inspireert. Dat men zegt: ‘Hij heeft de zaak vooruitgebracht’. Net als met voetbal wil ik gewoon winnen. Ik neem geen genoegen met middelmatigheid.”
Hoe is de samenwerking met Bert Meijer? Jullie publiceren heel veel gezamenlijk. Is het niet lastig om jezelf te profileren?
“Ja, dat is wel een punt. Ik zie mezelf nu als een goede trainer van een door een topmanager geleidde topclub. We doen mee voor de prijzen. De vraag is of ik liever als trainer/manager bij Cambuur wil werken? Ik weet het nog niet. Tot nu toe gaat het perfect. Ik kan in alle vrijheid werken. Ik werk 85 procent, hoef bijna niet naar vergaderingen, kan beschikken over topfaciliteiten, toppromovendi en postdocs. Zonder deze omgeving had ik de Gouden Medaille niet gekregen, dan was ik nog lang niet zo ver in het onderzoek.
‘Ik zie mezelf niet dertig jaar hetzelfde trucje doen’ (Foto: Ivar Pel)
Zijn er al dingen uit je onderzoek gekomen die toegepast worden?
“Samen met Hans Hofstraat van Philips heb ik een concept voor licht-tuning bedacht. Het is een makkelijke truc om fasescheiding tussen elektronendonoren en -acceptoren te voorkomen met behulp van waterstofbruggen. Dat geeft ook de mogelijkheid de golflengte van het uitgezonden licht te sturen. Maar ik weet niet of ze er echt mee doorgaan, heel Philips gaat richting bio nu. Daar heb ik wel respect voor, het getuigt van lef. Voor zo’n bedrijf is het natuurlijk een gigantische verandering.”
Waar haal je je inspiratie vandaan?
“[wijzend op zijn werkplek] Hier meestal niet. Vaak thuis, als ik met de kinderen speel of iets aan het doen ben, dan schiet me te binnen: “Waarom hebben we dat nou nooit gedaan?” Hier zit je te veel in een werkritme. Voor nieuwe ideeën moet je afstand nemen en de dagelijkse beslommeringen loslaten.”
Zie je jezelf nog eens een grote ommezwaai maken?
“Ja, je moet durven. Ik zie mezelf niet dertig jaar hetzelfde trucje doen. Misschien ga ik wel op mijn bek, maar dan heb ik altijd nog de Gouden Medaille. Die pakken ze mij niet meer af, ook al kom ik op straat terecht.” |
Feitelijk
De KNCV Gouden Medaille wordt sinds 1963 jaarlijks uitgereikt aan de beste Nederlandse onderzoeker onder de veertig in de moleculaire wetenschappen. Ook niet-Nederlanders, die geruime tijd in Nederland werkzaam zijn of zijn geweest, komen in aanmerking. De prijs geldt als een van de belangrijkste erkenningen van uitzonderlijk wetenschappelijk talent.
***
De uitreiking van de Gouden Medaille zal plaatsvinden op Het Element op 17 november in Ede. Het Element is dé manifestatie voor moleculaire wetenschappen en innovatie waar moleculaire wetenschappers elkaar ontmoeten.
Alexander Duyndam, C2W-18, 2005
