Van fundamentele vraag naar relevant systeem, en andersom

Antivrieseiwitten, supramoleculaire polymeren, licht- en temperatuurgevoelige colloïden. Het onderzoek van Ilja Voets, hoogleraar Self-Organizing Soft Matter aan de Technische Universiteit Eindhoven, is niet eenvoudig onder één noemer te vangen. Behalve dan dat het allemaal systemen zijn met een duidelijke functie. Ze wil begrijpen hoe die functie voortkomt uit de structuur van het materiaal, zodat je op een rationele manier nieuwe materialen met nieuwe, complexe functies kunt ontwerpen. Voor haar creatieve, interdisciplinaire onderzoek krijgt Voets de KNCV Gouden Medaille 2019.

Eerlijk zeggen, was het echt onverwacht of had je er stiekem op gerekend?
‘Ik wist dat ik was genomineerd want ik moest op een gegeven moment allemaal informatie over mezelf aanleveren. Maar dat was een tijd geleden en, dit is echt waar, ik heb er geen moment meer bij stilgestaan totdat Jeroen Cornelissen me deze zomer belde met het nieuws. Dus ik was wel echt verrast.’

Blij verrast?
‘Ja, absoluut, ik ben er heel blij mee. Als je kijkt naar wie de prijs allemaal hebben gekregen, dan is het een prachtig rijtje om in te mogen staan. Maar uit deze prijs spreekt naast waardering, ook een verwachting voor de toekomst. De prijs geeft aan dat je vakgenoten verwachten dat je nog veel meer zult laten zien. Dat vind ik een heel mooi aspect.’

‘De academische wereld is nog behoorlijk strikt
ingedeeld in disciplinaire kokers’

In 2017 een ERC Grant, in 2018 benoeming tot hoogleraar, onlangs je oratie uitgesproken, nu de Gouden Medaille en tussendoor ben je ook nog moeder geworden.
‘Ja, het is een bijzondere periode. Naar het hoogleraarschap heb ik lang toegewerkt.’

Een hoogleraar die met zwangerschapsverlof gaat is nog steeds bijzonder, zo bleek ook uit ons interview met Moniek Tromp in augustus. Hoe kijk jij naar de discussie over de positie van vrouwen in de academische wereld?
‘Dat blijft een gevoelig onderwerp, merk ik. Er is nog veel te winnen als het gaat om het faciliteren van de combinatie van werk en privé. Dat geldt overigens niet alleen voor vrouwen, ook voor mannen met jonge kinderen is de situatie niet altijd makkelijk.’

Wat moet er veranderen?
‘Het is belangrijk dat de beslissers zelf ook weten hoe het is om een drukke, verantwoordelijke baan te combineren met jonge kinderen en een partner die ook een drukke baan heeft. Bovendien is door het tenure track systeem de benoeming tot hoogleraar naar voren geschoven, waardoor je jongere mensen op die positie krijgt. Op een leeftijd waarin nou eenmaal ook gezinnen worden gesticht.

Ik denk dat het vooral belangrijk is dat we met elkaar over verwachtingspatronen praten. Er leven nog veel onuitgesproken verwachtingen die aansluiten bij het traditionele beeld van de man die er altijd voor zijn werk is en de vrouw die het thuis allemaal regelt. Waardoor er voor jonge mensen soms angst ontstaat om aan te geven dat ze hun werk graag op een andere manier willen organiseren, omdat dat misschien als een gebrek aan ambitie wordt gezien.’

Wat vind jij van het veelbesproken Eindhovense besluit om zes maanden lang alleen vrouwen uit te nodigen voor wetenschappelijke vacatures?
[Lichte zucht] ‘Die vraag zag ik al aankomen.’

Maar het zou ook raar zijn als ik er niet naar zou vragen in een interview met een succesvolle, jonge, vrouwelijke wetenschapper.
‘Daar heb je gelijk in. Ik vind het een dapper besluit van de TU en ik vind het mooi dat er serieus over dit onderwerp wordt nagedacht. Tegelijkertijd vind ik het ook belangrijk dat we de discussie niet te veel versmallen naar alleen het aantal vrouwen op wetenschappelijke posities. Er moet in bredere zin ruimte zijn voor diversiteit. We moeten open kunnen praten over verschillende benaderingen van het werk, dat we kunnen verschillen in de doelen die we stellen en in de manier waarop we ons werk invullen. Er zijn meerdere manieren om je werk goed uit te voeren, daar moet het ook over gaan.’

‘Het is belangrijk om je vraagstelling zo te kiezen dat je
antwoord iets bijdraagt aan een groter doel’

Je zei eerder dat je lang hebt toegewerkt naar het hoogleraarschap. Waarom wilde je dat graag?
‘Het onderzoek dat ik wil doen bevindt zich op de grensvlakken van natuurkunde, scheikunde en biologie en gaat ook over die grenzen heen. Dat is soms lastig, omdat de academische wereld nog behoorlijk strikt is ingedeeld in disciplinaire kokers. Na mijn postdoc in Zwitserland ben ik bewust op zoek gegaan naar een omgeving waar ik de ruimte kreeg om autonoom en onafhankelijk mijn onderzoek op te bouwen. Ik had het geluk dat er bij het Instituut voor Complexe Moleculaire Systemen hier aan de TU de ruimte was om mij aan te nemen. Het is een heel fijne omgeving omdat iedereen hier een eigen expertise heeft, maar ook graag gezamenlijk optrekt om te werken aan een grotere vraag. En ook al kun je hier je onderzoek zelf uitstippelen, het hoogleraarschap biedt nog meer vrijheid omdat je dan ook promotierecht hebt. Nu kan ik helemaal zelf bepalen hoe het gaat. Het gaat mij niet om de titel of de status, maar om die vrijheid.’

Wat maakt het onderzoek op die disciplinaire grenzen zo aantrekkelijk?
‘Ik hou van puzzelen en ik vind het interessant om me bezig te houden met zaken op heel kleine schaal, zaken die je niet direct kunt waarnemen. Dat is het domein van de chemie. Ik wil ook graag verbanden leggen tussen fundamentele verschijnselen en een functioneel materiaal. Ik zoek naar algemene en conceptuele inzichten die ik vervolgens toepasbaar kan maken in andere systemen.

De inspiratie daarvoor vind ik in de biologie. Om dit allemaal te verbinden moet je diepgaande kennis hebben van meerdere gebieden. Dan zie je principes uit de biologie terugkomen in de chemie. Juist op de grensvlakken van disciplines liggen grote vragen die voor meerdere onderzoeksrichtingen relevant zijn.’

Kun je een voorbeeld geven uit je onderzoek?
‘Neem de ijsvissen. Die kunnen overleven in de ijskoude poolzee, omdat ze beschikken over speciale eiwitten die hechten aan het ijs en bevriezing van hun bloed voorkomen. Dat biedt mogelijkheden om polymeren te ontwerpen van andere bouwstenen dan aminozuren die een vergelijkbare functie vervullen, namelijk hechten aan ijs. Om deze stap te kunnen maken moet je zowel het biologische mechanisme in de vis goed begrijpen – je moeten weten welk eiwit dat is, hoe dat precies werkt, hoe dat wordt gereguleerd, wat de relatie tussen de structuur en de functie is – maar je moet ook de chemische kennis hebben om een synthetisch analoog te ontwerpen en te maken.

Datzelfde geldt voor de eiwitmantels van virussen die we ook als inspiratie gebruiken. Door de structuur en functie van die mantels te bestuderen willen we achterhalen wat de rol is van de verschillende bouwstenen in de structuur. Heeft een enkel aminozuur een duidelijke functie of gaat het om meer generieke sequenties van meerdere geladen aminozuren of zijn het juist de hydrofobe sequenties die belangrijk zijn? Zo proberen we meer algemene principes te vinden die aangeven waar de structuur van een synthetisch materiaal aan moet voldoen om DNA, enzymen of een andere lading te kunnen beschermen en vervoeren zonder de activiteit te verstoren.’

Ligt het startpunt voor jou bij een fundamentele vraag of bij een concreet probleem dat je wilt oplossen?
‘In onze groep gaat het eigenlijk beide kanten op. Soms is een toepassing het uitgangspunt, bijvoorbeeld als we zoeken naar materialen die adhesie aan ijs voorkomen, maar dat brengt ons onderzoek dan op fundamentele vragen. Soms begint het met fundamentele eigenschappen van een materiaal, bijvoorbeeld of complexiteit in de samenstelling van een polymeer gunstig of ongunstig is. In dat project kijken we naar polymeren in wateroplosbare verf. Voor ons is de interesse fundamenteel, maar het project is samen met bedrijven en voor hen kan dit meteen iets nuttigs opleveren voor een nieuwe samenstelling van een verf.

De stap van fundamenteel inzicht naar een toepassing kan heel klein zijn. Wij werken aan fundamentele vragen, maar dat doen we aan de hand van systemen die relevant zijn. Het is belangrijk om je vraagstelling zodanig te kiezen dat je antwoord iets kan bijdragen aan een grotere vraag of een groter doel.’

De Gouden Medaille houdt ook een verwachting in, zoals je zei. Welke verwachting wil jij graag waarmaken?
‘We hebben de afgelopen honderd jaar heel veel geleerd over polymeren en colloïden en de modelsystemen kennen we goed genoeg om voorspellingen over te doen. Inmiddels kunnen we veel complexere systemen maken, maar van het gedrag van die systemen en waar de functie vandaan komt, weten we eigenlijk nog heel weinig. Ook weten we nauwelijks iets van de interacties tussen de bestanddelen in het materiaal en wat de rol daarvan is. En dan is er nog het pad dat is bewandeld om tot die structuur te komen, ook dat heeft invloed.

We hebben die inzichten nodig om op een rationele manier materialen te ontwerpen en te maken die precies de functie vervullen die je voor ogen hebt. Zolang we niet tot een rationeel ontwerp van functionele materialen komen, kunnen we veel praktische en belangrijke problemen niet oplossen. Denk aan het vervangen van schadelijke, schaarse of moeilijk verwerkbare grondstoffen in materialen. Dat lukt alleen als we heel goed begrijpen wat die grondstof precies doet in het materiaal en daarvoor moet je de relatie kennen tussen de interne structuur en functie van een materiaal. Aan het beantwoorden van die grote vragen wil ik graag een bijdrage leveren.’

Bekijk ook het filmpje van KNCV Eye-Openers, waarin Ilja Voets haar werk in één minuut uitlegt.

Esther Thole | donderdag 5 december 2019