Veel hedendaagse producten bevatten schadelijke kleurstoffen. Docent-onderzoeker Patrick Baesjou werkt op de Hogeschool Utrecht aan een groen alternatief: bacterieel kleuren. ‘We hebben al veel vooruitgang geboekt.’
Make-up, kleding, verf, buitenmuren – je kunt het zo gek niet bedenken of er zitten een hoop vervuilende kleurstoffen en pigmenten in verwerkt. Niet alleen is het productieproces van deze gebruiksvoorwerpen behoorlijk schadelijk en milieubelastend, ook het verbranden of verwerken ervan is niet bepaald duurzaam.
Docent-onderzoeker Patrick Baesjou ziet het als zijn missie om hier verandering in te brengen. Samen met studenten van de Hogeschool Utrecht (HU) en verschillende samenwerkingspartners ontwikkelt hij kleurstoffen die wel aan de eisen van de moderne tijd voldoen qua duurzaamheid. Dat doet hij met behulp van een bijzondere stam bacteriën, die dankzij hun goedgeordende structuur prachtig blauw en groen kleurt.
Wat maakt ons mens? Deze fossielen herdefiniëren onze evolutionaire oorsprong
Wat is een mens? Hoe meer we leren over onze familieleden van weleer, hoe moeilijker het wordt om het begrip ‘mens’ te definiëren.
Iriscerende bacteriën
Bacterieel kleuren levert een zogenoemde ‘structurele kleur’ op: een materiaal dat zelf niet gekleurd is, maar door de interactie met licht toch een kleur vormt. In de natuur komt dit principe veel voor; denk aan felgekleurde vlindervleugels of iriserend blauwgroene keverschildjes. Baesjou legt uit hoe dit kleureffect tot stand komt: ‘Structurele materialen hebben een goedgeordende nano- of microstructuur, waardoor er een heel specifieke interactie ontstaat met zichtbaar licht. Sommige lichtgolven doven elkaar uit, terwijl andere lichtgolven elkaar versterken. De kleur die je ziet, is het resultaat van deze interferenties.’
De soort bacteriën die in dit project gebruikt worden – Cellulophaga lytica – groeien in heel nette laagjes bovenop elkaar. Baesjou: ‘Het leuke van deze bacteriën is dat ze uit zichzelf op deze manier op elkaar kruipen. In het lab van de Hogeschool Utrecht kan onze samenwerkingspartner Colin Ingham van Hoekmine BV vervolgens de structuur en grootte van de bacteriën manipuleren, waardoor het vrij aardig lukt om verschillende kleuren te maken.’ En dat biedt mogelijkheden.
Natuurlijk beschermen
Bacterieel kleuren blijkt dus inderdaad een duurzaam alternatief voor schadelijke kleurstoffen. De bacteriën in kwestie komen oorspronkelijk uit de natuur en zijn niet giftig of milieubelastend. Toch zijn er nog een aantal uitdagingen die Baesjou en zijn team uit de weg moeten ruimen voordat deze bacteriën de competitie aan kunnen gaan met bestaande kleurstoffen.
De grootste uitdaging is het ontwikkelen van een duurzaam laagje dat de bacteriën fixeert. ‘Het nadeel van een structurele kleur is dat als je de structuur verstoort, je kleur weg is’, legt Baesjou uit. ‘Zo’n bacterieel laagje is heel kwetsbaar, dus je moet er iets overheen aanbrengen waarmee je het zowel mechanisch als chemisch beschermt.’
Dat beschermingslaagje moet aan flink wat voorwaarden voldoen: het materiaal moet bio-based, mechanisch sterk en bio-afbreekbaar zijn, goede barrière-eigenschappen hebben en goed hechten zonder de bacteriën te beschadigen – en het moet bij voorkeur zo dun mogelijk zijn. ‘We hebben al veel vooruitgang geboekt, maar we zijn nog niet waar we willen zijn. Het ontwikkelen van écht nieuw coatingmateriaal is een zaak van lange adem.’
Duurzame samenwerking
Gelukkig krijgen Baesjou en Ingham in het lab op de HU veel hulp van studenten: ‘Je merkt dat studenten enorm gemotiveerd raken als ze een relevante onderzoeksvraag krijgen vanuit het bedrijfsleven. Dan weten ze waarvoor ze het doen. En dat motiveert mij als docent-onderzoeker ook weer. Om maar in platgetreden clichés te spreken: het is win-win.’
Of mensen er in de toekomst voor openstaan om producten te kopen die bacteriën bevatten, vindt Baesjou lastig in te schatten. ‘Ik weet dat mensen nogal huiverig zijn voor bacteriën. Ze denken al snel aan ziekmakers of gebrek aan hygiëne. Maar het is niet alleen een volledig onschadelijke bacteriestam, ook zijn de bacteriën dood wanneer we ze verwerken. Er zijn altijd mensen die we niet overtuigen, maar ik denk dat we best een aantal van hen mee zullen krijgen. Het zijn nou eenmaal hele mooie kleuren om te zien.’
Dit artikel kwam tot stand in samenwerking met de Hogeschool Utrecht.
