Amsterdam (NL) – Door één molecuul recht te trekken, kun je een polymeeroplossing in de vorm van een Turkse shish-kebab laten kristalliseren.


Shish-kebab is niet alleen een Turks spiesgerecht, maar ook een vakterm voor een vorm waarin polymeren – grote ketenvormige moleculen – kunnen kristalliseren. Computersimulaties van wetenschappers van het AMOLF in Amsterdam en DSM in Geleen laten zien dat het rechttrekken van één molecuul in een oververzadigde oplossing van het polymeer voldoende is om kristallen in de vorm van shish-kebab te maken.
Net zoals je suikerkristallen kunt maken door een grote hoeveelheid suiker in water op te lossen en dat een tijdje te laten staan, kunnen polymeren in een oververzadigde oplossing ook kristalliseren. Dit gaat alleen veel moeilijker dan bij suiker, omdat polymeren veel grotere moleculen zijn die onderling verstrengeld zitten. Meestal is het nodig de oplossing te koelen en de moleculen van tevoren in de goede vorm te kneden om polymeerkristallen in gewenste vormen te kunnen maken.
Onder speciale omstandigheden ontstaan kristallen die lijken op een vleesspies: één uitgerekt molecuul vormt de spies en loodrecht daarop zitten langwerpige plakken polymeer in lagen boven elkaar. Deze gestapelde groei versnelt het kristallisatieproces aanzienlijk, wat voor de verwerking van polymeren van belang is. Om gestapelde groei te bevorderen, laat men de polymeeroplossing meestal stromen. Hierdoor liggen de ketens al in één richting in elkaars verlengde. Zo zijn de 'spiezen' al gevormd en kunnen de plakken polymeer er makkelijker aangroeien.
De computersimulaties laten nu zien dat het al genoeg is als je één polymeermolecuul rechttrekt. Zolang de ketens aan weerszijden van de spies zich maar gelijk gaan richten, komt het kristallisatieproces snel vanzelf op gang. De volgende uitdaging voor de wetenschappers is om aan oplossingen te meten of dit computermodel in werkelijkheid klopt.


Sonja Jacobs