‘De polymerisatie met behulp van enzymen is nieuw in Nederland en in de hele wereld,’ zegt associate prof. Dr. Katja Loos van het Zernike Institute for Advanced Materials, toponderzoekschool voor materiaalonderzoek van de Groningse universiteit. ‘De daarvoor benodigde enzymen maken we meestal zelf. Biobased vindt nu acceptatie binnen het bedrijfsleven, iets dat een paar jaar geleden nog niet het geval was.’
NWO klasseert het Zernike Instituut, dat in 1970 als Materials Science Center werd opgericht en in 2007 haar huidige naam kreeg, als beste van de zes Nederlandse toponderzoekscholen. Times Higher Education plaatste het Groningse instituut zelfs op plaats negen in de wereld, op basis van citaties (20 maal per artikel). Dicht achter het MIT, maar boven Princeton, Stanford, Cambridge en UCLA. Het is maar dat u weet welke wetenschappelijke potentie er staat in het Noorden van Nederland. Het instituut heeft naast een top-masterprogramma (sinds 2003) voor nanowetenschappen een al veel langer bestaand programma voor promovendi en postdocs voor de hele keten van het synthetiseren en karakteriseren van materialen op moleculaire en op microscopische schaal. Het instituut doet fundamenteel onderzoek, maar werkt onder andere ook samen met het Dutch Polymer Institute (DPI), het Top Institute for Food and Nutrition (TIFN), het Centre of Excellence in Sustainable Water Technology (WETSUS) en het Materials Innovation Institute (M2I). Katja Loos werkt zelf ook nauw samen met het CCC (Carbohydrate Competence Center) dat eveneens aan de RUG is gevestigd en zich ook bezig houdt met polysacchariden.
Twee prijzen
Enzymatische polymerisaties zijn het voornaamste doel van het onderzoek van Katja Loos. Ze studeerde in Duitsland, werkte in Brazilië en de VS, maar koos tenslotte voor Groningen: ’Omdat polymeerwetenschappen in Groningen een wereldwijde reputatie genieten.’ Vorig jaar werd ze Fellow aan het DPI. Een uitverkiezing die gepaard gaat met een beurs van één miljoen euro voor verder onderzoek. Dat bedrag geeft ze uit aan de synthese en karakterisering van hoogvertakte polysacchariden (zetmeelkunststoffen) om de relatie tussen structuur en eigenschappen van deze vertakte polymeren op te helderen. Eén promovendus werkt aan het maken van dergelijke precies gedefinieerde polysacchariden en een tweede karakteriseert deze stoffen heel nauwkeurig. Zo schept ze een modelsysteem voor het verbeteren van karakterisatiemethoden van kunststoffen. Alles gaat in nauwe samenwerking met DPI.
Twee jaar geleden ontving ze ook een VIDI-prijs voor innovatief onderzoek van NWO. Katja Loos: ‘Het is een bijzonder gevoel om binnen enkele maanden zowel een beurs te krijgen voor fundamenteel als een voor toegepast onderzoek. En het is mijn onderzoeksfilosofie om juist de kloof tussen deze twee werelden te dichten.‘
Duurzaam, energiezuinig, selectief
Ze is er van overtuigd dat enzymatische polymerisaties op den duur zullen concurreren met chemische en fysische methoden voor de vervaardiging van zowel bestaande kunststoffen, maar ook kunnen dienen voor het maken van geheel nieuwe macromoleculen. De voordelen van enzymatische polymerisaties zijn dat chemische processen veel duurzamer kunnen worden ontworpen – zonder gebruik van gevaarlijke oplosmiddelen; met een hogere energie-efficiency; een hogere stereochemische selectiviteit enzovoort.
Zoals Katja Loos zelf zegt in het voorwoord van haar zojuist verschenen boek Biocatalysis in Polymer Chemistry: ‘Biocatalytic pathways to polymeric materials are an emerging research area with not only enormous scientific and technological promise, but also a tremendous impact on environmental issues.’ Ze zegt er echter wel bij dat de eerste pilot plants voor enzymatische polymerisatie nog wel enkele jaren op zich zullen laten wachten en de commerciële fabrieken nog wel 20 jaar. Tegen die tijd zullen we beschikken over geheel nieuwe materialen en processen.
Met dank aan de NOM, ontwikkelingsmaatschappij voor Noord-Nederland