Bioterials is een veelgebruikte samenvoeging van biologische of biomedische materialen. De leerstoel bioterials analysis richt zich enerzijds op het ontwikkelen van chromatografische technieken waarmee gedetailleerde moleculaire inzichten verkregen kunnen worden van (bio)polymere materialen. Dit betreft o.a. multidimensionale scheidingsmethoden en koppelingen met complex detectietechnieken.

Voor de verwerking van de enorme data stromen gegenereerd, worden nieuwe chemometrische methoden ontwikkeld. Anderzijds wordt aandacht besteed aan de vertaling van deze moleculaire inzichten naar macroscopische eigenschappen van deze materialen. Dit leidt zowel tot innovaties op het gebied van de analysetechnieken zelf, als tot innovaties op het gebied van materialen. Veel onderzoek is multidisciplinair en vindt plaats in samenwerking met externe partijen waar gedetailleerde informatie over de structuur en de correlatie met eigenschappen van complexe materialen gebruikt wordt voor de ontwikkeling van nieuw bioterials en andere hoogwaardige  toepassingen.

Nieuwe materialen door Moleculaire Correlatieve Materialen Karakterisering

Bioterials - functionele polymeren - zijn van het grootste belang geweest voor het creëren van revolutionaire nieuwe toepassingen, zoals medische materialen maar ook andere toepassingen die het moderne leven mogelijk hebben gemaakt.

Er is een sterke innovatiefocus op duurzaamheid en geavanceerde toepassingen van deze polymeren, waardoor de complexiteit van de moleculaire polymeer structuur snel toeneemt. Het verkrijgen van een grondig inzicht in de relatie tussen de moleculaire structuur en hun uiteindelijke eigenschappen is dan ook een cruciaal aspect in polymeeronderzoek en innovatie. Kortom, precisie chemie naar op maat gemaakte functionaliteit vereist een brede analytische high-end methodologieën en technologieën toolbox.

Recente onderzoek op het gebied van chromatografische scheiding technieken, inclusief monstervoorbereiding, scheidingen op basis van mono-verdelingen en hun koppeling in volledig orthogonale multidimensionale chromatografische scheidingen met op maat gemaakte detectietechnieken en verwerkingssoftware, maakt het mogelijk om volledige moleculaire correlatieve materiaal karakterisering te doen aan nieuwe materialen.

In samenwerking met toonaangevende kennisinstituten en bedrijven, actief in de ontwikkeling van nieuwe materialen, is het gelukt om deze nieuwe technologieën te ontwikkelen en bijvoorbeeld toe te passen om de correlatie tussen moleculaire structuren en de grootte van polymeer nanodeeltjes te onderzoeken.

Een ander voorbeeld is het lopende onderzoek om de volgorde van bouwstenen van een polymeer te bepalen; dit is momenteel niet mogelijk voor deze complex materialen, terwijl het erg bepalend is voor de toepassing zoals de afbraaksnelheid in je lichaam en in het milieu.  Hiervoor worden de polymeren nadat ze gescheiden zijn op een specifiek structuur element met nieuwe methodologieën gecontroleerd afgebroken tot hun bouwstenen. Deze correlatie zorgt ervoor dat nog betere hoogwaardige materialen ontwikkeld kunnen worden.

Ons onderzoeksteam is uniek in de ontwikkeling van de diverse nieuwe analytisch methoden. De door ons ontwikkelde methoden worden dan ook reeds toegepast bij de ontwikkeling van nieuwe materialen voor verschillende toepassingen zoals duurzaamheid, medische, voeding en andere hoogwaardige toepassingen.

De bijzondere leerstoel Bioterials Analysis sluit aan zowel bij de onderzoeksgroep Analytical Chemistry waar grensverleggend onderzoek gedaan wordt aan de ontwikkeling en toepassing van nieuwe chemische analyse technieken, als het onderzoek programma van de FNWI.

Contact

Prof. dr. Ron Peters, R.A.H.Peters@uva.nl.

Referenties

Molecular Correlative Materials Characterization: a brighter living for polymer analysis by liquid chromatography, B.W.J. Pirok, Y. Mengerink and R.A.H. Peters, LC-GC 2020.

Nanoparticle Analysis by Online Comprehensive Two-Dimensional Liquid Chromatography combining Hydrodynamic Chromatography and Size-Exclusion Chromatography with Intermediate Sample Transformation,  B.W.J. Pirok,  N. Abdulhussain,  T. Aalbers,  B. Wouters,  R.A.H. Peters , and  P.J. Schoenmakers, Anal. Chem. 89, 17, 9167–9174 (2017).