De bouwstenen die de onderzoekers gebruiken zijn atomen. Er passen ongeveer tien atomen in een nanometer. Alles om ons heen, inclusief jij zelf, bestaat uit moleculen, die weer zijn opgebouwd uit atomen. Het knutselen met die atomen om nieuwe moleculen te bouwen met bijzondere eigenschappen, noem je nanotechnologie.

Door met behulp van scheikundige experimenten de eigenschappen van materialen te veranderen, wordt steeds meer duidelijk over de opbouw van materialen. De theorie dat stoffen opgebouwd zijn uit moleculen, en moleculen uit atomen, krijgt steeds meer vorm. Het blijkt dat de wereld is opgebouwd uit meer dan slechts vier elementen. Mendelejev publiceert in 1869 een overzichtelijke tabel waarin hij de op dat moment bekende elementen op basis van hun eigenschappen sorteert: het periodiek systeem der elementen.

Maar hoe weet je of de bij elkaar gevoegde moleculen precies de verbindingen hebben gemaakt die je op het oog had? Het resultaat van een chemische reactie is vaak zichtbaar in de dagelijkse ‘macroscopische’ wereld. Denk maar aan een ei dat van structuur verandert als je het kookt. Door op grote schaal de gewijzigde eigenschappen te bestuderen, begrijpen scheikundigen steeds beter hoe de onderliggende verbindingen er uit zien. De laatste jaren is het ook mogelijk om de resultaten van het werk op nanoschaal zichtbaar te maken met ‘s werelds sterkste microscopen. Daarnaast maken veel scheikundigen gebruik van computermodellen om de moleculen en hun structuur zichtbaar te maken, te onderzoeken, beter te begrijpen en nieuwe structuren en materialen te ontwikkelen.

Er worden ook nanodeeltjes toegevoegd aan diesel, waardoor de verbranding beter verloopt en er minder fijnstof vrijkomt. En zo kunnen we nog even doorgaan: Elektronische circuitjes met nanobuisjes voor kleinere en zuiniger chips, nanodraadjes voor flexibele buigbare beeldschermen, betere zonnepanelen en ramen die zichzelf schoon houden, nieuwe medicijnen die je in lagere dosis kunt gebruiken, langer houdbare verf. Het kan niet op.

Hieronder zie je een spannend voorbeeld van iets in de nanowereld dat in de macrowereld zichtbaar is.

Ik word ongelooflijk blij van een mooie molecuul.

Feringa is de eerste die het lukte een moleculair motortje te bouwen, dat onder invloed van licht één kant op draait. Vervolgens gebruikte hij dit principe om een nano-autootje te bouwen, dat onder invloed van licht over een oppervlakte rijdt. Het is volgens Feringa nog een behoorlijke stap naar nanorobotjes die iets in het lichaam repareren, of een medicijn op precies de juiste plaats afleveren. Toch ziet hij deze ontwikkeling niet als science fiction, maar als de toekomst.

Feringa is na het winnen van de prestigieuze prijs niet op zijn lauweren gaan rusten, integendeel, hij is nog zeer actief in het onderzoek. Zo werkt hij aan nanospiertje die iets kunnen optillen.

Voor scenario’s op langere termijn kun je naar science fiction kijken. De meest uiteenlopende toekomstschetsen kun je daarin vinden. Minirobotjes die ons lichaam gezond houden door ziektes aan te vallen en foutjes te repareren, kom je veel tegen in SF-verhalen. Maar ook nanomachines die we als een zwerm de ruimte in sturen om het heelal te onderzoeken. Of sensoren die in elk product en overal op de wereld van alles meten en registreren. Slimme contactlenzen, waar dingen op geprojecteerd worden als een klein computerscherm ín je oog. Of zoals in Star Trek, de ‘replicator’, waarmee elk gewenst product, bijvoorbeeld een stukje appeltaart, in een paar seconden wordt opgebouwd. En dan niet uit de ingrediënten bloem, suiker en appels, maar rechtstreeks uit de elementen waaruit het bestaat.

In het laatste fragment legt Robert Dijkgraaf uit dat we zelf bijna een soort goden zijn geworden, die vanalles kunnen scheppen.