Hoe grote moleculen de wereld veroverden

Het is bijna ondenkbaar, maar zeventig jaar geleden waren er nog nauwelijks plastics. Zestig jaar geleden begon dit materiaal gemaakt van polymeren – lange ketens van zich herhalende bouwstenen – aan een snelle opmars. En precies vijftig jaar gelden was Groningen de eerste Nederlandse universiteit met een eigen, onafhankelijke afdeling Polymeerchemie. Ger Challa was de man achter deze innovatie.

‘Polymeren zijn tastbaar. Het zijn grote moleculen maar ook materialen die je kunt karakteriseren en toepassen. Als ik zo’n materiaal tegenkom tik ik er wel eens op, ik voel eraan.’ Vanuit zijn huidige woonplaats Heemstede vertelt Ger Challa waarom polymeren zo boeiend zijn. Hij stond aan de wieg van de Groningse polymeerchemie.

Zulke grote moleculen waren in eerste instantie vooral bekend uit de biologie, zoals eiwitten of DNA, allebei ‘biopolymeren’. Kunstmatige polymeren waren er in de eerste decennia van de vorige eeuw nauwelijks. Maar de Tweede Wereldoorlog gaf het onderzoek naar nieuwe materialen een impuls. ‘Toch waren tijdens mijn studie scheikunde, tussen 1946 en 1953, polymeren nog geen echt onderwerp’, vertelt Challa. Maar langzaamaan kwam het van de grond: in Delft bestond bij TNO al een Kunststoffen Instituut, en bedrijven als de Algemene Kunstzijde Unie (AKU, later Akzo) en Philips gingen in het onderzoek investeren.

Concurrentie

Challa werkte tien jaar lang bij het Instituut voor Cellulose-onderzoek van AKU in Utrecht, waar hij zich onder meer richtte op onderzoek naar de productie van PET (polyethyleentereftalaat). In die tijd promoveerde hij ook op dat onderwerp bij de Universiteit van Amsterdam. Net toen het instituut naar Arnhem zou verhuizen kreeg Challa een aanbod uit Groningen. ‘Dat was een uitdaging, het leek mij aantrekkelijk.’ De verhuisauto van de familie Challa reed dus wat verder door naar het noorden.

In 1964 begon hij als hoogleraar Chemie en technologie der polymeren aan de RUG. ‘Onderzoek naar polymeren vond eigenlijk altijd plaats in afdelingen voor Fysische Chemie of, zoals in Groningen, Technische Scheikunde. Maar ik wilde graag een zelfstandige afdeling, met eigen onderzoek en onderwijs.’ Al snel kreeg hij medewerking van de subfaculteit om een hoofdvak polymeerchemie te starten. ‘Dat was natuurlijk concurrentie voor de andere opleidingen, dus het was erg mooi dat men er mee akkoord ging.’

Leerboek

Al snel zat polymeerchemie op zo’n zestig studenten, waarmee deze opleiding tot de grote jongens van scheikunde behoorde. ‘Onze afstudeerders en promovendi konden gemakkelijk terecht bij de industrie, bij bedrijven als Akzo, DSM of Philips.’ Door zich los te maken van het meer toepassingsgerichte Technische Scheikunde kon Challa met zijn onderzoek ook meer fundamentele richtingen ingaan. ‘Onze kracht was dat we nieuwe materialen konden maken en beoordelen. Die combinatie zag je niet vaak.’

Het was de tijd waarin de chemische industrie groeide als kool. Nieuwe materialen voor allerlei toepassingen werden uitgevonden en op de markt gebracht. Challa onderzocht onder meer de vorming van polymeren in aanwezigheid van een ‘matrijs’ van andere polymeren. ‘Dit beïnvloedde de kristallisatie, we kregen op die manier nieuwe eigenschappen zoals een hoger smeltpunt.’ Later richtte hij zich op de koppeling van katalysatoren aan een polymeer. ‘Die katalysatoren gebruikt de industrie om chemische reacties te versnellen. Maar ze zijn kostbaar en je wilt ze dus hergebruiken. Door ze te koppelen is het eenvoudiger om ze terug te winnen.’

Naast het onderzoek zette Challa ook het onderwijs op. Hij schreef voor zijn eerste collegereeks in 1966 een collegedictaat ‘Inleiding in de Polymeerchemie’, dat een standaard leerboek werd ver buiten Groningen. Er kwam ook een Engelstalige uitgave. Het boek is nog steeds in gebruik, al heeft het inmiddels talloze updates ondergaan en zijn er co-auteurs bij gekomen. ‘Naast dit college heb ik nog verschillende andere colleges opgezet. Het was mooi om de kennis die ik opdeed in het onderzoek te kunnen overdragen in onderwijs.

Feringa

In de jaren tachtig kwam de chemische industrie wat in het slop. Veel bedrijven schroefden hun onderzoek terug en de vraag naar polymeerchemici nam af. De studentenaantallen daalden, maar zijn later ook weer gestegen. Vijftig jaar na de oprichting heeft de afdeling Polymeerchemie – tegenwoordig onder leiding van professor Katja Loos – nog steeds bestaansrecht.

Challa ging eind 1993 met emeritaat. Hij verhuisde van Groningen naar Heemstede en kwam op enige afstand van zijn afdeling te staan. ‘Maar ik krijg nog regelmatig bericht uit Groningen. En binnen de KNAW mocht ik Ben Feringa toespreken na de toekenning van de Nobelprijs.’ Heeft hij hem nog in de collegebanken gehad? ‘Ik denk van wel, iedereen volgde destijds onze colleges.’ Eind juni is Challa weer in Groningen, als een van de eregasten op een feestelijk symposium ter ere van het vijftigjarig jubileum van de afdeling die hij oprichtte. ‘Ik kijk er zeer tevreden op terug en ben dankbaar dat ik dit mocht starten.’

De afdeling Polymeerchemie en de daaraan gekoppelde opleiding is in 1967 van start gegaan. Dit 50-jarig jubileum wordt op 30 juni gevierd met een symposium.

Zie ook: Bacteriedodende coating dankzij polymeerchemie en Polymeren, sterker dan staal