In zijn proefschrift beschrijft Hsu de ontwikkeling en toepassing van een methode om met behulp van fluorescentiespectroscopie de structuur van grensvlakken en (contact)oppervlakken met hoge resolutie zichtbaar te maken. Met zijn methode verwierf hij fundamenteel nieuwe inzichten in de wrijving tussen langs elkaar glijdende oppervlakken, en in de werking van glijmiddelen om die frictie te verminderen. Daarnaast lukte het hem om in polymeermengsels fasescheiding op nanoschaal in kaart te brengen.

Mechanoforen en superresolutie microscopie

Het onderzoek van Hsu richtte zich ten eerste op het in kaart brengen van complexe mechanische contacten met behulp van fluorescentiespectroscopie. Daarvoor ontwierp en synthetiseerde hij fluorescerende moleculen die ‘oplichten’ onder invloed van afschuifkrachten, druk en veranderingen in het vrije volume. Dankzij deze ‘mechanoforen’ lukte het hem om met fluorescentiespectroscopie werkelijke contactoppervlakken tot op nanometer-detail te visualiseren. Dit leverde tegelijkertijd informatie over de spanning binnen de contactzone. Hsu’s benadering vormt zo een brug tussen wrijving op macroscopische en nanoscopische schaal.

In het tweede deel van zijn proefschrift beschrijft Hsu hoe hij er in slaagde de superresolutie microscopie methode PAINT zodanig te verbeteren dat de fasescheiding van polymeermengsels zichtbaar is te maken. Daarmee liet hij zien hoe in gerecyclede polymeermengsels op de nanoschaal polymeerfasen voorkomen. Dit verandert mogelijk de kijk op de recyclebaarheid van polymere materialen die tot nu toe als niet-recyclebaar werden beschouwd. Dit deel van Hsu’s onderzoek werd uitgevoerd met de chemische bedrijven BASF en BYK Altana, die dit soort nieuwe analysetechnieken kunnen toepassen bij de ontwikkeling van nieuwe industriële processen.

‘Een initiatiefrijk onderzoeker’

De jury voor de Dick Stufkens prijs 2024 koos uit een zestal uitstekende proefschriften unaniem voor dat van Chao Chun Hsu. De jury was onder de indruk van de breedte van zijn experimentele aanpak en de kwaliteit van het onderzoek, waarvan de resultaten in een aantal artikelen in zeer vooraanstaande tijdschriften en een fraai proefschrift zijn gepubliceerd. “Het proefschrift getuigt ervan dat dr. Hsu een initiatiefrijk onderzoeker is, die al vroeg in zijn carrière in staat is gebleken zelfstandig te werk te gaan. Hij heeft zich in korte tijd de zeer uiteenlopende kennis en het inzicht eigen gemaakt die noodzakelijk was voor dit uitdagende project. Dr. Hsu is er met zijn proefschrift bovendien in geslaagd om zeer complexe materie op het gebied van de fysische chemie en spectroscopie op een heldere en zeer gestructureerde en overzichtelijke wijze te presenteren, zodat het ook voor niet-specialisten begrijpelijk is. Hsu is tegenwoordig als onderzoeker werkzaam bij Quaker Houghton (Uithoorn), waar hij zich blijft verdiepen in het fascinerende gebied van tribologie en smering.

Zie ook

• Holland Research School of Molecular Chemistry
• Chao Chun Hsu’s proefschrift bij de UvA repository