Chemische stof met juiste kenmerken zo uit de computer

Programma zoekt chemische verbindingen met juiste eigenschappenHet rekentuig is inmiddels op nagenoeg alle terreinen van de wetenschap doorgedrongen. Scheikunde is natuurlijk heel lang een vak geweest dat geassocieerd werd met mannetjes en vrouwtjes in witte jassen die in zuurkasten allerlei nare stofjes brouwden. Daarbij speelde mazzel een niet onbelangrijke rol. Inmiddels wordt in de scheikundige wereld heel wat gerekend. Onderzoekers van een Amerikaanse legerinstituut hebben nu een programma ontwikkeld dat op basis van eisen waaraan een verbinding moet voldoen de chemicus een keuze aan stoffen levert die aan die eisen voldoen. Da’s handig en bespaart een hoop ‘bakken-en-braden’.

“Wat dat programma in feite doet is een aantal mogelijke verbindingen presenteren”, zegt legeronderzoeker en theoretisch scheikundige Christopher Rinderspacher.
De zoektocht naar een verbinding met bepaalde eigenschappen is/was(?) als het zoeken naar de bekende speld in de even bekende hooiberg. Meestal werd er uitgegaan van de eigenschappen van bekende stoffen en vervolgens werd er dan via gis-en-mis gezocht naar zo’n verbinding totdat ie raak was (of niet).
Rinderspacher: “Het probleem is dat je zo nooit iets echt nieuws of verrassends vindt, want we willen natuurlijk de norm verleggen. Als we binnen onze eigen, conventionele gedachtepatronen blijven, komen we nooit tot iets bijzonders.” Of, en dat zeg ik op eigen gezag, je loopt per ongeluk tegen iets bijzonders aan waar je niet naar op zoek was. Zo is teflon ‘geboren’, bijvoorbeeld. En het leger heeft nogal wat noten op zijn zang op het gebied van materialen om nog effectiever (lees dodelijker) te werk te kunnen gaan.
Wiskunde zou de scheikundige de goede richting kunnen wijzen, was de gedachte van Rinderspacher. Op basis van wat er bekend is van de ladingsverdeling ontwikkelde hij een theoretisch raamwerk waarmee stoffen met bepaalde eigenschappen konden worden gevonden, maar daarmee is het verhaal niet af.
“Als je alle mogelijke verbindingen zonder enige beperking toelaat dan kom je waarschijnlijk overal.” Kortom: een wildebomenbos. Je zult de zaak moeten toespitsen. De sleutel daartoe noemt Rinderspacher de herformulering van het ontwerpprobleem in een optimaliseringsprobleem van, wat hij noemt, ” de waarschijnlijkheiddichtheidsfuncties in de chemische ruimte”. Als je niet meteen snapt wat hij hiermee bedoelt, dan heb je mij mee.

Zelflerend

De theoretisch chemicus is nog niet tevreden met het resultaat. Hij wil het programma nog zelflerend maken en de zoekparameters versmallen.

Veel onderzoekers zijn uit op een toepassing die aan de einder gloort, maar Rinderspacher vindt het interessant om uit te zoeken hoe je daar komt. “Als ik een probleem zie dan wil ik weten hoeveel andere problemen op dezelfde manier kunnen worden opgelost.”
Wiskunde veralgemeent de zaken, stuurt idee├źn en laat zien wat werkt en wat niet, is zijn credo. “De juiste wiskunde brengt je daar. Ik wil het wiskundig denken mogelijk maken.”

Bron: EurekAlert

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.