Chemische reacties nu te volgen met FCS-STED-microscoop

Fluorescentiecorrelatiespectroscoop

Het principe van een fluorescentiecorrelatiespectroscoop[ (afb: WikiMedia Commons)

 Het is scheikundigen er veel aan gelegen te weten hoe scheikundige reacties verlopen. Op dat terrein zijn de laatste tijd wel vorderingen gemaakt, maar het lijkt er nu op dat onderzoekers in Polen een methode hebben ontworpen om een chemische reactie van nabij te volgen. Daarvoor gebruikten ze een microscoop met een hoge resolutie terwijl de reacties in minieme hoeveelheden vloeistof plaatsvinden. Zo zouden ze ook reacties in levende cellen kunnen volgen en zelfs celkernen. De crux zit hem in hun nieuwe rekenmodel.

Lees verder

Scheikundigen beginnen eigen wetenschappelijk tijdschrift

Nieuw onderzoeksblad van onderzoekers: Chem kwadraatWetenschap is sterk afhankelijk van dialoog, van communicatie. Wetenschappelijke tijdschriften vervullen daar een belangrijke rol in, maar het probleem is dat de uitgevers van die bladen vaak gewoon winst willen maken. Die rekenen forse tarieven voor hun diensten. ‘Open’ bladen als PLOS zouden een oplossing kunnen zijn, maar ook daar is geld een belangrijke factor. Dat kunnen we zelf toch ook wel, dachten enkele onderzoekers van de universiteit van Barcelona , en begonnen een eigen blad: Chem2 (Chemistry Squared). Het blad wordt uitgegeven door, Science (de ‘2’ staat voor kwadraat). Lees verder

Nobelprijs voor ijsmicroscoop die een inkijk in het leven geeft

Overexpressie Clp-protease in de mitochondriën

De structuur van eiwitten (hier Clp-protease) is wezenlijk voor hun functie (afb: Wiki Commons)

Misschien is dat een gebrek aan Nobelprijzen, maar het lijkt me een beetje vreemd dat de Nobelprijs voor de scheikunde dit jaar naar de ontwikkelaars van een apparaat gaan. Weliswaar zijn met dat apparaat, een cryoelektronenmicroscoop,  biomoleculen op atoomschaal waar te nemen, maar toch het blijft een apparaat. De gelauwerden zijn: Richard Henderson, Jacques Dubochet en Joachim Frank. Hun microscoop koelt zijn monsters razendsnel tot de temperatuur van vloeibare stikstof (-90°C). Lees verder

Broeikasgasuitstoot Nederland stijgt 1%

Beton

Beton, of eigenlijk cement, is een belangrijk veroorzaker van broeikasgassen.

In Nederland was in 2016 de uitstoot van broeikasgassen 1% hoger dan een jaar eerder. De chemische industrie stootte meer uit en er is meer aardgas verbruikt voor de verwarming van huizen en kantoren. Dat meldt het Centraal Bureau voor Statistiek (CBS) op basis van nieuwe, voorlopige, cijfers uit de emissieregistratie. Lees verder

Chemische reactie met elektronenmicroscoop ‘gefilmd’

Transmissie-elektronenmicroscoop gebruikt om chemische reactie te 'filmen'

Andreï Chlovistov kijkt naar de reactie van grafeen met een polymeer (afb: univ. van Nottingham)

Onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Nottingham, zijn er in geslaagd chemische reacties op molecuulniveau vast te leggen met behulp van een transmissie-elektronenmicroscoop (TEM). De elektronenbundel die daarbij een rol speelt, blijkt ook gebruikt te kunnen worden als energiebron voor de/een reactie en/of om een reactie te sturen. Het idee van de onderzoekers is dat deze beeldtechniek annex energieleverancier de ontwikkeling van nieuwe materialen een flinke por kan geven, maar wetenschappers ook meer kan vertellen over de fundamenten van de scheikunde. Lees verder

Ammoniak maken met energie toe?

Brandstof cel voor de productie van ammoniak

De ammoniakbrandstofcel. Op het plaatje ontbreekt het membraan dat het kathode- en anodedeel scheidt (afb: univ. van Utah)

Bijna een eeuw geleden kreeg de Duitser Fritz Haber de Nobelprijs voor de ontwikkeling van een proces om ammoniak te synthetiseren. Dat proces zorgde voor een radicale omvorming van de landbouw, omdat nu (kunst)mest in de fabriek gemaakt kon worden en de landbouw niet langer afhankelijk was van dierlijke mest of Chilisalpeter. Groot nadeel van dit roemruchte Born/Haber-proces is dat aanzienlijke hoeveelheden energie gebruikt, alles bij elkaar elke jaar zo’n 1% van het totale wereldverbruik. Onderzoekers van de universiteit van Utah (VS) hebben nu een enzymatisch proces ontwikkeld, dat nog eens energie op de koop toe zou leveren. Daar zitten nog wel wat haken en ogen aan… Lees verder

Nobelprijs scheikunde voor molmachines

De nanoauto van Nobelprijswinnaar Ben Feringa

De nanoauto van Feringa. Leuk zo’n ding, maar wat moet je er mee?

Een hoera, er is weer eens een Nederlander die de Nobelprijs krijgt: Ben Feringa van de universiteit van Groningen. Hij moet die prijs wel delen met de Brit Fraser Stoddard en de Fransman Jean-Pierre Chauvage. Hun gemeenschappe-lijke thema is de ontwikkeling van moleculaire machines, molmachines. Daar wordt al jaren aan gewerkt en sommigen, inclusief de drie prijswinnaars, zien een grote toekomst voor molmachines weggelegd in, onder meer, gerichte medicijnafgifte maar ook in de elektronica en op energiegebied. Er zijn nog steeds sceptici die molmachines wel leuke dingetjes vinden, maar waar niet zo veel mee te doen valt. Lees verder

Bacterie breekt houtstof lignine ‘open’

Biomassa, lignine en cellulose, als chemische grondstofJe zou kunnen zeggen dat lignine het duurzame bestand van hout is. Bovendien zit die stof vol met energie, is niet schaars en vult zich voortdurend aan. Scheikundigen hebben nooit vat kunnen krijgen op die hardnekkige verbinding, maar de natuur kan dat natuurlijk wel. Onderzoekers hebben nu een ongewone bodembacterie gevonden, Sphingobium sp. of ook SYK-6 genoemd, die er geen  probleem mee hebben om lignine open te breken. Daarmee zou lignine wel eens de nieuwe  ‘aardolie’, de uitgangsstof voor een heel scala aan chemicaliën, materialen, brandstoffen en andere dingen die de mens denkt nodig te hebben. Overigens is op dit terrein al vaker een ‘doorbraak’ aangekondigd. Lees verder

Chaos is de klassieke verstrengeling

Chaos is de klassieke verstrengeling

Het kwantumresultaat (l) lijkt sterk op het resultaat van de klassieke dynamica

Onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Californië in Santa Barbara en van Google hebben de scheiding tussen de klassieke en kwantumwereld wat diffuser gemaakt. Volgens hen is er een verband tussen het klassieke fenomeen chaos en en het rare kwantumverschijnsel verstrengeling. Op basis van die redenering zou het mogelijk moeten zijn om met (stuurbare) kwantumsystemen fundamentele aspecten van de natuur te onderzoeken die met de huidige computers onhaalbaar zijn. Lees verder

‘Huwelijk’ scheikunde en biologie lijkt vruchtbaar

Het synthetische enzym iridiummyoglobine

Iridiummyoglobine met porfyrine (rood). Het synthetische enzym katalyseert reacties zoals in het plaatje links en rechts, waarbij de uitgangsproducten boven aan staan en de producten onder (afb: Lawrence Berkeley-lab)

Scheikundigen hebben altijd met een jaloers oog gekeken naar het ‘gemak’ waarmee biologische systemen de ingewikkeldste verbindingen maken. Nu schijnen onderzoekers van het Lawrence Berkeley-lab in de VS de twee vakgebieden met elkaar ‘in de echt’ verbonden te hebben door in een spiereiwit, myoglobine, het ijzeratoom te vervangen door een iridiumatoom. Met zo’n synthetisch enzym zouden in het lab, en uiteindelijk wellicht in de fabriek, voorheen ‘onmogelijke’ organische verbindingen kunnen worden gemaakt.
Lees verder