Het is uitermate slecht voor je gezondheid is om een klontje moscovium of nihonium bij je in de buurt te hebben.
Dat valt namelijk uit elkaar in een fractie van een seconde, met een lawine aan ioniserende straling tot gevolg. Toch is de ontdekking en naamgeving van deze elementen groot nieuws. Nu kunnen we namelijk verder kijken.
De nieuwe elementen zijn:
Nihonium met symbool Nh, voor element 113,
Moscovium met symbool Mc, voor element 115,
Tennessine met symbool Ts, voor element 117 en
Oganesson met symbool Og, voor element 118.
Er bestaan hardnekkige vermoedens dat er een zogeheten Eiland van Stabiliteit bestaat. Dat zijn atoomkernen, die veel langer intact blijven dan je zou vermoeden op basis van hun grote massa. Sommige natuurkundigen denken zelfs dat er enkele van deze superzware atomen zich schuilhouden op aarde. Op dit moment is het zwaarste natuurlijke atoom dat ooit is aangetroffen, uranium-238. Dit is dan ook meteen de meest voorkomende uranium-isotoop en komt ongeveer net zoveel voor als tin. Maar misschien blijft het hier dus niet bij…
Japan heeft nu haar eigen element: nihonium. Ooit ununtrium geheten.
Veertig procent van alle land op aarde wordt gebruikt om vee op te houden of veevoer te produceren. Dan moet je ook bedenken dat van alle mensen op aarde slechts een klein deel veel vlees eet, maar dat de vleesconsumptie snel stijgt. Dit kan zo niet doorgaan.
Het antwoord is voor een groot deel: afstappen van dierlijke eiwitten waar mogelijk. Als we kunstmatig vlees kunnen kweken, scheelt dat veel dierenleed en ook veel schaars land. Als veel landbouwgrond niet meer nodig is, kan ook onze overbelaste aarde tot rust komen en komt er ook meer ruimte vrij om te wonen in nieuwe natuur. Het plaatje wordt nog zonniger als we zonlicht rechtstreeks in voedsel om kunnen zetten. Dan is ook een groot deel van de akkerbouwgrond niet meer nodig.
In onder meer Wageningen wordt veel onderzoek gedaan naar kweekvlees. Bron: Wageningen Universiteit
Een van de meest veelbelovende onderzoeksrichtingen is kweekvlees. Als we stamcellen uit dieren kunnen halen, kan hieruit in principe een onbeperkte hoeveelheid vlees worden gekweekt. Wel moeten we dan stamcellen van verschillend type hebben.
De gedachte achter de chemputer is even revolutionair als geniaal. Download het ‘recept’ voor een bepaalde chemische stof en 3D-print de reactor om die stof mee te maken. Dit is vooral interessant voor medicijnen (en, uiteraard, recreatieve drugs).
Dit is wat Lee Cronin van de Universiteit van Glasgow (Schotland) deed. Hieronder een TED presentatie.
Het belang hiervan kan niet worden overschat. Als een klein, compact apparaat in staat is elke gewenste chemische verbinding te maken, maakt dit in feite apotheken overbodig en kunnen zelfs in de armste gebieden up-to-date medicijnen worden verstrekt. Voor astronauten is het ontbreken van een goede ziekenboeg mogelijk dodelijk. Met een chemputer kunnen ook voor de meest exotische aandoeningen (als die optreden bij astronauten) medicijnen worden geprint. Dit geldt ook voor andere nuttige chemische stoffen.
Een uitzondering zijn enkele chemische stoffen die extreme reacties vereisen om te fabriceren.
Het lijkt erop dat er een eendimensionale tegenhanger van grafeen is ontdekt. Diamantnanodraad heeft een aantal zeer interessante, zeg maar gerust bizarre eigenschappen.
Wat is diamant nanodraad?
Diamantnanodraad, in de herfst van 2015 ontdekt door een groepje van Pennsylvania State University, ziet op op atoomschaal uit als doorgeknipt kippengaas. Elke rij bestaat uit een zeshoeken koolstofatomen. De losse eindjes aan de rand worden bezet door waterstofatomen.
Diamant nanodraad, de nieuwste hit onder materiaalkundigen. Bron: {1}
Sindsdien heeft de nanodiamantdraad-koorts veel materiaalkundigen in de greep. Wat voor merkwaardige eigenachappen zou dit opmerkelijke goedje hebben? Het is plat, dus veel buigzamer dan koolstofnanovezels. Dat maakt het als materiaal voor nanodraden veel interessanter dan dit extreem sterke materiaal. Veel onderzoekers vreesden echter dat de nieuwste ontdekking zo bros zou zijn dat de draad net als glas in fragmenten uit elkaar zou spatten als er mechanische spanning op zou komen te staan.
Een nieuwe groep, geleid door Haifei Zhan van Queensland University of Technology in Australie, heeft deze bezwaren nu weggenomen. Sterker nog: het materiaal blijkt veel veelzijdiger dan iedereen dacht. Gaat diamant nanodraad een zelfde toekomst als wondermateriaal tegemoet als grafeen?
Hoe maak je diamant nanodraad?
Het Penn State University team gebruikte benzeen, een zeshoek van koolstofatomen met zes waterstofatomen er omheen, als basis[1]. Ze plaatsten de benzeenmoleculen in een rij, verhoogden de druk zodat de moleculen aan elkaar gingen klikken (polymeriseerden) en daar was de diamant nanodraad.
Tot zover de theorie. In de praktijk is het erg belangrijk hoe precies de benzeenmoleculen aan elkaar gingen zitten. Er zijn verschillende configuraties mogelijk. Naar blijkt, verschillen de eigenschappen van nanodiamantdraden enorm per configuratie.
Zhan en zijn team keken naar de meest voor de hand liggende configuraties. De simpelste is polybenzeen. Hierbij zitten de zeshoeken van benzeen aan elkaar zoals linksonder op het plaatje. Dit is een stijf molecuul, dat steeds breekbaarder wordt naarmate het langer wordt. Kortom: echt grote dingen kan je hiervan niet bouwen. Daarvoor is dit molecuul te breekbaar. Als er zogeheten Stone-Wales defecten tussen zitten, verandert dit sterk. Deze defecten werken als scharnierpunten tussen de rechte stukken polybenzeen. Hoe meer Stone-Wales defecten, hoe buigzamer (maar, uiteraard: hoe zwakker de keten). Zodra het aantal Stone-Wales defecten een bepaald percentage overschrijdt, gebeurt er iets opmerkelijks. De keten verandert van breekbaar in zeer buigzaam, het verschil tussen rauwe en gekookte spaghetti.
Dat maakt het mogelijk om sommige delen van de draad buigzaam, en andere juist star te maken. Nanodiamantdraden hebben een hoge Young-modulus (treksterkte), vergelijkbaar met die van aluminium. De allersterkste zijn Ook zijn ze erg licht. Dit opent heel veel toepassingen, vooral bij het bouwen van extreem sterke drie-dimensionale nanostructuren, aldus de groep-Zhan. Het molecuul kan zowel de functie van een kabel als van draagstructuur vervullen, afhankelijk van het aantal defecten.
Tot zover de theorie, nu de praktijk
Dit werk was slechts een computersimulatie. Hoewel onze kennis van de moleculaire wereld bijna perfect is, de onderliggende kwantumelektrodynamica is tot op dertien decimalen nauwkeurig te berekenen, kan de praktische toepassingen nog verrassingen opleveren. Experimentele materiaalkundigen moeten dus nu aan de bak en gaan meten aan het molecuul. Gezien de zeer veelbelovende eigenschappen van dit materiaal, en de enorme onderzoeksbudgetten die aan grafeen een dergelijke worden verspijkerd- zal het niet lang meer duren voor de eerste diamantnanodraden opduiken in gadgets van de toekomst.
In een studie onderzochten chemici van McGill wat de mogelijkheden zijn om in plaats van koolwaterstoffen als benzine of diesel, metaalpoeder te gebruiken als brandstof. Er blijkt veel meer mogelijk dan gedacht. Hebben we eindelijk het ei van Columbus gevonden?
Metaalpoeder als brandstof, zo gek nog niet
Het is niet erg slim om ons voort te bewegen door middel van een stroperig goedje dat het klimaat verpest, wereldwijde oorlogen veroorzaakt en bovendien aan het opraken is. Dat beseffen steeds meer mensen. Dus moeten we op zoek naar een alternatief. Helaas is de meest compacte energiebron, kernenergie, met de techniek van nu, alleen te gebruiken in een grote centrale. Anders hadden we met een kilo uranium zo’n miljoen km kunnen rijden. Dat is vijf keer zoveel als een goede auto haalt. Dus moeten we op zoek naar andere alternatieven als energiedrager in voertuigen. Op dit moment wordt er veel onderzoek gedaan naar batterijen, waterstofgas en de weinig zinnige biobrandstof. Of minder bekende, maar goede alternatieven, zoals ammoniak. Maar wat, als we metaalpoeder gebruiken als brandstof?
Metaalpoeder en boor verslaan benzine wat energiedichtheid betreft in veel opzichten met stukken.
De voordelen van metaalpoeder
In het dagelijks leven kennen we metalen als robuust materiaal dat vlamwerend is. Schijn bedriegt echter. Dit komt alleen omdat het reactieoppervlak zo klein is. Als een onedel metaal als ijzer of aluminium fijn is verpoederd, dan brandt het als een fakkel. Sterretjes bijvoorbeeld, bestaan uit een mengsel van ijzerpoeder en klei. Prettig aan metaalpoeder is verder dat het geen uitstoot geeft. Wat je overhoudt is roest, of aluminiumoxide, magnesiumoxide en dergelijke. Dit zijn poeders, die je in een hoogoven weer kan omzetten in het metaal.
De energiedichtheid van metaalpoeder is ook hoog. Een liter metaalpoeder geeft meer energie dan een liter benzine. Boor, bovendien ook qua gewicht. Metalen als magnesium binden zo actief met zuurstof, dat ze zelfs zuurstof kunnen onttrekken aan kooldioxide. Het vaakst genoemd is poeder van ijzer. IJzer komt op aarde in enorme hoeveelheden voor, is erg goedkoop en is het meest gebruikte metaal. Aluminium is veel lichter dan ijzer, maar duurder. Ook het element boor is interessant. Boor is weliswaar geen metaal, maar erg licht en driewaardig. De reactie van boor met zuurstof (2 B (s) + 3 O2 (g) => B2O3(s) ) levert per kilogram 30% meer energie op dan benzine. Het afvalproduct, booroxide-poeder, kan je weer eenvoudig recyclen tot boor. Dat is met uitlaatgassen helaas wel anders.
Vlammen van metaalpoeder: ijzer, aluminium, methaan en een ijzer-boormengsel. Bron: [1]Een concept voor een verbrandingsmotor. Klik voor een vergroting.[2]Hoe werkt een metaalmotor?
Een zeer fijn metaalpoeder (denk dan aan deeltjes van nanometers groot) wordt verneveld in de brandstoftoevoer. Zo ontstaat er een explosief mengsel. Dit ontbrandt, waarna de vrijkomende hitte het gas laat uitzetten en de zuigers aandrijft. Metaal nanodeeltjes branden al rond de 250 graden, of na een vonkontlading. Omdat de deeltjes zo fijn zijn, verstoppen ze de motor niet. Het poeder kan daarna worden hergebruikt door er waterstofgas overheen te leiden. Bij het tanken wordt de volle cartridge met roestpoeder afgeleverd en vervangen door een verse cartridge met metaalpoeder.
Wanneer kan ik metaalpoeder tanken?
Dat duurt helaas nog even. Eerst moet iemand een bruikbaar prototype voor een metaalpoeder verbrandingsmotor ontwikkelen. Vervolgens moet dit klaar worden voor productie. En, er moeten stations komen waar je het roestpoeder kan omwisselen voor metaal. Reken daarom zeker op vijf tot tien jaar. Als het al van de grond komt. Batterijbouwers en de ontwikkelaars van andere technieken zitten natuurlijk ook niet stil.
Een tot dusver vermoed verschijnsel blijkt werkelijk te bestaan: vloeibaar water op Mars. Wat zijn de gevolgen?
Het voornaamste verschil tussen de aarde en Mars is het ontbreken van oceanen op de rode buurplaneet. Water is essentieel voor leven, zoals wij dat op aarde kennen. Er is geen organisme op aarde, dat volkomen zonder water kan functioneren, al zijn er wel organismen, zoals beerdiertjes en veel bacteriën, die in uitgedroogde slaaptoestand kunnen gaan. Kortom: geen leven (zoals wij dat kennen) zonder water.
De rivierachtige structuren op deze foto worden werkelijk door stromend water veroorzaakt, wijst onderzoek uit. Bron: NASA
Het doorslaggevende bewijs
Al langer is bekend dat er op Mars geulvormige structuren voorkomen. Deze kunnen eigenlijk alleen door stromend water worden veroorzaakt, al zouden wetenschappers geen wetenschappers zijn, als ze niet allerlei andere alternatieve verklaringen zouden zoeken. Deze geulen, hellingslineae, zijn onder meer aangetroffen op de helling van de Hale-krater.
De Mars Reconnaissance Orbiter, een satelliet die rond Mars draait, heeft een camera met spectrometer aan boord. Een spectrometer meet de intensiteit van verschillende golflengtes licht (en andere elektromagnetische straling) en kan op deze manier vaststellen uit welk type chemische verbindingen het oppervlak van een object bestaat. Met deze spectrometer zijn perchloraten (een chemische verbinding die je niet in je kleren wilt krijgen, omdat het perchloraation chemisch extreem agressief is) aangetroffen. Dat er op Mars perchloraten voorkomen wisten we al langer. Dit is echter de eerste keer dat gehydreerde perchloraten zijn aangetroffen. Dat wil zeggen: perchloraten met water in het kristalrooster. Dit kan zich alleen vormen in vloeibaar water. Met andere woorden: it is het eerste harde bewijs dat er vloeibaar water voorkomt op Mars. Reden voor veel vreugde bij de mannen en enkele vrouw van NASA, die wel een opstekertje kunnen gebruiken.
Wat betekent dit nu voor de mogelijkheden voor leven op Mars?
Water, we zagen het al, is letterlijk een kwestie van leven of dood. Is er geen water, dan kan er geen leven zoals we dat op aarde kennen voorkomen. Nu we weten dat er vloeibaar water op Mars voorkomt, wordt de kans een stuk groter dat er leven op Mars bestaat. Dit moet zich dan wel onder de oppervlakte schuilhouden, want de dunne atmosfeer van Mars beschermt nauwelijks tegen dodelijke zonnewind en kosmische straling. Op beschutte plekken kan bijvoorbeeld korstmos het op Mars volhouden. Of er werkelijk leven op Mars bestaat is uiteraard nog de vraag, maar de kans is behoorlijk groot. De reden: om de paar miljoen jaar wordt de aarde getroffen door een planetoïde, die brokstukken van de aarde in de ruimte slingert. Enkele brokstukken van de aarde moeten op Mars zijn beland: we hebben hier namelijk ook meteorieten, afkomstig van Mars, aangetroffen.
Het aardoppervlak krioelt van het leven. De kans is daarmee reëel, dat aardse bacteriën mee zijn gereisd met een meteoriet, het heelhuids tot de oppervlakte van Mars gebracht hebben en daar hebben overleefd. Wel moeten dit dan extreem taaie bacteriën zijn geweest: het water dat op Mars voorkomt, is in feite pekel. Zelfs in de Dode Zee is leven, dus in principe is het goed mogelijk dat bacteriën in deze pekel overleven. Het is ook niet ondenkbaar dat het aardse leven op Mars ontstaan is en door meteorieten naar de aarde is gebracht, zoals sommige evolutiebiologen geloven.
We leven in een enorme legodoos. Alleen kunnen we de blokjes, de atomen, niet zien omdat ze zo klein zijn. Nanotechnologie biedt de mogelijkheid om op atoomschaal te bouwen. Dat opent ongekende mogelijkheden. Denk aan programmeerbare materie, kankercellen of bacteriën met nanorobotjes het leven zuur maken of een pen, die inkt uit lucht maakt. Om maar wat nano-ideeën te noemen.
Vanaf 2010 raken onderzoekers en technici steeds meer vertrouwd met de nanowereld en de bizarre natuurkunde hierin. Althans: bizar, vanaf het gezichtspunt van het dagelijkse leven. Zo kunnen atomen door een dunne wand tunnelen. Kaatsen atomen weg van een scherpe rand. Worden atomen waziger, naarmate ze langzamer bewegen. En zo zijn er nog wat aardige dingen….
Nanomachientjes. Erg handig als je atoom voor atoom iets wil bouwen. Kortom voor ongeveer alles. Bron: ucr.edu
In een opmerkelijke ontdekking slaagde een groep onderzoekers er in om de lichtkleur die chlorofyl absorbeert, uit te breiden tot golflengtes die nog buiten bereik lagen. Zelfs nabij-infrarood licht kan nu door fotosynthese gebruikt worden. Kan hiermee de effectiviteit van fotosynthese, en dus de landbouwproductie, verdubbeld worden?
Het zonnespectrum. Planten gebruiken hier ongeveer de helft van. Bron: Wikimedia Commons
Meer dan de helft van het zonlicht voor planten nutteloos Alle leven op aarde, enkele spaarzame wormen rond hete diepzeebronnen en rotsbacteriën uitgezonderd, hangt af van fotosynthese, het proces in planten dat zonlicht, water en kooldioxide omzet in glucose (het beginpunt van alle organische stoffen) en zuurstof. De aarde is bedekt met een groene deken plantengroei, de zee met algen en cyanobacteriën. De fotosynthese zoals deze in planten plaatsvindt, benut het grootste deel van het licht echter niet. Plantenbladeren zijn niet zwart, maar groen. Dat komt, omdat chlorofyl groen licht niet absorbeert. In feite treft dit lot meer dan de helft van alle straling in het zichtbare-licht deel van het spectrum (dat loopt van 400 nm, violet, tot 700 nanometer, rood). Doorzichtige zonnecellen die alleen groen licht absorberen, zouden in feite de plantengroei vrijwel niet hinderen. Planten proberen met behulp van carotenoïden, u weet wel, waar ons lichaam vitamine A van maakt, toch nog wat lichtenergie in dit gebied te vangen, maar ook dit lapmiddel werkt niet echt bevredigend.
Het nieuw ontwikkelde chlorofylmolecuul sluit het gat tussen ‘normaal’ chlorofyl en bacteriochlorines, die rond 800 nm maximaal absorberen. Bron: 1.
Moleculaire springveer Willen we dit verbeteren, dan moeten we aan het chlorofylmolecuul zelf knutselen. Licht is een trilling en chlorofyl komt in resonantie bij bepaalde golflengten. Bij chlorofyl a bijvoorbeeld rond 680 nanometer en chlorofyl b rond de 480 nm: niet toevallig de golflengte van geel licht en de golflengte waarop de stralingspiek van de zon ligt. Het verschil tussen chlorofyl a en chlorofyl b zijn de atoomgroepjes die aan deze moleculen hangen. Hoe logger deze zijn, hoe lager de de resonantiefrequentie van het chlorofylmolecuul en daarmee: hoe langer de golflengte van licht dat wordt geabsorbeerd.
De onderzoekers bereikten zelfs een ongelofelijke 900 nanometer warmtestralingsabsorptie. Bron: 2.
Dit is precies wat de onderzoeksgroep heeft gedaan. Door middel van uitgekiende toevoegingen van atoomgroepen aan het chlorofylmolecuul, slaagden ze erin de kloof te dichten tussen diverse groepen bacteriochlorines en ook het golflengtebereik ver uit te breiden, tot zelfs in het infrarood. Je leest het goed: door deze ontdekking kan zelfs kortgolvige warmtestraling voor fotosynthese worden gebruikt. Dit is straling die veel door een rode dwergster wordt afgegeven. Wanneer we interstellaire ruimtevaart ontwikkeld hebben en we op bezoek kunnen bij de nabije rode dwergsterren, bijvoorbeeld deze dwergster met planeten, dan hebben we voor de kolonisten nu in ieder geval alvast een bruikbaar chlorofylpigment voor hun gewassen ontwikkeld. Omdat het hier om bacterieel chlorofyl gaat, is toepassing in planten niet vanzelfsprekend, maar ook hier geldt dat het de gewasopbrengst sterk zou kunnen vergroten, zeker door de benutting van nabij-infrarood straling.
Bronnen
Kaitlyn M. Faries et al., Photophysical Properties and Electronic Structure of Chlorin-Imides: Bridging the Gap between Chlorins and Bacteriochlorins. The Journal of Physical Chemistry B, 2015; 150114100627003 DOI: 10.1021/jp511257w
Pothiappan Vairaprakash et al., Extending the Short and Long Wavelength Limits of Bacteriochlorin Near-Infrared Absorption via Dioxo- and Bisimide-Functionalization. The Journal of Physical Chemistry B, 2015; 119 (12): 4382 DOI: 10.1021/jp512818g
Asfalt en teer bestaan voor een groot deel uit bitumen, kleverige verbindingen uit aardolie. Erg gezond, of goed voor het milieu, is dit niet. In een recente doorbraak ontdekten Nederlandse onderzoekers van TNO een plantaardig alternatief dat niet alleen milieuvriendelijker, maar ook sterker is: lignine.
Alternatief voor teer gezocht
Een groot deel van de aardolie wordt verwerkt in de chemische industrie. Neem bijvoorbeeld plastics. Maar ook teer en asfalt slokken de nodige olie op. Naar schatting verbruikt de aarde meer dan 100 miljoen ton bitumen, dat is omgerekend 13 kg bitumen per aardbewoner, per jaar. Vijf procent van alle asfalt bestaat uit bitumen. Als we overstappen op groene alternatieven van aardolie, moeten we ook hier een vervanger voor vinden. Het goede nieuws is: deze vervanger is nu door TNO gevonden, zo lijkt het. Ongeveer de helft van alle bitumen kan vervangen worden door lignine. Ook is het ontwikkelde lignine-asfalt aanmerkelijk duurzamer dan bitumenasfalt, waardoor het jaren langer meegaat. Het asfalt is ook beter bestand tegen extreme temperaturen.
Lignine is één van de belangrijkste bouwmaterialen voor planten. Bron: openei.org
Lignine: resistent natuurlijk bouwmateriaal
Hout en materialen als stro bestaan, chemisch gezien, uit twee belangrijke componenten. Cellulose, dat de draagkracht levert, en lignine. Lignine maakt ongeveer een derde van de totale droge massa van hout uit. Lignine is chemisch erg stabiel, is dicht en waterafstotend en heeft bacterie- en viruswerende eigenschappen, de reden dat planten het produceren. Het is de ligninefractie die uiteindelijk in de organische stof in de bodem terecht komt, omdat het chemisch zo stabiel is. Houtsoorten met een lange levensduur bestaan voor een groot deel uit lignine. Op dit moment is lignine een afvalproduct met weinig commerciële toepassingen, dat vrij komt bij de winning van cellulose uit houtpulp. Nu er steeds meer belangstelling komt voor het gebruik van nanocellulose, een duurzaam en ook sterk alternatief voor plastic, zal er steeds meer lignine worden geproduceerd. Nu is dat al 40 tot 50 miljoen ton per jaar, de helft van het bitumenverbruik. Lignine dient nu voornamelijk als brandstof, waarbij het nodige roet vrijkomt. Kortom: deze toepassing van TNO komt als geroepen.
Extractie met weinig zwavelzuur
TNO ontwikkelde ook een methode om met veel minder zwavelzuur lignine uit de houtpulp te extraheren. Zwavelverbindingen veroorzaken de nodige milieuproblemen, wat dit goed nieuws maakt. De TNO-methode maakt gebruik van stoom en levert zeer zwavelarme lignine, die veel minder stinkt en nu veel breder toegepast kan worden.
Fietspad van lignine-asfalt
In Zeeland wordt op dit moment in samenwerking met Wageningen Universiteit gewerkt aan een fietspad van dit lignine-asfalt. Slagen fde proeven, dan betekent dit dat drie vervelende problemen worden opgelost: lignine als afvalstof, het tekort aan bitumen en de vrij korte levensduur van asfalt.
Onderzoekers van het Howard Hughes Medical Institute, onderdeel van de Amerikaanse staatsuniversiteit University of Illinois at Urbana-Champaign, hebben een complex apparaat ontwikkeld waarmee moleculen in standaardstappen zijn te bereiden. Dit vereenvoudigt het experimenteren met nieuwe potentieel geneeskrachtige stoffen drastisch.
Tot voor kort was het een lastige klus om specifieke, iets ingewikkelder, chemische verbindingen te maken. De reden waarom bijvoorbeeld genetisch gemodificeerde bacteriën een belangrijke rol in de fijnchemie spelen. Grote moleculen, zoals lange eiwitketens, kunnen gemaakt worden door bouwstenen stap voor stap toe te voegen. Bij kleinere moleculen is dit vaak lastig. De traditionele methode is nogal ambachtelijk: een synthesepad bedenken en dan zuiveringsmethoden ontwikkelen, zodat je met de nodige moeite een zuiver eindproduct in handen krijgt. Dit verklaart mede waarom de ontwikkeling van nieuwe medicijnen een moeizaam proces is. Zelfs schaarse topchemici met jarenlange ervaring hebben er de handen vol aan om deze moleculen te bereiden.
De molecuulprinter is in dit stadium een hels ingewikkeld apparaat.
Het proces is vooral interessant om kleine moleculen uit levende organismen synthetisch te kopiëren. Veel medicijnen zijn afgeleid van door planten, schimmels, bacteriën of andere levende organismen geproduceerde stoffen. Het team analyseerde duizenden van dergelijke verbindingen en ontdekte dat enkele honderden, ‘bouwstenen’ keer op keer voorkomen in deze verbindingen. Elke ‘bouwsteen’ heeft twee chemische ‘verbindingsstukken’ waar met behulp van een vrij simpele standaardreactie, deze aan de verbindingsstukken van een andere bouwsteen kan worden geplakt. Zo kunnen, stap voor stap, alle denkbare moleculen van biologische oorsprong worden gefabriceerd.
Met het systeem zijn veertien groepen stoffen gecreëerd, variërend van vrij eenvoudige, rechte moleculen tot ingewikkelder moleculen met veel zijtakken en ringen. Het systeem is nog verre van volmaakt, maar volgens de wetenschappers is nu een ‘roadmap’ opgesteld om een werkende molecuulprinter te synthetiseren. Als deze belofte werkelijkheid wordt, zou dit uitermate goed nieuws zijn: een stof waarvan de medische werkzaamheid is aangetoond, kan dan in zeer korte tijd in klinische tests worden onderzocht en in productie worden genomen. Uiteraard geldt dat ook voor andere toepassingen. In principe is de atomaire legodoos van Moeder Natuur nu veel toegankelijker geworden. Werkt het apparaat eenmaal goed, dan kan je elk denkbaar molecuul maken.
![Vlammen van ijzer, aluminium, methaan en een ijzer-boormengsel. Bron: [1]](https://www.visionair.nl/wp-content/uploads/2015/12/couldmetalpa.jpg)
![Vlammen van metaalpoeder: ijzer, aluminium, methaan en een ijzer-boormengsel. Bron: [1]](https://www.visionair.nl/wp-content/uploads/2015/12/couldmetalpa-300x106.jpg)
