Er ligt weer een uitdagend jaar achter ons. Politieke, sociaal-economische en klimatologische veranderingen stimuleren dagelijks de ontwikkeling van wetenschap en technologie en bepalen nieuwe trends. De wereld van de chemie is in deze tijd ook veranderd.
We presenteren 10 interessante ontdekkingen en gebeurtenissen die de wereld van de chemie in 2023 veranderden. 
Een artikel dat begin maart verscheen in Nature Chemistry berichtte over de synthese van een nieuwe stikstofverbinding. Onderzoekers uit Groot-Brittannië, China, Zweden en Duitsland hebben een aromatische ringstructuur verkregen met de formule K 9 N 56 . De verbinding werd gevormd door stikstof te laten reageren met KN3 in een laserverwarmde diamanten aambeeldcel onder hoge druk (46 en 61 GPa) en temperatuuromstandigheden (meer dan 2000 K) {} . De waargenomen structuur had bijvoorbeeld hexazineringen in de vorm van {} 4- anionen. Ze volgen de aromatische regel van Hückel. Bovendien bevatte de macromoleculaire verbinding ook platte N5-ringen en N2-dimeren. Tot nu toe is een stikstofring met zes leden, hexazine genaamd, alleen theoretisch voorgesteld als een keten. De aromaatiteit van dit element was beperkt tot de pentazolaatvorm {} - . Het bovengenoemde team van wetenschappers is de eerste die kan bogen op de synthese van de macromoleculaire complexe verbinding K 9 N 56 , die een {} 4- anion in zijn structuur heeft . .
Amanita phalloides, algemeen bekend als death cap, is een van de meest giftige paddenstoelensoorten voor de mens. Het is verantwoordelijk voor ongeveer 90%van alle dodelijke vergiftigingen door de consumptie van paddenstoelen. Het krachtigste toxine van de schimmel, dat verantwoordelijk is voor permanente schade aan de lever en andere organen bij de mens, is α-amanitine . Zelfs agressieve behandelingen voor de inname van deze paddenstoel zijn in de meeste gevallen soms niet effectief. Niettemin brengt de studie, die in mei in Nature werd gepubliceerd, hoop in de toekomstige strijd tegen de death cap-vergiftiging. Het team van onderzoekers creëerde met behulp van de CRISPR-methode een pool van cellen met verschillende mutaties en observeerde welke factoren hun resistentie tegen α-amanitine zouden kunnen beïnvloeden. De resultaten van het experiment gaven aan dat cellen waarin het STT3B-eiwit afwezig was, niet door het toxine werden vernietigd. Van de bekende goedgekeurde medische stoffen is de kleurstof indocyaninegroen (ICG) voorgesteld als een specifieke STT3B-remmer . De verbinding wordt doorgaans gebruikt bij medische beeldvorming en zou een potentieel specifiek tegengif kunnen zijn voor α-amanitinevergiftiging . Experimenten met muizen toonden aan dat toediening van indocyaninegroen vier uur na inname van de schimmel de overleving aanzienlijk verhoogde en hen beschermde tegen het toxine, waardoor leverschade werd gestopt {} .
De chemische eigenschappen van het element koolstof zijn door de jaren heen het onderwerp geweest van veel onderzoek. Waarnemingen op dit gebied brengen ons dichter bij het begrijpen van de mysteries van de evolutie van het leven op aarde, evenals de mogelijkheid van de ontwikkeling ervan elders in het heelal. In juni publiceerde een internationaal team van wetenschappers een foto gemaakt met NASA's James Webb Space Telescope. De afbeelding toonde een nieuwe, voorheen niet waargenomen koolstofverbinding: het methylkation CH 3 + . Het deeltje bevindt zich in een sterrensysteem dat ongeveer 1350 lichtjaar van ons verwijderd is: de Orionnevel. UV-straling in de ruimte heeft een degraderend effect op de meeste organische structuren. Wetenschappers speculeren echter dat deze energie een belangrijke rol speelt bij de vorming van methylkationen. Zodra het ion is gevormd, ondergaat het verdere chemische reacties om complexere koolstofmoleculen te bouwen – sporen van leven {} .
De chemische verbinding met de molecuulformule BO werd voor het eerst voorgesteld in de jaren veertig. Toch was het onmogelijk om de structuur ervan te bepalen vanwege de beperkte toegang tot technologie in die tijd. De huidige wetenschappelijke belangstelling voor platte boorstructuren heeft opnieuw de aandacht gevestigd op het oxide dat bijna een eeuw geleden werd beschreven. Geavanceerde analysemethoden voor NMR-spectroscopie (Nuclear Magnetic Resonance) hielpen het team van Frédéric A. Perras bij het bepalen van de meest waarschijnlijke oriëntatie van de booroxidedeeltjes. De Ames-wetenschappers merkten op dat de precursormoleculen in de reactie zichzelf parallel aan elkaar rangschikten en de zogenaamde 2D-"nanosheets" vormden, bestaande uit B 4 O 2 -ringen met zuurstofbruggen. Als resultaat van poederdiffractiestudies werd verder gepostuleerd dat deze eenheden lagen vormen met onregelmatige stapelpatronen. Volgens FA Perras lijkt de lay-out op een stapel papier die op een bureau wordt gegooid, enigszins ongeorganiseerd, maar wel in vorm. De uitgevoerde metingen vallen samen met voorlopige aannames van de in 1961 geschatte BO-structuur {} .
De tak van de organometaalchemie richt zich op organische verbindingen die ten minste één binding hebben tussen een metaal- en koolstofatoom. Onder de verschillende structuren bevinden zich complexen die op een specifieke manier gelaagd zijn. De eerste ontdekte verbinding was ferroceen. Aan de hand van dit voorbeeld is het gemakkelijk om de structuur van organometallische complexen te begrijpen; het centrale atoom – een metaal – is omgeven door een groep liganden die ermee verbonden zijn. In 2023 ontwikkelde en beschreef Peter Roesky's team van het Karlsruher Institut für Technologie een nieuw type complexen genaamd 'cyclocenen'. Deze verbindingen kunnen maximaal 18 laageenheden bevatten. Cyclocenen hebben cyclooctatetraeen (COT) liganden, waaraan elk twee silaangroepen zijn gebonden. COT-liganden omringen metaalcentra (bijvoorbeeld strontium) door zichzelf in een karakteristieke ring rond het atoom te rangschikken. Wetenschappers vestigen hun hoop op het nut van de nieuwe verbindingen in de toekomst van de organometaalchemie {} .
Hydrofobiciteit betekent het vermogen van een materiaal om watermoleculen af te stoten. Waterdichte coatings worden op veel gebieden van het leven veel gebruikt. Om aan de toenemende materiaalbehoeften te voldoen, heeft onderzoek op het gebied van nanotechnologie de afgelopen dertig jaar bijgedragen aan de ontwikkeling van talrijke geavanceerde hydrofobe structuren. Met behulp van een gespecialiseerde reactor heeft een team van onderzoekers van de Aalto Universiteit in Finland een geheel nieuwe vorm van 'vloeistofachtige omnifobe oppervlakken' voorgesteld. Hun werk vertegenwoordigt het eerste voorbeeld van experimenten op dit gebied, op het uiterst gedetailleerde niveau van nanodeeltjes. De bovengenoemde oppervlakken hebben covalent gebonden, substraatgebonden moleculaire lagen met het gelijktijdige vermogen om zeer mobiel te zijn. Hun eigenschappen kunnen worden vergeleken met een laagje smeermiddel tussen de waterdruppels en het oppervlak zelf. Naast andere bestaande structuren vertegenwoordigt deze qua kenmerken het meest gladde en vloeiende oppervlak ter wereld. Er wordt geschat dat omnifobe nanodeeltjes toepassingen zouden kunnen vinden, bijvoorbeeld in warmteoverdrachtsprocessen in leidingen en systemen, het ontdooien van oppervlakken en het voorkomen van verdamping. Veelbelovend potentieel voor de ontwikkelde oppervlakken is ook te zien op het gebied van microfluïdica {} .
Leonardo da Vinci werd beroemd als een van de meest herkenbare figuren uit de Renaissance. De kunstenaar beschikte over vele talenten, die hij omzet in tijdloze kunstwerken of uitvindingen. Recente analyses van micromonsters van de verf die in zijn werken, de Mona Lisa en Het Laatste Avondmaal, worden gebruikt, geven aan dat Da Vinci niet alleen prachtig schilderde, maar ook effectief experimenteerde om de beste eigenschappen van zijn componenten te verkrijgen. Een internationaal team van wetenschappers wees op de aanwezigheid van giftige loodverbindingen in de basislaag van beide schilderijen . De schilder heeft waarschijnlijk geprobeerd dikke banden wit loodpigment aan te brengen door de op het doek gebruikte olie bovendien te verzadigen met loodoxide (PbO). Met behulp van röntgendiffractie- en infraroodspectroscopietechnieken hebben de onderzoekers vastgesteld dat de schilderijen niet alleen loodwit bevatten, maar ook een veel zeldzamere verbinding: plumbonacriet (Pb 5 {}O{} 2 ) - dat alleen stabiel is in alkalische omgevingen. Deze ontdekking kan erop wijzen dat Leonardo een pionier was in deze schildertechniek {} .
Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus en Alexei I. Ekimov wonnen in 2023 de Nobelprijs voor de Scheikunde. Het was de 115e Nobelprijs voor de Scheikunde, uitgereikt door de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen, die wetenschappers eerde "voor de ontdekking en synthese van kwantumstippen." Quantum dots maken deel uit van een groep nanodeeltjes waarvan de grootte klein genoeg is om hun karakteristieke kenmerken te bepalen. De functie van kwantumdots is grotendeels gebaseerd op de emissie en absorptie van straling. De unieke elektronische en optische eigenschappen van deze nanodeeltjes maken een breed scala aan toepassingen mogelijk, waaronder fotovoltaïsche apparaten, schermen van bepaalde tv-toestellen of LED-lampen. Na enkele stukjes informatie over kwantumdots te hebben genoemd, is het nu tijd om het verhaal van de Nobelprijswinnaars te vertellen. Wetenschapper Alexei Ekimov van Nanocrystals Technology Inc. synthetiseerde in 1981 voor het eerst kwantumstippen in een glasmatrix . Twee jaar later verkreeg Louis Brus van Columbia University dezelfde structuur, maar dan in een colloïdale suspensie. Aan de andere kant heeft Moungi G. Bawendi van het Massachusetts Institute of Technology, samen met een team van onderzoekers, een van de populairste en meest gebruikte methoden ontwikkeld voor het synthetiseren van kwantumdots om bijna perfecte moleculen te produceren {} .
De prijzen van de Foundation for Polish Science werden in 2023 voor de 32e keer uitgereikt . De onderscheiding wordt vaak de "Poolse Nobelprijs" genoemd, omdat deze wordt beschouwd als de belangrijkste wetenschappelijke onderscheiding in Polen. De prijs wordt toegekend aan ‘uitstekende wetenschappers voor bijzondere wetenschappelijke prestaties en ontdekkingen die de grenzen van de cognitie verleggen, nieuwe onderzoeksperspectieven openen, uitmuntende bijdragen leveren aan de beschavings- en culturele vooruitgang van ons land, en zijn prominente plaats verzekeren bij het aanpakken van de meest ambitieuze uitdagingen. van de moderne wereld.” De prijs op het gebied van chemische en materiaalwetenschappen ging dit jaar naar prof. Marcin Stępień van de afdeling scheikunde van de universiteit van Wroclaw. De prijs werd uitgereikt "voor het ontwerpen en verkrijgen van nieuwe aromatische verbindingen met unieke structuren en eigenschappen." Het concept van "aromaticiteit" is in de scheikunde bekend sinds de tweede helft van de 19e eeuw en is voortdurend ontwikkeld dankzij wetenschappers, zoals professor Stępień. De vrucht van zijn wetenschappelijke werk was het ontwerp en de synthese van nieuwe aromatische en anti-aromatische moleculen, die zich onderscheiden door hun unieke structuur en ongebruikelijke, vaak driedimensionale vormen. Dit zijn belangrijke prestaties vanuit cognitief oogpunt, maar openen ook nieuwe toepassingen voor deze verbindingen als functionele organische materialen. De door de bekroonde professor gesynthetiseerde moleculen kunnen de zoektocht naar nieuwe organische materialen (vooral functionele kleurstoffen) inspireren, die toepassingen kunnen vinden in onder meer fotovoltaïsche en LED-apparaten, of in fototherapie en medische diagnostiek {} .
November 2023 bracht goed nieuws van een team wetenschappers in Australië, die ontdekten dat vloeibare metalen gebruikt kunnen worden om katalysatoren te produceren. Tot nu toe zijn ze meestal geproduceerd uit vaste materialen, waaronder metalen of organometaalverbindingen. Niettemin vereiste het gebruik ervan hoge temperaturen, wat resulteerde in een hoger energieverbruik en een hogere uitstoot van broeikasgassen. Een groep onderzoekers onder leiding van professor Kourosh Kalantar-Zadeh bestudeerde de haalbaarheid van het gebruik van vloeibare metalen (zoals gallium), die bij lagere temperaturen katalysatoren kunnen zijn. Dit zou het energieverbruik verminderen en daarmee de uitstoot van broeikasgassen in de chemische sector verminderen. Dit is van groot belang omdat de industrie verantwoordelijk is voor een aanzienlijk deel van de mondiale uitstoot. Bovendien biedt de grotere flexibiliteit van vloeibare metalen, vergeleken met vaste metalen, de mogelijkheid om de prestaties van katalysatoren te verbeteren. De wetenschappers in Australië zijn van plan hun onderzoek voort te zetten. Als hun ontdekking haalbaar zou zijn, zou dit kunnen leiden tot de introductie van nieuwe, groenere processen in de chemische productie {} .
{} https://www.nature.com/articles/s41557-023-01148-7
{} https://www.nature.com/articles/s41467-023-37714-3
{} https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-makes-first-detection-of-crucial-carbon-molecule
{} https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.3c02070
{} https://www.nature.com/articles/s41586-023-06192-4
{} https://www.nature.com/articles/s41557-023-01346-3
{} https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c07000
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2023/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/rozmowy-z-laureatami-nagrod-fnp-2023/
{} https://www.nature.com/articles/s41565-023-01540-x
Hier presenteren we 10 interessante ontdekkingen en gebeurtenissen die de wereld van de chemie in 2022 veranderden. 
Het bestaan van het neutrino werd theoretisch voorspeld door Wolfgang Pauli in 1930. Dit deeltje moest de energie van het zogenaamde radioactieve bèta-verval in evenwicht brengen. Ondanks verschillende theorieën was het lange tijd onmogelijk om het bestaan van dit deeltje te bevestigen, hoewel het na verloop van tijd de neutrino werd genoemd. Het wordt gekenmerkt door het feit dat het geen elektrische lading heeft en zeer zwak interageert met andere deeltjes . Sommige wetenschappers gingen ervan uit dat het neutrino geen massa had, net als het foton, terwijl anderen dachten dat het gewoon heel klein was. Het wegen van een neutrino zou ons in staat stellen het universum nog beter te begrijpen. Daarom werd het het onderwerp van onderzoek in het internationale KATRIN-project, geleid door het Karlsruhe Institute of Technology . In hun experimenten gebruikten wetenschappers het fenomeen bèta-verval, dat optreedt in de atomen van een waterstofisotoop (tritium genoemd) . De KATRIN is een gespecialiseerd onderzoeksapparaat , heeft een lengte van 70 meter en bevat een enorme spectrometer, die wordt gebruikt om de eigenschappen te meten van elektronen die worden gegenereerd tijdens radioactief verval. Het onderzoek loopt sinds 2019 en levert steeds betere resultaten op. Eén van de resultaten van dit werk is de bepaling van de massa van het neutrino, die niet groter is dan 0,8 eV . Ter vergelijking: de massa van een elektron is 0,511 MeV (miljoen elektronvolt) en de massa van een neutron is 0,938 GeV (miljard elektronvolt). Dit is de eerste keer dat de metingen onder de elektron-volt-limiet slagen en daarom is dit zo'n belangrijke prestatie. {} Het onderzoek in het kader van het KATRIN-project is nog steeds aan de gang en zal naar verwachting minstens tot 2024 duren. Wetenschappers hopen een nog nauwkeuriger resultaat te verkrijgen door de massa van het neutrino te meten. {}
In massa geproduceerde kunststoffen zijn tegenwoordig vrijwel overal te vinden. Een van de bekende producten zijn plastic flessen, die uit verschillende materialen kunnen bestaan, en het recyclen ervan is niet de gemakkelijkste. Hoewel het terugwinnen van plastic kosten met zich meebrengt en het een ingewikkeld proces is, waardoor het nog steeds niet erg populair is, zoeken wetenschappers naar toepassingen voor het teruggewonnen materiaal die dit proces nog voordeliger kunnen maken. Een groep scheikundigen van Rice University heeft de resultaten van hun onderzoek bekendgemaakt, die bewijzen dat gebruikt plastic nuttig kan zijn in de strijd tegen de hoge uitstoot van kooldioxide . Zoals gerapporteerd in het tijdschrift “ASC Nano ” {} hebben wetenschappers het proces van pyrolyse onderzocht, wat de afbraak van chemicaliën is. Het bestaat uit het verwarmen van bepaalde stoffen tot zeer hoge temperaturen, waarbij anaërobe omstandigheden worden gehandhaafd. Momenteel wordt pyrolyse onder meer in de petrochemische industrie toegepast. De scheikundigen van de Rice University pyrolyseerden het plastic in de aanwezigheid van kaliumacetaat, wat resulteerde in zeer specifieke moleculen met microscopisch kleine poriën en die uitstekend CO 2 -moleculen kunnen opvangen en binden. Dit materiaal zou gebruikt kunnen worden als ideale koolstofdioxide-absorber, bijvoorbeeld in de vorm van filters voor de schoorstenen van elektriciteitscentrales die fossiele brandstoffen verbranden. Zo'n absorber zou worden gekenmerkt door eigenschappen die meervoudig gebruik mogelijk maken, en bovendien zou het afvangen van een ton CO 2 er meerdere keren goedkoper mee zijn dan de huidige methoden voor het vastleggen (afvangen) van kooldioxide. {}
Een kwantumnanomagneet met unieke eigenschappen is een ontdekking van wetenschappers van de Jagiellonian Universiteit. Een team van onderzoekers onder leiding van dr. Dawid Pinkowicz, beschreven in de “Nature Communications” {} , heeft een nieuw type organometallische kwantumnanomagneet gepubliceerd, waarin het centrale magnetische ion alleen wordt omringd door andere metaalionen. Het molecuul bestaat uit een centraal erbiumion, dat zich combineert met drie zware reniumionen. Deze combinatie maakte het mogelijk om dichter bij de eigenschappen van de reeds bekende grote macroscopische magneten te komen. Wetenschappers benadrukken dat, hoewel moleculaire magneten in de nabije toekomst niet zullen worden gebruikt, ze de toekomst radicaal kunnen veranderen en gebieden als elektronica en informatica kunnen veranderen. Momenteel bekende moleculaire magneten vereisen sterke koeling; Om praktische toepassing voor nanomagneten te vinden, is het daarom noodzakelijk om ze zo te maken dat ze bij kamertemperatuur kunnen werken. Wetenschappers wachten op verder onderzoek op dit gebied. {}
Lithium-ionbatterijen worden in de meeste alledaagse apparaten gebruikt. Voor de productie van dergelijke apparaten zijn zeldzame metalen nodig, zoals kobalt en lithium, wat ook geen gebruikelijk element is en een aanzienlijke impact heeft op de productieprijs. Volgens de wetenschappers zou lithium vervangen kunnen worden door natrium , wat de productiekosten aanzienlijk zou verlagen. Bovendien zouden natriumbatterijen veel sneller opladen en zou het “tot nul leegmaken” van de batterij geen schadelijk effect hebben. Het tot nu toe uitgevoerde werk is echter op een fiasco uitgelopen, omdat natrium zeer snel dunne, metalen structuren op de elektrode vormt – de zogenaamde dendrieten , wat resulteerde in de korte levensduur van dergelijke batterijen. Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin hebben dit probleem opgelost door met een computermodel een nieuw materiaal te creëren dat de vorming van dendrieten voorkomt en daardoor schade aan de elektrode voorkomt. Het werd gemaakt door een dunne laag natrium op antimoontelluride af te zetten en dit vele malen te vouwen, waardoor afwisselende lagen ontstonden. Hierdoor wordt natrium zeer gelijkmatig verdeeld en vormen zich er veel langzamer en minder vaak dendrieten op. Dit maakt het mogelijk een natriumbatterij te creëren die qua aantal laad- en ontlaadcycli vergelijkbaar is met de lithiumbatterij, en die ook een vergelijkbare energiedichtheid zal hebben. Natriumbatterijen kunnen de toekomst voor de industrie worden. {}
Dit jaar kende de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen de Nobelprijs voor de Scheikunde toe aan drie personen. Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal en K. Barry Sharpless zijn de winnaars van de prijs, die werden erkend “voor de ontwikkeling van klikchemietechnologie en bioorthogonale chemie”. De “klikchemie” is een proces dat kan worden vergeleken met een gebouw gemaakt van LEGO-stenen. Specifieke fragmenten van moleculen kunnen namelijk met elkaar worden gecombineerd om verbindingen met een hoge complexiteit en diversiteit te produceren. De combinatie van eenvoudige elementen, die we ‘chemische bouwstenen’ kunnen noemen, stelt je in staat een bijna oneindige verscheidenheid te creëren van moleculen. Bioorthogonale chemie maakt het daarentegen mogelijk om de chemische processen die plaatsvinden in levende cellen te monitoren zonder deze te beschadigen. Dit biedt een unieke mogelijkheid om ziekten in cellen en in complexe organismen te bestuderen. Zowel de ‘klikchemie’ technologie en bioorthogonale chemie zijn belangrijke ontdekkingen, vooral voor de geneeskunde en de farmacie, die de ontwikkeling van beide vakgebieden aanzienlijk kunnen beïnvloeden. {} U kunt meer lezen over de winnaars en bekroonde ontdekkingen in het artikel 'De Nobelprijs voor de Scheikunde' , dat is ook beschikbaar op de PCC Group-blog.
Voor de 31e keer reikte de Stichting voor Poolse Wetenschappen haar prijzen uit , die worden beschouwd als de belangrijkste wetenschappelijke prijs in Polen en vaak ook wel de “Poolse Nobelprijs” worden genoemd. Deze prijzen worden toegekend voor bijzondere ontdekkingen en wetenschappelijke prestaties die de grenzen van het cognitie verleggen, nieuwe cognitieve perspectieven openen en een uitmuntende bijdrage leveren aan de beschaving en culturele vooruitgang van ons land, en de belangrijke plaats van Polen verzekeren bij het oppakken van de meest ambitieuze uitdagingen van de moderne wereld. De winnaar van de prijs op het gebied van de chemische en materiaalwetenschappen van dit jaar was prof. Bartosz Grzybowski. Professor Bartosz Grzybowski van het Instituut voor Organische Chemie van de Poolse Academie van Wetenschappen in Warschau en het Ulsan Nationaal Instituut voor Wetenschap en Technologie in de Republiek Korea, werd bekroond “voor de ontwikkeling en empirische verificatie van een algoritmische methodologie voor het plannen van chemische synthese” . Zijn ontdekking bestond uit het uitvoeren van een door de computer geplande organische synthese en het gebruik van kunstmatige intelligentie om het verloop van chemische reacties te voorspellen, en tegelijkertijd nieuwe verbindingen te ontdekken die als medicijnen konden worden gebruikt. Professor Grzybowski is een van de eerste wetenschappers ter wereld die zich bezighoudt met organische chemie en die besloot dat het tijd was om de mogelijkheden van computationele methoden te gebruiken en die instrumenten ontwikkelde die niet alleen in de praktijk toepasbare, maar ook nog betere manieren konden voorspellen om moeilijke chemische processen te synthetiseren. organische moleculen. {} Het is ook de moeite waard om de winnaar van de prijs op het gebied van de levens- en aardwetenschappen te vermelden – professor Marcin Nowotny, die werd beloond “voor het verklaren van de moleculaire mechanismen van de herkenning en het herstel van DNA-schade”. De derde laureaat dit jaar, op het gebied van de geestes- en sociale wetenschappen, was prof. Adam Łajtar – bekroond “voor de interpretatie van epigrafische bronnen, die de religieuze en culturele aspecten tonen van het functioneren van middeleeuwse gemeenschappen die de Nijlvallei bewonen ” . {}
El Ali , ook bekend als Nightfall , is een meteoriet van 15,2 ton die voor het eerst werd geïdentificeerd in Somalië in 2020. Na twee jaar onderzoek naar het monster van 70 gram ontdekten wetenschappers van de Canadese Universiteit van Alberta in Egmont daarin twee mineralen die niet waren gevonden. eerder op aarde gezien. De ontdekte mineralen werden elaliet genoemd (ter ere van de meteoriet en de stad waar deze werd ontdekt) en elchistantoniet (naar NASA-onderzoeker Linda Elkins-Tanton). De onderzoekers maakten op 21 november de ontdekking van nieuwe chemische verbindingen bekend tijdens het Space Exploration Symposium aan de Universiteit van Alberta. Het is vermeldenswaard dat, hoewel mineralen nog niet in hun natuurlijke vorm op onze planeet zijn aangetroffen, in de jaren tachtig zeer vergelijkbare mineralen synthetisch in laboratoria werden gecreëerd. Onderzoek naar de nieuwe verbindingen zal helpen de vraag te beantwoorden welke toepassingen deze mineralen in de toekomst in onze wereld kunnen vinden. {} {}
5 december 2022 werd een belangrijke dag voor de wereld van de wetenschap, maar ook voor de geschiedenis van de mensheid. Op deze dag bereikten wetenschappers van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) een doorbraak in thermonucleaire fusieonderzoek , dat is uitgevoerd bij de National Ignition Facility (NIF). Voor het eerst in de geschiedenis heeft fusie meer energie geproduceerd dan er werd verbruikt om de reactie op gang te brengen. Het nieuws over deze gebeurtenis werd op 13 december bekendgemaakt tijdens een persconferentie van de LLNL-vertegenwoordigers, die werd gehouden in aanwezigheid van de secretaris van het ministerie van Energie en het hoofd van het Amerikaanse agentschap voor nucleaire veiligheid. Thermonucleaire fusie bestaat uit het combineren van lichte atoomkernen tot zwaardere kernen, wat gepaard gaat met het vrijkomen van aanzienlijke hoeveelheden energie. De brandstof die bij uitstek geschikt zou zijn om energie op te wekken als gevolg van deze reactie is waterstof , omdat we dat in overvloed hebben op onze planeet. Atoomkernen stoten echter elektrostatische krachten af, dus om de fusie te laten plaatsvinden moeten zeer specifieke omstandigheden worden gecreëerd, namelijk ze tot miljoenen graden verwarmen en ze samenpersen tot miljoenen atmosferen (dit proces is anders bij sterren, waar het plaatsvindt dankzij kwantumtunneling). Thermonucleaire fusie is over de hele wereld vele malen geprobeerd, maar tot nu toe is het resultaat de absorptie van meer energie geweest dan de geproduceerde hoeveelheid. De National Ignition Facility werkt al sinds de jaren vijftig aan dit fenomeen, maar het is technisch gezien erg moeilijk. Daarom zijn de nieuwste resultaten zo'n enorme doorbraak en laten ze nieuwe mogelijkheden zien. Het experiment was dat de puls van enorme NIF-lasers 2,05 megajoule energie aan de waterstofcapsule leverde, terwijl de fusie 3,15 megajoule opleverde, of 54%van de overmaat (meer dan een miljoen joule). Hoewel een miljoen heel spannend klinkt, komt deze waarde overeen met een kwartier, wat genoeg energie is om een ketel water twaalf keer aan de kook te brengen. De waakzame wetenschappelijke gemeenschap merkt ook op dat hoewel er slechts 2,05 megajoule aan energie aan het proces zelf werd geleverd, er meer dan 322 megajoule aan energie werd gebruikt om de 192 benodigde lasers van stroom te voorzien, wat praktisch honderd keer meer is dan de geproduceerde fusie. Dit is een van de redenen die benadrukt dat het tientallen jaren werk van teams van wetenschappers en ingenieurs kost om de mogelijkheid te vinden om thermonucleaire fusie op grotere schaal te gebruiken. {} {}
Er wordt veel gezegd over het feit dat hernieuwbare energiebronnen de toekomst van onze planeet zijn, wat een aanzienlijke invloed kan hebben op de beheersing van de klimaatcrisis en de opwarming van de aarde. Daarom zoeken wetenschappers nog steeds naar oplossingen die helpen om energie uit hernieuwbare energiebronnen nog beter en makkelijker te benutten. Ingenieurs van het Massachusetts Institute of Technology hebben innovatieve zonnecellen gemaakt die elk vast oppervlak in een energiebron kunnen veranderen, en die dunner zijn dan een mensenhaar. Deze cellen zijn op een lichte en zeer sterke stof verlijmd, waardoor ze vrijwel overal eenvoudig te monteren zijn. Volgens de wetenschappers kan de uitvinding heel praktisch zijn in noodgevallen, als er geen andere energiebron in de buurt is, maar ook tijdens het reizen. De moderne cel is gemaakt van halfgeleiderinkt met behulp van een 3D-printer. Het is honderd keer lichter dan conventionele panelen en genereert bovendien veel meer energie per kilogram. De oplossing bevindt zich nog in de testfase, omdat er problemen zijn met betrekking tot de weerstand van de panelen tegen omgevingsfactoren. Wetenschappers werken echter aan het maken van ultralichte containers waarin de cellen kunnen worden opgesloten. Onderzoekers zijn van mening dat ultradunne cellen een revolutionaire uitvinding zullen zijn voor de energieopwekking in de wereld {} {} .
Onderzoekers van het Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) en Oak Ridge National Laboratory hebben onderzoek gedaan naar een nieuwe metaallegering die zijn ongewoon hoge ductiliteit (het is kneedbaar en zeer ductiel) en tegelijkertijd ongekende sterkte (bestand tegen vervorming) aan het licht bracht. Deze legering bestaat uit chroom, kobalt en nikkel – CrCoNi. Op basis van de eerste tests die op CrCoNi zijn uitgevoerd, is gebleken dat de ductiliteit en sterkte ervan verbeteren naarmate de legering afkoelt, zelfs tot een temperatuur van ongeveer -196 o C. Uit het laatste onderzoek, gepubliceerd in december 2022 in het tijdschrift Science {} bevestigde dat het bestand is tegen zelfs lagere temperaturen (-253 o C) waar vloeibaar helium aanwezig is. Dit is een zeer interessant fenomeen, omdat voor de meeste andere materialen het effect tegenovergesteld is; Staal scheurt bijvoorbeeld veel gemakkelijker bij zeer lage temperaturen. Het is vermeldenswaard dat de CrCoNi-legering tot de groep HEA-legeringen behoort (legeringen met hoge entropie). Ze onderscheiden zich door het feit dat ze een mengsel zijn van samenstellende elementen in gelijke delen , in plaats van met de overheersing van één element en een kleinere hoeveelheid aanvullende elementen, zoals het geval is voor de meeste momenteel gebruikte legeringen. Dit heeft een aanzienlijke impact op de buitengewone eigenschappen ervan. De unieke sterkte van de CrCoNi-legering bij ongelooflijk lage temperaturen kan deze in de toekomst onder meer toepasbaar maken in objecten die zich door de ruimte verplaatsen. {}
{} https://www.nature.com/articles/s41567-021-01463-1
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/ile-wazy-neutrino-naukowcy-w-koncu-zwazyli-najlzejsza-czastke-elementarna-znana-fizyce-220216091750
{} https://www.iea.org/news/global-co2-emissions-rebounded-to-their-highest-level-in-history-in-2021
{} https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00955
{} https://www.nature.com/articles/s41467-022-29624-7
{} https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C92110%2Cpolacy-stworzyli-magnetyczna-czasteczke-o-wyjatkowych-wlasciwosciach.html
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/nadchodza-baterie-sodowe-tansze-od-litowych-rownie-sprawne-i-bezpieczniejsze-dla-swiata-211207050535
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2022/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/prof-bartosz-grzybowski-laureat-nagrody-fnp-2022/
{} https://www.fnp.org.pl/znamy-laureatow-nagrod-fnp-2022/
{} https://www.ualberta.ca/folio/2022/11/new-minerals-discovered-in-massive-meteorite-may-reveal-clues-to-asteroid-formation.html
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/w-tym-meteorycie-odnaleziono-dwa-mineraly-ktorych-nigdy-nie-widziano-na-ziemi-221201050211
{} https://www.llnl.gov/news/national-ignition-facility-achieves-fusion-ignition
{} https://oko.press/przelom-w-badaniach-nad-fuzja-termojadrowa
{} https://news.mit.edu/2022/ultrathin-solar-cells-1209
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/naukowcy-opracowali-ultracienkie-ogniwa-sloneczne-moga-zmienic-kazda-powierzchnie-w-zrodlo-energii-221212125125
{} https://www.science.org/doi/10.1126/science.abp8070
{} https://mobirank.pl/2022/12/14/prosty-stop-tworzy-najtwardszy-material-jaki-kiedykolwiek-zarejestrowano/
Om in ieder geval een glimp van deze veranderingen te laten zien, hebben we een samenvatting opgesteld van tien interessante ontdekkingen en gebeurtenissen van 2021 op het gebied van de chemie. 
Onderzoekers van de Universiteit van Maryland hebben een nieuwe techniek ontdekt om hout transparant te maken. In het verleden zijn er pogingen ondernomen om hout transparant te maken door gespecialiseerde chemicaliën te gebruiken om lignine te verwijderen. Het grootste nadeel was echter dat dit het hout verzwakte. De nieuwe methode maakt gebruik van een wijziging van de lignine. Aan het begin van het proces worden de moleculen verwijderd die verantwoordelijk zijn voor de kleur van het hout. Vervolgens wordt een speciaal waterstofperoxidemiddel op het oppervlak aangebracht, dat vervolgens wordt blootgesteld aan UV-licht (of natuurlijk zonlicht). Na deze behandelingen krijgt het hout een witte kleur. Vervolgens wordt het hout gedrenkt in ethanol voor een grondigere reiniging. Ten slotte worden de poriën gevuld met kleurloze epoxy om het materiaal glad en vrijwel perfect transparant te maken. Hierdoor heeft het hout de eigenschap dat het tot 90%licht kan doorlaten en is het materiaal 50 keer sterker dan conventioneel gesmolten transparant materiaal. Bovendien is het lichter en vooral sterker dan glas en zorgt het voor een betere isolatie. {} {} Deze ontdekking zou een echte revolutie voor de bouwsector kunnen worden en het imago van gebouwen in de toekomst volledig kunnen veranderen. Er wordt ook onderzoek gedaan naar technologisch geavanceerde, transparante houtmaterialen, die bovendien aanraakgevoelig zullen zijn en een alternatief zullen bieden voor verschillende soorten displays. Vanwege hun sterkte die overeenkomt met de eigenschappen van hout, zullen dergelijke displays zich bewijzen in ruwe omgevingen waar glas vaak faalt. {}
Keramische productiemethoden onderscheiden zich door een lange traditie. Met de ontwikkeling van de technologie is echter ook hier de tijd gekomen voor verandering. Het digitaal kleuren van keramische tegels, dat de klassieke glazuurmethode zou kunnen vervangen, moet een doorbraak worden voor deze industrie. Patronen zullen worden aangebracht met een drukmethode met hoge resolutie, hierdoor zal het mogelijk zijn om niet alleen verschillende kleuren te verkrijgen, maar ook verschillende texturen, die kunnen lijken op die van stoffen of hout. De oplossing is ontwikkeld door het Italiaanse bedrijf Metco, dat een speciale, duurzame inkt heeft ontwikkeld, genaamd ECO-INK, voor digitale keramiek. De voorgestelde inkt is waterig en bevat dus geen organische oplosmiddelen, wat bijdraagt aan het verminderen van zowel de toxiciteit als de ecologische voetafdruk van het product. Bovendien kan de verf het oppervlak van de keramische tegel binnendringen, waardoor er geen extra beschermlaag nodig is. Dit resulteert in een efficiënter en duurzamer proces. Bovendien wordt het oppervlak van de tegels duurzamer na het aanbrengen van ECO-INK. Zoals de fabrikanten zelf hebben aangekondigd, is deze verf een ware revolutie voor de chemische industrie. {}
De magneten die wij kennen, zijn meestal te vinden in de vorm van inflexibele en harde metalen. Deze kenmerken veroorzaken veel beperkingen bij de toepassing van magneten. Dat is de reden waarom wetenschappers het MAGNETO {} -project hebben ondernomen, waarbij magnetische materialen met vormbare eigenschappen worden gemaakt. Om dit effect te bereiken, maakten de onderzoekers een poeder bestaande uit versnipperde magnetische materialen gemengd met verschillende polymeren. Er werd gebruik gemaakt van geavanceerd 3D-printen om van deze componenten een magneet te maken. Dit maakte het mogelijk om ze veel complexere vormen te geven. De eerste geproduceerde prototypes toonden het enorme potentieel van dergelijke materialen en de mogelijkheid om ze op veel gebieden te gebruiken, van diagnostische hulpmiddelen tot aanraakschermen en vele andere. De gepresenteerde composietmaterialen met uitzonderlijke magneto-mechanische eigenschappen zullen de introductie van innovatieve oplossingen op veel gebieden, zoals de geneeskunde, mogelijk maken. Daarom vertegenwoordigt dit een belangrijke mijlpaal voor de ontwikkeling van wetenschap en technologie. {}
Aan de Universiteit van Warwick is onderzoek gedaan naar een 'antibiotische' groentepasta waarvan het recept 1000 jaar oud is. Het heet 'visieherstellende zalf' en werd ontdekt in het Oud-Engelse medische handboek Medicanale Anglicum, geschreven in de 9e eeuw. De zalf, die uien, knoflook (of prei – de wetenschappers hadden moeite om de naam correct te vertalen), koeiengal en wijn bevat, heeft extreem krachtige antiseptische eigenschappen. Er is aangetoond dat het effectief is tegen bepaalde bacteriestammen die resistent zijn geworden tegen moderne medicijnen. Zelfs de eerste tests hebben de effectiviteit van het brouwsel bij de behandeling van Staphylococcus aureus bewezen. Recent onderzoek is echter uitgebreid naar andere soorten en de resultaten zijn gepresenteerd in de vorm van een wetenschappelijke publicatie. {} Experimenten hebben aangetoond dat dit natuurlijke medicijn een krachtig wapen kan zijn tegen bacteriën die biofilms worden genoemd. Dit is een van de gevaarlijkste soorten bacteriën, waaronder stammen die bijvoorbeeld sepsis veroorzaken, maar ook andere ernstige infecties. Ook hoopt men dat dit recept zal helpen bij de behandeling van bijvoorbeeld voetinfecties bij diabetici, die momenteel vaak tot amputaties leiden. Het hierboven beschreven voorbeeld van de pasta vestigt de aandacht op de botsing tussen natuurlijke geneeskunde en moderne farmaceutische producten. Het leidt ertoe dat men nieuwe conclusies trekt en wekt hoop op de behandeling van ziekten die veel mensen lijden bezorgen. {}
Het probleem van het weggooien van voorwerpen gemaakt van plastic is een van de grootste uitdagingen van de huidige tijd. De hele wereld worstelt met het ontwikkelen van effectieve methoden om de hoeveelheid vervuiling die ons milieu verwoest, terug te dringen. Een van de meest interessante oplossingen bleek afkomstig van wetenschappers van de Universiteit van Edinburgh, die plastic flessen omzetten in vanillesmaak. Het onderzoek omvatte het muteren van de enzymen die verantwoordelijk zijn voor de afbraak van polyethyleentereftalaat (het polymeer waarvan de flessen zijn gemaakt). De ontledingsreactie produceerde tereftaalzuur (TA), dat vervolgens werd omgezet in vanilline. Deze verbinding heeft de meeste smaak en geur van vanille en wordt vaak gebruikt in de voedingsmiddelen-, farmaceutische en cosmetische industrie. Volgens het tijdschrift The Guardian, dat fragmenten publiceerde van een interview met Joanna Sandler van de Universiteit van Edinburgh, die het onderzoeksproject leidde, wordt 85%van de vanilline momenteel gesynthetiseerd uit chemicaliën die zijn afgeleid van fossiele brandstoffen. {} De vraag naar vanilline blijft echter stijgen. Daarom is dit een belangrijke ontdekking, zowel vanwege de toename van de vraag, maar nog belangrijker vanwege een oplossing met voordelen voor het milieu. {}
De milieuvervuiling veroorzaakt door kunststoffen is een van de grootste milieurampen. Een bijzondere bedreiging vormen microdeeltjes van kunststoffen, die een diameter hebben van minder dan 5 millimeter. Ze zijn te vinden in waterlichamen, maar accumuleren ook in levende organismen zoals vissen, plankton en het menselijk lichaam. Dit probleem is aangepakt door het onderzoeksteam van dr. Piotr Biniarz van de Wrocław Universiteit voor Milieu- en Levenswetenschappen. Hun onderzoek bestaat uit het vinden van micro-organismen die op natuurlijke wijze plastics afbreken dankzij de enzymen die ze bezitten. Omdat dit proces echter meestal inefficiënt is, is het de bedoeling om hun enzymen te klonen in snelgroeiende gisten (Yarrowia lipolytica). Deze organismen zullen niet alleen efficiënter enzymen kunnen produceren, maar ook kunnen groeien op gemeentelijk afvalwater of afval, zodat microverontreinigingen hier rechtstreeks uit kunnen worden verwijderd.{}
De Nobelprijs voor de Scheikunde werd dit jaar toegekend aan David MacMillan en Benjamin List 'voor de ontwikkeling van asymmetrische organische katalyse'. Organokatalyse is een uniek hulpmiddel voor het bouwen van moleculen. Tot deze ontdekking werd aangenomen dat er slechts twee soorten katalysatoren waren, oftewel stoffen die het verloop van chemische reacties versnellen. Dit zijn enzymen en metalen. Wetenschappers hebben echter onlangs het bestaan aangetoond van asymmetrische organische katalyse, waarbij gebruik wordt gemaakt van kleine organische moleculen. Organische katalysatoren kenmerken zich door een stabiel skelet van koolstofatomen, waaraan chemische groepen met een hogere activiteit zich kunnen hechten. Ze kunnen elementen bevatten zoals zwavel, stikstof, zuurstof of fosfor. Ze zijn veel kleiner dan enzymen, wat hun productie vergemakkelijkt. Deze eigenschappen maken de katalysatoren milieuvriendelijker, maar ook relatief goedkoop te produceren. Asymmetrische organische katalyse heeft zich sinds 2000 ontwikkeld en David MacMillan en Benjamin List zijn de duidelijke leiders op dit gebied. Hun ontdekking heeft nieuw licht geworpen op veel conventionele industriële processen en aangetoond dat organische katalyse in veel chemische reacties kan worden gebruikt. Het is zeer efficiënt en kan de productie van bijna alles ondersteunen, van moderne farmaceutische producten tot de moleculen die verantwoordelijk zijn voor het opvangen van licht in fotovoltaïsche cellen. Deze ontdekking heeft absoluut een revolutie teweeggebracht in de wereld van wetenschap en technologie. {} {}
Een onderzoeksgroep bestaande uit wetenschappers uit Chicago en Missouri wilde een materiaal ontwerpen dat gevoelig is voor het waarnemen van omringende stimuli en zich daaraan aanpast. Omdat het eigenschappen heeft die niet aanwezig zijn in natuurlijk voorkomende materialen, behoort het tot de groep van zogenaamde metamaterialen. Het is gemaakt van piëzo-elektrische elementen die worden bestuurd door elektrische circuits. Het kan worden gebruikt om een gespecialiseerd circuit te vormen dat informatie verwerkt. Bovendien zorgt elektrische energie ervoor dat het kan bewegen en van vorm kan veranderen. Deze elementen zorgen ervoor dat het externe prikkels kan waarnemen en zich daaraan kan aanpassen. Zoals de makers zelf zeggen, kan dit materiaal beslissingen nemen zonder menselijke tussenkomst. Een dergelijk metamateriaal zou heel goed kunnen werken in de luchtvaart, de ruimtevaartindustrie, de geneeskunde en op vele andere gebieden. {} {}
Kunststoffen zouden een revolutie teweegbrengen onder de beschikbare materialen. Ondanks hun vele voordelen zijn ze echter ook een van de grootste problemen geworden die onze planeet bedreigen. Daarom wordt het onderzoek naar groenere alternatieven voortgezet. Chinese wetenschappers hebben een uniek plasticachtig materiaal ontwikkeld, waarvan een van de belangrijkste componenten zalmzaad is. Dit werd bereikt door twee strengen zalm-DNA te combineren met een chemische stof afgeleid van plantaardige olie. Het resultaat is een sponsachtige, gelachtige substantie: een hydrogel. De resulterende hydrogel wordt gevriesdroogd en er wordt vocht uit verwijderd, waardoor het in verschillende vormen kan worden gegoten. Bij de productie van dit bioplastic kan tot 97%minder CO2 worden uitgestoten dan bij de productie van traditioneel polystyreenplastic. Bovendien zal het recyclebaar zijn met behulp van DNA-verterende enzymen. Uiteindelijk kan het ook in water worden ondergedompeld, zodat het weer een hydrogel wordt. Dit soort bioplastics vertegenwoordigen een kans voor de toekomst van de plasticindustrie en om de vervuiling op onze planeet te verminderen. {}
Italiaanse onderzoekers hebben een nieuw smeermiddel op grafeenbasis ontwikkeld dat kan worden gebruikt in auto's en motorfietsen. Met name de toevoeging van grafeen heeft gezorgd voor een grotere stabiliteit van olie, wat bovendien helpt de wrijving tussen motoronderdelen te verminderen. Deze gunstige eigenschappen zorgen ervoor dat de onderdelen warm worden en bovendien minder snel slijten. Grafeen heeft het potentieel om een alternatief te worden voor traditioneel gebruikte olie. Dit maakt olie minder giftig voor het milieu en maakt het ook gemakkelijker om te verwijderen of te recyclen. Het smeermiddel heeft de eerste tests al ondergaan, waarbij het op een veelbelovend niveau presteerde. Daarom wordt er verder onderzoek gedaan om deze grafeeninnovatie naar commerciële toepassingen te brengen. {}
{} https://dzienniknaukowy.pl/nowe-technologie/nowy-sposob-na-przezroczyste-drewno-ktore-mogloby-zastapic-szklo-w-naszych-oknach
{} https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abd7342
{} https://cordis.europa.eu/article/id/429178-translucent-touch-sensitive-wood-biomaterials-revolutionising-wood-in-construction-and-beyond/pl
{} https://cordis.europa.eu/article/id/430550-an-innovative-sustainable-ink-for-printing-digital-porcelain/pl
{} http://www.kostasdanas.com/erc-magneto/
{} https://cordis.europa.eu/article/id/434341-magnetic-polymers-set-to-be-a-material-of-the-future/pl
{} https://www.nature.com/articles/s41598-020-69273-8#Sec9
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/sredniowieczna-mikstura-odtworzona-w-laboratorium-niszczy-lekooporne-bakterie
{} https://www.theguardian.com/environment/2021/jun/15/scientists-convert-used-plastic-bottles-into-vanilla-flavouring
{} https://forsal.pl/biznes/ekologia/artykuly/8191441,naukowcy-przetwarzaja-plastikowe-butelki-na-aromat-waniliowy.html
{} https://perspektywy.pl/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=6413:drozdze-zjadajace-plastiki-naukowcy-z-upwr-pomoga-planecie&catid=24&Itemid=119
{} https://www.focus.pl/artykul/nagroda-nobla-2021-nobel-z-chemii-za-genialne-narzedzie-do-budowania-czasteczek-211006123039
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2021/press-release//p>
{} https://www.chip.pl/2021/12/material-reaguje-na-bodzce-technologie-stealth/
{} https://www.nature.com/articles/s41467-021-26034-z
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/naukowcy-stworzyli-ekologiczny-plastik-z-nasienia-lososia
{} https://cordis.europa.eu/article/id/429711-graphene-based-lubricant-boosts-engine-performance/pl
We hebben een moeilijk jaar achter de rug, dat we vooral zullen associëren met de COVID-19-pandemie. Gelukkig is de wetenschap verder gegaan en zijn er in deze periode ook veel uitzonderlijke ontdekkingen gedaan. Laten we daarom enkele van de belangrijkste gebeurtenissen voor de wereld van de scheikunde samenvatten, die een impact zullen hebben op onze toekomst en verdere ontwikkeling van de wetenschap.
Een telescoop die het mogelijk maakte om uiterst gedetailleerde foto's van de zon te maken, is op Hawaï gebouwd door de National Science Foundation (NSF) , een Amerikaanse overheidsinstantie. Het is de grootste telescoop ter wereld en heeft een zonnespiegel van 4 meter. De foto's die ermee worden gemaakt, hebben een nieuw tijdperk in de studie van de zon ingeluid. Het zal weersvoorspellers in staat stellen geomagnetische stormen nauwkeuriger te voorspellen en beter te begrijpen wat het kosmische weer beïnvloedt. {}
Hoewel de eerste gevallen van COVID-19 in november 2019 werden waargenomen, bestempelde de Wereldgezondheidsorganisatie deze op 11 maart 2020 als een pandemie. De ziekte veroorzaakt door het SARS-CoV-2- virus schokte de hele wereld. Nieuwe aanbevelingen en bevelen hebben onze dagelijkse realiteit veranderd. Een belangrijke rol is gespeeld door chemicaliën zoals ontsmettingsmiddelen , die een belangrijk wapen bleken te zijn in de strijd tegen de verspreiding van de ziekte. De chemische industrie speelde ook een belangrijke rol in de medische en farmaceutische sector door artsen te ondersteunen in hun strijd tegen de ziekte.
Op 8 april 2020 publiceerde Nature een artikel waarin het bestaan van bacteriën wordt bewezen met enzymen die in staat zijn plastics af te breken en er eenvoudige elementen van te maken. Tijdens de vertering maakt stam 201-F6 b van Ideonella sakaiensis het mogelijk materiaal terug te winnen dat opnieuw kan worden gebruikt bij de synthese en productie van kunststoffen van dezelfde kwaliteit als die verkregen via petrochemische processen. Deze methode wordt langzaam geïmplementeerd in de industrie en over een paar jaar zouden we gerecyclede flessen moeten kunnen kopen die met deze methode zijn vervaardigd. {}
Wetenschappers hebben een zeer precieze technologie ontwikkeld die het mogelijk maakt kleine gaatjes te maken in deeltjes ter grootte van een atoom . Het doel is om de productie van fotonische en elektronische nanoapparaten te ondersteunen. Onderzoek beschrijft een thermomechanische techniek die het mogelijk maakt om 2D-materialen te snijden met behulp van een verwarmde scannende nanotip. Deze methode maakt het mogelijk om willekeurig gevormde sneden te maken met een resolutie van 20 nm in monolaag 2D-materialen. {}
Al meer dan 100 jaar vermoeden wetenschappers het bestaan van metaaletende bacteriën. Ze konden het echter tot nu toe niet bewijzen. De ontdekking werd gedaan door microbiologen van Caltech (California Institute of Technology). Dr. Jared Leadbetter deed onderzoek op basis van mangaan. Toen hij klaar was, plaatste hij een glazen pot die hij had gebruikt in de gootsteen om te laten weken. Toevallig en omdat hij de campus moest verlaten, heeft de pot enkele maanden in het water gelegen. Toen Leadbetter terugkeerde, ontdekte hij dat het vat bedekt was met een donker residu, dat geoxideerd mangaan bleek te zijn, gegenereerd door de bacteriën die in leidingwater leven. Uitgebreid onderzoek heeft aangetoond dat de bacterie mangaan kan gebruiken voor chemosynthese . Het is het eerste bekende geval waarin bacteriën mangaan als energiebron gebruiken . Het is een revolutionaire stap voor de wetenschap, die grotendeels heeft bijgedragen aan ons begrip van natuurlijke elementaire cycli. {}
De unieke vissen in kwestie zijn echte meesters in camouflage. Hun zwarte buitenkant absorbeert 99,95 procent van alle fotonen . Deze vissen zuigen letterlijk al het licht op, zodat we zelfs onder een sterke spotlight alleen hun silhouetten tegen donker water kunnen zien. Karen Osborn, een onderzoekszoöloog bij het Smithsonian's National Museum of Natural History, en haar team ontdekten 16 vissoorten die eruit zien alsof ze bedekt zijn met Vantablack, het donkerste materiaal dat de mens kent, dat 99,96 procent van het licht absorbeert. {}
Emmanuelle Charpentier en Jennifer A. Doudna kregen de Nobelprijs voor de ontwikkeling van een methode voor genoombewerking . Ze ontdekten precieze ‘genetische scharen’ die het bijvoorbeeld mogelijk zouden kunnen maken om nieuwe kankertherapieën te ontwikkelen. De methode werd in 2012 ontdekt en betekende een wetenschappelijke doorbraak. {}
Wetenschappers zijn erin geslaagd de kortste tijdseenheid te meten, bekend als de zeptoseconde . Het werd gemeten tijdens de observatie van een lichtdeeltje dat een waterstofmolecuul kruist. Het duurde 247 zs (zeptoseconden). Er werd besloten dat één zeptoseconde 10-21 seconde was . Metingen werden uitgevoerd door een team van natuurkundigen onder leiding van professor Reinhard Dörner van de Goethe Universiteit in Frankfurt am Main, Duitsland. {}
Andere prijzen die dit jaar werden toegekend, waren onder meer die van de Foundation for Polish Science (ook wel de Poolse Nobelprijs genoemd). Op het gebied van de chemie werd de prijs toegekend aan professor Ewa Górecka van de Universiteit van Warschau “ voor het verkrijgen van vloeibaar-kristalmaterialen met een chirale structuur gemaakt van niet-chirale moleculen. ” {}
Wetenschappers van de Australian National University (ANU) zijn erin geslaagd een diamant te creëren door simpelweg hoge druk uit te oefenen en zonder de omgevingstemperatuur te verhogen . Ze verkregen twee soorten diamant . Eén daarvan was een typische steen, die na het snijden op een ring kon worden gebruikt. Het tweede type werd lonsdaleiet genoemd, een vorm die in de natuur voorkomt nadat een meteoriet de aarde heeft ingeslagen. De mogelijkheid om zo snel en op kamertemperatuur een diamant te creëren opent meerdere mogelijkheden, ook voor de industrie . {}
{} https://edition.cnn.com/2020/01/29/world/sun-image-inouye-telescope-scn/index.html
{} https://www.nature.com/articles/s41586-020-2149-4
{} https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202001232
{} https://www.nature.com/articles/s41586-020-2468-5.epdf
{} https://www.scimex.org/newsfeed/ultra-black-fish-are-praktisch-invisible
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/press-release/
{} https://aktuelles.uni-frankfurt.de/forschung/physik-zepto-sekunden-neuer-weltrekord-in-kurzzeit-messung/
{} https://www.fnp.org.pl/nagrody-fundacji-na-rzecz-nauki-polskiej-2020-przyznane/
{} https://edition.cnn.com/2020/11/19/world/diamonds-room-temperature-scli-intl-scn/index.html
We hebben een heel bijzondere tijd achter de rug, want vorig jaar was het 150 jaar geleden dat Dmitri Mendelejev het periodiek systeem ontdekte. Om deze mijlpaal in de chemie te eren, heeft de Algemene Vergadering van de Verenigde Naties (VN) en UNESCO 2019 uitgeroepen tot "Internationaal Jaar van het Periodiek Systeem van Chemische Elementen (IYPT2019)". Kijk in verband met dit evenement eens naar onze Facebook-fanpagina , waar we een unieke wedstrijd hebben georganiseerd over de kennis van de elementen en het periodiek systeem. Naast een bijzonder jubileum stond dit jaar vol nieuwe ontdekkingen. We hebben de 10 meest interessante geselecteerd, waaronder bijvoorbeeld spectaculaire resultaten van onderzoek naar de nieuwe toestand van de materie, de methode om zonlicht te gebruiken om brandstoffen te produceren of cyclokoolstof te creëren. Hieronder vindt u een kalender met de 10 meest interessante chemische ontdekkingen en evenementen van 2019.
De FCC moet vier keer groter en vele malen krachtiger worden dan de Large Hadron Collider (LHC) . De versnellers maken het mogelijk de elementen te onderzoeken die ontstaan door de botsing van stromen versnelde elementaire deeltjes . Een versneller met een grotere omvang en een groter vermogen kan ons in staat stellen nog onbekende vormen van materie te ontdekken en de reeds bekende vormen grondiger te onderzoeken. {}
Wetenschappers van de Universiteit van Oxford en IBM Research in Zürich presenteerden in een publicatie in het tijdschrift "Science" hoe je een ring kunt maken die bestaat uit 18 koolstofatomen . Deze relatie is tot stand gekomen door een innovatieve methode om afzonderlijke atomen te manipuleren . Een van de ontdekkers van cyclokoolstof was de Pool Dr. Przemysław Gaweł van de Universiteit van Oxford. {}
Wetenschappers van de Technische Universiteit van Wenen ontdekten dat het eerder waargenomen effect van het vernietigen van kankercellen met behulp van langzame elektronen mogelijk is. Door gebruik te maken van de interatomaire ontbinding van Coulomb kan het ion extra energie overbrengen naar de omringende atomen. Als gevolg hiervan komen er enorm veel elektronen vrij, met voldoende energie om DNA-schade aan kankercellen te veroorzaken. {}
Een team wetenschappers van de Universiteit van Edinburgh voerde computersimulaties uit om de zogenaamde " toestand van de gesmolten keten " verder te onderzoeken. De tests werden uitgevoerd op 20.000 kaliumatomen onderworpen aan een druk van 20.000 tot 40.000 atmosfeer en een temperatuur van 126 tot 526 graden Celsius. De resultaten toonden aan dat de gecreëerde structuren een nieuwe staat vertegenwoordigen waarin twee onderling verbonden roosterstructuren worden gevormd. De waarneming is dat ketens oplossen in een vloeistof, terwijl de resterende kaliumkristallen tegelijkertijd in vaste vorm zijn . {}
Wetenschappers van de CENTERA- onderzoeksagenda hebben samen met onderzoeksteams uit Frankrijk, Duitsland en Rusland een ontdekking gedaan die kan leiden tot de aanleg van nieuwe bronnen van vergeten terahertzstraling . Het zou afstembaar zijn met een magnetisch veld. De resultaten van deze onderzoeken zijn beschreven in Nature Photonics . {}
John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham en Akira Yoshino werden bekroond voor de ontwikkeling van lichte en ruime lithium-ionbatterijen . Deze uitvinding staat algemeen bekend als lithium- ionbatterijen . Hun creatie bracht een revolutie teweeg in de wereld en, zoals de leden van het Nobelcomité opmerkten, “legden zij de basis voor een draadloze, fossiele-brandstofvrije samenleving ”. {}
De winnaar van de Foundation for Polish Science Award (de zogenaamde Poolse Nobelprijs) is professor Marcin Drąg van de Faculteit Scheikunde van de Technische Universiteit van Wrocław. Professor werd gewaardeerd “voor het ontwikkelen van een nieuw technologisch platform voor het verkrijgen van biologisch actieve verbindingen , vooral proteolytische enzymremmers .” {}
Wetenschappers van de Universiteit van Kopenhagen rapporteren in ‘Nature Communications’ over het vinden van een DNA- fragment van een prehistorische inwoner van Scandinavië in een stuk berkenteer waarop ze kauwde. Op basis van deze ontdekking werd het volledige vrouwelijke genoom gereconstrueerd . Het artefact dateert van 5700 jaar geleden. {}
Onderzoekers van de Nanyang Technological University of Singapore (NTU Singapore) hebben een methode ontdekt die plastic afval met behulp van zonlicht kan omzetten in chemicaliën . Een team wetenschappers heeft onderzoek gedaan naar een mengsel van kunststoffen met hun katalysator in een oplosmiddel, waardoor het gebruik van lichtenergie mogelijk is. Hierdoor werden opgeloste kunststoffen omgezet in mierenzuur . Dit zuur wordt in brandstofcellen gebruikt om elektriciteit te produceren. Deze ontdekking is gericht op het ontwikkelen van duurzame methoden om zonlicht te gebruiken voor de productie van brandstoffen en andere chemische producten . {}
Aleksandra Fliszkiewicz, een student aan de Technische Universiteit van Warschau, ontwikkelde een lichtzwaard als onderdeel van haar technische werk, geïnspireerd op het 8e deel van "Star Wars" . Het is gemaakt met behulp van een groene laser en een lens ontwikkeld door Poolse wetenschappers, het zogenaamde "lichtzwaard" , dat het licht in een sectie focust. De lens, waarvan de geometrie in 1990 werd ontwikkeld aan de Technische Universiteit van Warschau, zou nu ook nieuwe oplossingen in de oogheelkunde moeten brengen, zoals de creatie van intraoculaire implantaten voor mensen na een staaroperatie , die klinisch worden getest. {}
{} https://www.bbc.com/news/science-environment-46862486?ns_campaign=bbcnews&ns_mchannel=social&ns_source=facebook&ocid=socialflow_facebook&fbclid=IwAR3th4hAdlz5ww5JJdTnn5b3MJv5PxVP8inCpYaNlRBjA3FaCq-1Y5SPzcs
{} https://science.sciencemag.org/content/365/6459/1299
{} https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190822101429.htm
{} https://www.nationalgeographic.com/science/2019/04/new-phase-matter-confirmed-solid-and-liquid-same-time-potassium-physics/
{} https://www.fnp.org.pl/w-poszukiwaniu-nowych-zrodel-promieniowania-terahercowego/
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/laureci-nagrody-fnp/
{} https://healthsciences.ku.dk/newsfaculty-news/2019/12/ancient-chewing-gum-yields-insights-into-people-and-bacteria-of-the-past/
{} https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191211100331.htm
{} http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C80037%2Cna-politechnice-warszawskiej-powstal-laserowy-miecz-swietlny.html
