Twee weken geleden werden we gemaild door de redactie van het VARA-programma Kassa. Ze stuurden ons een lijst met de ingrediënten van tien verschillende glasreinigers, met de vraag of wij die konden duiden. Tuurlijk! We hebben netjes alle ingrediënten gecategoriseerd en terug gemaild. Onze lijst vind je onderaan deze post. Daarbij hebben we het volgende opgemerkt:
(…) [We hebben] eens naar de lijst met de samenstellingen gekeken, en je ziet inderdaad de nodige verschillen. Maar wat wel opvalt, is dat bijna alle glasreinigers de volgende soorten stoffen bevatten:
1) zeep (voor het verwijderen van vetten e.d.),
2) geurstoffen (vaak aangeduid als “parfum”, soms wordt ook nog specifiek iets als “limoneen” genoemd),
3) en vaak ook nog conserveermiddelen om de houdbaarheid van het product te verbeteren.
Op zich kun je aan een dergelijke lijst ingrediënten niet per sé zien of het ene product beter is dan het andere. De gebruikte termen zijn vaak erg algemeen, of duiden zelfs een hele klasse stoffen aan. Verder hoeft ook lang niet alles op de verpakking van een product vermeld te worden.
Vorige week werden we gebeld: of we in de studio wilden komen om wat vragen te beantwoorden. Tuurlijk! Live in de uitzending: zaterdagavond 16 maart, 2013, om 19.05h op Nederland 1. Hier vind je het item over glasreinigers. De hele uitzending kun je terug vinden op Uitzending Gemist of de Kassa-site.
AH
Zeep: Anionogene oppervlakteactieve en niet-ionogene oppervlaktenactieve stoffen (minder dan 5%).
Elk jaar reikt Unilever aan de student met de beste masterthesis van iedere universiteit, een prestigieuze prijs uit. Dit jaar won onze eigen Mark voor de Universiteit Utrecht. Vele lovende woorden vielen hem ten deel. Onder andere zijn achterlijk hoge cijfers werden geprezen. Met het oog op de Scheikundejongens, werd hij ambassadeur van de Nederlandse scheikunde genoemd. Alles bij elkaar hele eer.
Zaterdag 6 oktober was het weer tijd voor het jaarlijkse nerdfeestje in Science Center NEMO in Amsterdam. Tijdens Night of the Nerds kon je clinics volgen, nerdtalks beluisteren en experiences ondergaan. Natuurlijk waren wij er ook dit jaar bij.
Het viel op dat het programma bij deze derde editie wat minder vol was dan voorgaande jaren, maar gelukkig kon je je nog steeds goed vermaken. Bij een nerdtalk van Microsoft hebben we kunnen vaststellen dat de Scheikundejongens-blog het prima doet onder Windows 8, bij de stand van Food, Jazz & DJ’s konden we genieten van de meest wilde smaken, en bij de nerdquiz werd ons nerdgehalte op de proef gesteld. Hieronder een kort fotoverslag.
Heb je al dit moois gemist? Niet getreurd, want aanstaande zaterdag (20 oktober) is er nóg een kans! Dan vindt namelijk Nerds on Stage plaats in de Rotterdamse Schouwburg, met supervette clinics, experiences en groot feest. We zien je daar!
Update: helaas blijkt dat Nerds on Stage a.s. zaterdag niet kan plaatsvinden en is doorgeschoven naar het voorjaar van 2013. Super jammer! We houden je op de hoogte.
Deze column verscheen vorige week in Chemie Magazine, het maandblad van de Vereniging van de Nederlandse Chemische Industrie (VNCI).
Aldo Brinkman is promovendus aan de TU Delft. Daar doet hij onderzoek naar veldeffect-transistorsensors. Samen met Mark Vis, promovendus aan de Universiteit Utrecht, blogt hij op www.scheikundejongens.nl.
Zal de chemie in Nederland uitsterven? Een belachelijke vraag. Toch kom ik die steeds vaker tegen op blogs, LinkedIn, conferenties en documentaires. Is dit net zoiets als vragen of Frankrijk wel een vakantieland blijft? Laat ik kort uitleggen welk probleem mensen vrezen, en wat volgens mij het échte gevaar is.
Een reden voor dit uitsterven is dat er te weinig bètastudenten zouden zijn, plus dat het er steeds minder worden. Studenten zijn namelijk de onderzoekers van de toekomst, dus als er nu te weinig goede studenten in Nederland zijn, zijn er over enkele decennia te weinig (Nederlandse) onderzoekers. Dan zal het vanzelf slechter gaan met de chemische industrie. Ondertussen maakt het kabinet studeren duurder met langstudeerboetes, het afschaffen van de studiefinanciering voor masterstudenten en duurdere tweede masters. Dat begrijp ik niet, want tegelijkertijd wordt er gepocht dat Nederland een kenniseconomie is.
Een andere reden is dat Nederlandse studenten de verkeerde eigenschappen zouden hebben. Tot op heden heb ik alleen nog geen duidelijke lijst van talenten kunnen vinden die de typische Nederlandse bèta zou moeten bezitten. Ja, van die vage skills als leiderschap, initiatiefrijk en creativiteit. Maar maakt dat een student tot een betere wetenschapper of tot een beter mens?
Wat voor soort onderzoekers zijn er nodig voor een rooskleurige toekomst? Hier bij mij op het lab werken drie soorten promovendi: 1) De buitenlandse student. Deze soort onderzoeker zal alleen naar Nederland blijven komen, als er genoeg geld voor hem is. 2) De Nederlandse student die altijd in Nederland zal blijven. Studenten zoals deze zullen het de komende tijd erg lastig krijgen door bezuinigingen en hij zal nog maar moeten afwachten of de Nederlandse kenniseconomie over vijf jaar nog wel iets voorstelt. 3) De flexibele Nederlandse student die met het grootste gemak naar het buitenland verhuist. Deze laatste is de vleesgeworden investering die als water door de vingers weg sijpelt. Op dit moment zijn er genoeg slimme onderzoekers in Nederland, maar als die niet actief tevreden worden gehouden, vertrekt een gedeelte naar het buitenland.
Terugkerend op de vraag: bestaat de Nederlandse chemie over twintig jaar nog? Ja, natuurlijk. De laboratoria van nu zijn geschikt en de chemici zijn slim. Al moeten beleidsmakers goed begrijpen dat een goed lab opbouwen tijd kost. De chemie blijft goed door internationale reputatie, ervaringen van de vaste onderzoekers en de langdurig goede sfeer. Het opheffen kan in no time. Vergelijk het met de Tibetaanse zand-mandala’s: prachtige kunstwerken van gekleurd zand die door boeddhistische monniken worden gestrooid. Het maken kost ervaring, geduld en rust. Ze vernietigen kan iedere politicus in een oogwenk.
Op YouTube kwam ik het kanaal van MinutePhysics tegen. Wekelijks wordt hier in enkele minuten een onderwerp uit de natuurkunde uitgelegd met behulp van leuke tekeningen. Hoewel de onderwerpen misschien strikt genomen alleen maar natuurkundig zijn, hebben genoeg filmpjes ook chemisch tintje. Neem bijvoorbeeld het filmpje hieronder, over hoe Einstein het bestaan van atomen en moleculen afleidde aan de hand van de Brownse beweging van colloïden.
Eén van mijn andere favoriete filmpjes legt uit wat vuur is, waarom het een bepaalde kleur heeft en waarom een vlam zo’n karakteristieke vorm heeft. Daar hebben we ook al eens over geschreven. En over hoe je een groene vlam kunt maken.
En omdat het internet niet zonder lolcats kan, tot slot een filmpje over Schrödinger’s kat. Al weet ik niet of die kat wel zo blij is.
MinutePhysics is de laatste tijd erg populair geworden en heeft al ruim 210.000 abonnee’s op YouTube. Dat is drie keer meer dan Periodic Video’s!
In de bonus: de maker van de MinutePhysics-filmpjes gaf laatst een lezing over goede en slechte informatieve video’s op YouTube. Bekijk die hier.
Vorige week kwamen er twee scholieren langs bij ons op het lab. Ze wilden voor hun profielwerkstuk de reologische eigenschappen van mayonaise, ketchup en maïzena onderzoeken. Reologie is het vakgebied dat zich bezighoudt met hoe vloeistoffen stromen. Over de bijzondere reologische eigenschappen van maïzena hebben we al eens wat geschreven. Maïzena wordt meer stroperig wanneer het sneller stroomt. Zo kun je dus snel over een bak met maïzena lopen, maar zak je er in weg wanneer je te lang op één plek blijft staan. In de reologie wordt dat shear thickening genoemd. Bij pek en silly putty gebeurt hetzelfde, terwijl bij ketchup en mayonaise het tegenovergestelde gebeurt. Ketchup en mayonaise gaan juist steeds gemakkelijker bewegen wanneer ze sneller stromen. Dat heet shear thinning.
Het begrip “stroperigheid” wordt in de reologie viscositeit genoemd. De viscositeit van een vloeistof is niets meer dan de verhouding tussen de kracht die nodig is om een vloeistof te laten stromen, en de snelheid waarmee het stroomt. De viscositeit van een vloeistof heeft niet per sé één vaste waarde, maar kan dus afhangen van de snelheid waarmee de vloeistof stroomt.
Terug naar de scholieren. Zij wilden de reologische eigenschappen van een aantal stoffen bestuderen. Samen met een collega en de scholieren hebben we daarom een aantal van die stoffen met een reometer geanalyseerd. Dat is een apparaat dat een bepaalde kracht uitoefent op een stof, en dan meet hoe snel het beweegt (of omgekeerd). We hebben die metingen gedaan met mayonaise en ketchup. Maïzena hebben we ook geprobeerd, maar omdat dit snel uitzakt waren er geen betrouwbare metingen mogelijk. De resultaten zie je hieronder.
Bij een toenemende stroomsnelheid, neemt de benodigde kracht naar verhouding steeds minder toe. Mayonaise en ketchup zijn allebei dus inderdaad shear thinning, en we kunnen ook concluderen dat ketchup in algemeen een stuk gemakkelijker stroomt dan mayonaise. Omdat we de stroomsnelheid en kracht over een heel groot gebied hebben gemeten, is het echter nuttiger om deze resultaten op een dubbele log-schaal weer te geven, zoals hieronder, zodat je beter kunt zien wat er gebeurt. Uit de shear stress en shear rate kun je ook de viscositeit berekenen. Dat is wat er in onderstaande grafiek uitgezet staat. Zoals je kunt zien, neemt de viscositeit over het gemeten gebied met een factor honderdduizend af, zowel voor mayonaise als voor ketchup. Dit gedrag wordt veroorzaakt door de microscopische structuur van de producten. Daarmee bedoelen we niet uit welke atomen en moleculen het bestaat, maar juist hoe die moleculen zich op een schaal van micrometers ordenen. Mayonaise is bijvoorbeeld niet een homogene oplossing van water en olie (want water en olie lossen niet in elkaar op), maar bestaat juist uit kleine oliedruppeltjes die verspreid liggen in het water. Dat kun je op onderstaande microscopie-afbeelding goed zien. De bolletjes zijn enkele micrometers groot, bestaan uit olie, en zijn omgeven door water.
Zoals je hieronder kunt zien, ziet ketchup er juist weer heel anders uit onder een microscoop. Ook ketchup is geen homogeen mengsel, maar bestaat uit grote korrels van enkele tientallen micrometers (zetmeel), enkele stukjes celwand en vezels, samen met wat kleinere donkere spikkeltjes (onoplosbaar materiaal) en rode stukjes (lycopeen, de kleurstof afkomstig uit tomaat) in een waterige omgeving. Ketchup is een stuk minder geconcentreerd dan mayonaise en daarom waarschijnlijk minder viskeus. Ook is duidelijk dat we hier te maken hebben met goedkope ketchup: in kwalitatief goede ketchup zit namelijk vooral tomatenpuree en geen vulstoffen.
Tot slot hebben we nog de maïzena. Hoewel we daaraan geen reologische metingen hebben (kunnen) verrichten, konden we het wel onder een microscoop bekijken. Daarop is te zien dat het bestaat uit zetmeelkorrels van zo’n 10–20 µm.
De vraag is nu natuurlijk: hoe veroorzaakt een bepaalde microscopische structuur een specifieke reologie? Op die vraag is geen algemeen geldend antwoord te geven, want dat is afhankelijk van een groot aantal factoren: de vorm en afmetingen van de deeltjes, de concentratie ervan, de interacties tussen die deeltjes, en zo voort. De oliedruppeltjes uit de mayonaise zijn bijvoorbeeld in hoge concentratie aanwezig, maar de zetmeelkorrels in maïzena ook. Toch vertoont maïzena shear thickening en mayonaise shear thinning. Dat kan een aantal oorzaken hebben: het zou bijvoorbeeld zo kunnen zijn dat de oliedruppeltjes gemakkelijk vervormen. Als de vloeistof gaat stromen, zouden ze een beetje kunnen ‘uitrekken’ zodat het water er gemakkelijker langs kan stromen. Maïzena bestaat uit harde korrels, dus daarbij kan dat niet.
Reologie is van groot praktisch belang om ervoor te zorgen dat allerlei producten op de juiste manier (al dan niet) stromen, en door de microscopische structuur van producten te veranderen, kunnen de reologische eigenschappen naar wens worden aangepast. Reologie is zeer geschikt als onderwerp voor je profielwerkstuk. Als jij zelf van plan bent om je profielwerkstuk hierover te houden, zoek dan vooral contact met een universiteit. Niet alleen kun je dan mooie experimenten doen, maar je ziet ook nog eens hoe het eraan toegaat op een échte onderzoeksgroep.
Wil je meer ideeën voor je profielwerkstuk? We hebben er een hele pagina over.
Met dank aan Dzina Kleshchanok voor de metingen en Hans Tromp voor info over ketchup.
Twee weken geleden belde een vriend van me: hij wilde graag een experiment doen, maar hij had wat hulp nodig. En een lab. En de chemicaliën. En het moest binnen een week. Op het eerste gezicht een goed idee, toch?
Gelukkig wilde hij geen crystal meth koken, maar een demonstratie voor op tv. Ik was direct enthousiast. In de eerste instantie. Want wat wilde die vriend van me? Goud oogsten. Jaja, goud oogsten. Uit oude elektronica. Gouden sieraden zijn om twee redenen duur: goud is zeldzaam en inert. Dat laatste betekent dat het nauwelijks reageert met andere stoffen. Zo weinig zelfs, dat goud erom bekend staat dat het alléén maar oplost in koningswater, terwijl voor het roesten van aluminium en ijzer wat buitenlucht en regenwater afdoende zijn. Dus op een chemische manier goud oogsten zal lastig zijn.
Maar goed, terug naar die vriend van me. Hij werkt bij de VPRO en hij is bezig met een pilot voor een nieuw wetenschappelijk-getint programma. Als het op tv komt, zullen we het jullie zéker laten weten. Op TV wil hij graag laten zien hoeveel goud er in oude elektronica zit. De proef zou als volgt werken: trek wat computers leeg en verzamel de goud-houdende componenten. Dat goud zit meestal op koperen contacten en op de printplaten, dus dat komt niet goed los. Doe alles in een groot vat sterk zuur (geconcenteerd salpeterzuur) zodat het koper en de printplaten oplossen. Spoel dat schoon, verbrijzel het schroot en herhaal de salpeterzuur-wasstap. Als het goed is, houd je daarna een poeder van onoplosbare materialen over, waaronder goud en printplaat. Breng het poeder over in een groot vat met koningswater en dan zou alleen het goud moeten oplossen. Filtreer, en in het beste geval zit je dan een extreem zure en giftige oplossing van goud. Breng dit op een wat minder agressieve pH en sla vervolgens het goud neer. Filtreren, wassen en tadaah! Zuiver goud!
De technicus van het lab heeft een kleine privéverzameling oude CPU's, printplaatjes en contactjes. Hier is een kleine selectie te zien. De hele verzameling is absoluut niet genoeg om aan het minimum van een gram te komen.
Helaas. Zo eenvoudig is het natuurlijk niet. Daar kwam ik ook pas later achter. De hoeveelheid goud op een printplaatje is minimaal. Tegenwoordig worden alleen vooral uiteindes van contactjes gecoat met een heel dun laagje goud. Vroeger zaten er hele lagen op de CPU van een computer, maar vind nu nog maar eens grote hoeveelheden oude CPU’s. En dan is die goudlaag in de CPU ook nog eens omgeven door keramiek. Een prettige hoeveelheid goud om mee te eindigen is een bolletje van, zeg, een halve centimeter in doorsnee. Dat is (niet toevallig) ongeveer een gram van ongeveer €40. Dan is er nog de veiligheid: ondanks dat er voor het oplossen van een gram zuiver goud nog geen milliliter koningswater nodig is, is er voor het oplossen van alle schroot toch meer dan een liter geconcentreerd salpeterzuur nodig. Voor een ervaren chemicus niet iets om voor terug te deinzen, maar om dat nou een onervaren presentator met een camerateam te laten doen… Daarnaast is het geen overbodige luxe om voor iedere oplosstap een dag uit te trekken.
Nog een opmerking voor mensen die dit thuis willen doen: het is het niet waard. Letterlijk, omdat de hoeveelheid chemicaliën die hiervoor nodig zijn zo duur zijn, en er is zóveel schroot nodig voor een enkele gram goud, dat het bijna niet rendabel is. Er zijn grote bedrijven (er zit er eentje in België, heb ik me laten vertellen) die edelmetalen terugwinnen uit elektronica, maar die oogsten dan ook direct 10 andere metalen. Het is veel rendabeler om op jacht te gaan naar koper. Tot slot moet je wel een debiel zijn om dit in je eigen keuken te doen. Tenzij je geen kinderwens hebt en ademhalen niet je hobby is.
Hoe is het nou afgelopen met die pilot? Een andere vakgroep hier aan de universiteit heeft ooit eens onderzoek gedaan naar het terugwinnen van edelmetalen uit oude elektronica. Daar hadden ze ook wat meer tijd beschikbaar, dus ik hem mijn vriend door moeten sturen. Helaas, want ik stiekem graag wat rond willen klooien in het lab. Het uitzoeken van de literatuur was in ieder geval een leuk avontuur. Ik weet nu wel dat goud sparen alleen een goed idee is, als je een getrainde chemicus bent.
De Scheikundejongens hebben weliswaar scheikunde gestudeerd, maar stiekem zijn we ook erg geïnteresseerd in natuurkunde. Op 17 en 18 januari was ik op de grootste natuurkunde-conferentie van Nederland: Physics@FOM Veldhoven. Samen met zo’n 1800 andere natuurwetenschappers luisterde en keek ik naar vele praatjes en posters gepresenteerd door medebezoekers.
Hét hoogtepunt van de gehele conferentie was de dinerlezing die werd gehouden door prof. Alain Aspect, een Franse natuurkundige die beroemd is geworden vanwege zijn experimenten op het gebied van kwantumverstrengeling. Dat is natuurlijk allemaal heel ingewikkeld, maar hij legde het fantastisch, begrijpelijk en met humor uit. Eén van de beste lezingen die ik ooit heb gehoord. Tot mijn grote vreugde bleek dat deze lezing ook gefilmd was, en dat ‘ie gewoon op YouTube staat. Aangezien er toch geen Elfstedentocht komt, is er nu dus alle tijd en rede om hem hieronder te bekijken. De lezing duurt ongeveer een uur en begint rond 4min45s. Enjoy.
De meeste wetenschap wordt gedaan in kleine groepjes. Ikzelf werk bijvoorbeeld vooral samen met een assistent-professor, twee of drie andere promovendi en misschien nog een post-doc of wat. Daarnaast zijn er natuurlijk nog de technici/analysten op het lab en mijn professor. Eigenlijk een aardig klein groepje om ideeën mee uit te wisselen. De meeste kennis haal ik natuurlijk uit wetenschappelijke artikelen. Het nadeel daarvan is dat het vinden van gerichte informatie heel erg lastig is. De meeste artikelen in mijn vakgebied behandelen namelijk iets wat ik nét niet wil. En als ik niet begrijp wat er in zo’n artikel staat, dan kan ik er niet zoveel mee.
Maar er is nóg een vorm van communicatie in de wetenschap: het symposium. Een grote groep wetenschappers met gelijke interesse komen één of meerdere dagen samen om naar lezingen te luisteren. Zo zijn er hele specifieke symposia speciaal voor organisch chemici die werken aan dendrimeren, maar er zijn ook grotere symposia voor een groter publiek. Eind vorig jaar bijvoorbeeld, deden we live verslag van CHAINS 2011, een symposium voor alle chemici in Nederland, georganiseerd door de grootste organisatie die onderzoeksgeld uitgeeft, NWO.
Zo is er ook jaarlijks een symposium voor scheikundestudenten uit Nederland: het PAC-symposium. Over een maand, 8 maart, kun je in Leiden een hele dag luisteren naar lezingen door interessante scheikundigen. Voor de meeste scheikundestudenten is dit een eerste kennismaking met het hele symposium-gebeuren. De lezingen zijn niet té ingewikkeld, het is vrij groot en elk jaar wordt er afgesloten met een gezamelijk diner. Ik vond het altijd érg leuk om naar dit symposium te gaan.
Vorig jaar kwam bijvoorbeeld The Professor van The Periodic Table of Videos spreken, Martyn Poliakoff. Dit jaar is het hoogtepunt Peter Atkins. De meeste scheikundigen kennen hem van de tekstboeken die hij schreef, met hits zoals daar zijn “Physical Chemistry” en “Inorganic Chemistry”. Klassiekers. En hij spreekt aan het einde van de dag, dus het zal een algemeen en licht praatje zijn. Ik verwacht een knaller.
Je kan je vanaf deze week hier opgeven voor het symposium. Het thema van dit jaar is “Breaking boundaries”, dus dat kan alle kanten opgaan. Voor het geld hoef je het niet te laten, omdat de dag zelf €5 kost voor scheikundestudenten die aangesloten zijn bij specifieke scheikundeverenigingen, plus €15 voor het optionele diner. Ik stel voor dat alle studenten zich zo snel mogelijk opgeven, want dit is echt een prachtige gelegenheid om kennis te maken met scheikunde-symposia.
Woensdag kregen de Scheikundejongens na vijf jaar studeren hun master-diploma. Dat betekent dat we nu geen studenten meer zijn, maar wat gaan we dan met ons leven doen? Het antwoord luidt: promoveren! Aldo gaat promoveren aan de TU Delft en Mark aan de Universiteit Utrecht. Daarom hebben we de over ons-pagina bijgewerkt. Ook hieronder kun je lezen wat we nu precies doen.
Over Aldo
Mijn naam is Aldo G. M. Brinkman en ik ben promovendus aan de Technische Universiteit Delft. Ik doe nu onderzoek naar veldeffect transistor-sensors. Stel je twee blokjes metaal voor, met daartussen een stukje geleidend materiaal. Je zou nu de elektrische eigenschappen van het tussenliggende materiaal kunnen meten door contact te maken met de blokjes metaal. Wat ik nu doe, is het tussenliggende materiaal zó kiezen, dat als er een bepaald (geladen) deeltje in de buurt komt, de elektrische eigenschappen die gemeten worden, veranderen. De twee metalen blokjes met daartussen een ander materiaal is de transistor en dat (geladen) molecuul zorgt voor het zogenaamde veldeffect. Samen vormt het de sensor. Helaas mag ik niet zeggen welke materialen ik gebruik of wat voor soort moleculen ik probeer te meten, totdat ik mijn bevindingen in een wetenschappelijk artikel heb gepubliceerd.
Als je mij persoonlijk wil volgen, kun je meer over mij lezen op mijn persoonlijke website.
Over Mark
Ik heet Mark Vis en ben promovendus aan de Universiteit Utrecht. Vier jaar lang doe ik onderzoek bij de vakgroep “Fysische en Colloidchemie” over het maken van emulsies zonder vet of olie. Veel voedingsmiddelen danken hun textuur aan het niet mengen van water en olie/vet. Mayonaise is bijvoorbeeld een sterk geconcentreerde emulsie van oliedruppeltjes in water. Mijn onderzoek gaat erover of stabiele emulsies ook zonder olie te maken zijn. Wellicht is dit mogelijk met biopolymeren zoals dextraan (een polysacharide) en gelatine (een bewerkt eiwit). Dextraan en gelatine lossen namelijk allebei goed op in water, maar mengen niet met elkaar wanneer ze opgelost zijn in water. Het is echter nog nooit goed gelukt om een stabiele emulsie van waterige dextraan-druppeltjes in een gelatine-oplossing te maken (of omgekeerd), en tijdens mijn onderzoek wil ik gaan bekijken of dat mogelijk is, en zo ja, hoe.
Aldo | 17 mrt 13 | Tags: 
Over Aldo
Over Mark
Laatste reacties