Kunst met Scheikunde

Je dacht dat de Scheikundejongens en hun fan(s) vreemd waren omdat ze voor hun lol een paar kristallen groeien? Gelukkig zijn er altijd mensen die het veel gekker maken. Neem de Britse kunstenaar Roger Hiorns. Meneer Hiorns is fan van kopersulfaat. Hij heeft hetzelfde gedaan als wij, maar dan op een iets grotere schaal. Hij heeft eerst een flat waterdicht gemaakt om deze vervolgens vol te gieten met een hete, verzadigde kopersulfaat oplossing. Daarna is het een kwestie van laten afkoelen, wachten en het water weg laten lopen. Het prachtige resultaat zie je hier, en meer info lees je hier en hier. Bekijk vooral ook onderstaande filmpjes!

Dit is hoe pentaceen eruit ziet

De hele scheikunde-blog-community heeft het erover! Er is een fantastisch experiment gedaan met ‘atoomkracht microscopy’ (AFM voor intimi). Ikzelf ben oprecht onder de indruk, omdat ik nog nooit zo duidelijk atomen kon onderscheiden op wat voor microscopie afbeelding van ook.

Voor hen die niet zo heel bekend zijn met al het gezeik dat komt kijken bij electronenmicroscopie en AFM: dit experiment is uitgevoerd bij 5 kelvin (dat is -268.15 graden C) en niet bij gewoon vacuüm, niet bij een hoog vacuüm, maar bij ultrahoog vacuüm! Een naald met een punt van ongeveer 1 atoom (soms per ongeluk 2 of 3 atomen) dik gaat langzaam over een oppervlak heen. Klassiek is dat een ongelooflijk vlak metaal. Een paar decennia geleden in 1989, toen AFM nog nieuw en hip was, heeft IBM dit plaatje gemaakt bij wijze van show off.

IBM
Een show off van IBM die zegt 'kijk eens hoe wij met losse atomen spelen'

Nu is er uit een samenwerking met het IBM Laboratorium in Zurich, Zwitserland en het Debye Instituut voor Nanomaterials Science van de Universiteit Utrecht een artikel in Science verschenen: “The Chemical Structure of a Molecule Resolved by Atomic Force Microscopy“. Hoe gaaf is dat? Dit is typisch een artikel waar bloed, zweet en tranen in zitten en waar alle tekst alleen interessant is voor de mensen die het na willen doen. Wat écht interessant is, is het volgende plaatje:

Afbeelding uit het beschreven artikel. Linksboven een computeranimatie van hoe wij theoretisch organische moleculen zien. Rechtsboven hoe je pentaceen zou zien met electronenmicroscopie. Over zien we zupergave afbeeldingen van pentaceen met de AFM.
Afbeelding uit het beschreven artikel. Linksboven een computeranimatie van hoe wij theoretisch organische moleculen zien. Rechtsboven hoe je pentaceen zou zien met electronenmicroscopie. Onder zien we supergave afbeeldingen van pentaceen met de AFM.

Dit lijkt een enorm suf plaatje, maar ik kan me niet herinneren dat de mens er ooit zo duidelijk in geslaagd is afbeeldingen van organische atomen te maken. Het linkeronder plaatje is het belangrijkst (en gaafste) uit het hele artikel. Voor de duidelijkheid: wat we hier gemeten hebben is de aantrekkingskracht tussen de punt van de naald van de AFM en het molecuul, minus de afstotingskracht tussen de naald en de individuele atomen.

Als wij aan organische moleculen denken, denken we meer aan de linksboven afbeelding. Linksonder is de werkelijkheid: de bolletjes (atomen) zijn wat meer uitgesmeerd en er is duidelijk meer ‘iets’ aan de uiteinden van het molecuul (want het is daar lichter) dan in het midden. Stel je voor, een duidelijker en directer bewijs van hoe pentaceen eruit ziet, is er gewoonweg niet. Diep respect voor de makers van de afbeelding. Wauw.

Dit is wat de mensen van de Periodic Table of Videos ervan vinden.

Kristallen kweken: de resultaten

Een tijdje terug schreven we over het groeien van kristallen. Nou is het vervelende van scheikundigen dat ze ergens niet alleen over willen schrijven, maar dat ze dat ook willen doen. En zo geschiedde: onze grootste fan Freddy begon met het groeien van mooie blauwe kopersulfaatkristallen (CuSO4 × 5 H2O, wit kopersulfaat bestaat ook, maar bevat geen kristalwater) en ondergetekende stortte zich op aluin.

Op onderstaande foto zie je drie kristallen, twee van aluin en een van kopersulfaat. De aluinkristallen zijn ongeveer een halve centimeter groot, het kopersulfaat kristal ongeveer een centimeter. Het is opmerkelijk dat de vrijwel alle aluinkristallen de hexagonale vorm van het kristal links hadden. Er is maar één kristal gevormd met de vorm van de middelste. Dat betekent dat dus dat aluin meerdere kristalroosters kan hebben!

Links en midden: aluin, rechts: kopersulfaat

Verder lezen Kristallen kweken: de resultaten