Wat houdt Nederlandse topwetenschappers anno 2011 bezig? Dat is te lezen in de Nederlandse Wetenschapsagenda van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen. Voor wat betreft het scheikundig onderzoek in Nederland liggen de uitdagingen op het gebied van energie, materialen, duurzaamheid en de moleculaire machinerie van het leven.

Quantumdots hebben potentie voor moleculair onderzoek in biologie en geneeskunde. Alleen zijn ze daar lastig te hanteren. Onderzoekers uit Twente en Singapore komen nu met een uitweg: geef de dots een celvriendelijke transparante kunststof coating.

Knutselen met DNA, dat is wat een team van Nederlandse en Amerikaanse onderzoekers gedaan heeft. Ze ontwierpen zelfbedachte structuren van DNA die zichzelf konden vermenigvuldigen. Dat is bijzonder, want nooit eerder is dit kunstje buiten een levende cel vertoond. Hoe kregen ze dit voor elkaar?

Het kon niet, maar toch was het zo. De ontdekking van de quasikristallen, die Daniel Shechtman dit jaar de Nobelprijs voor de Scheikunde oplevert, was eerst zó controversieel dat hij er zijn onderzoeksgroep voor moest verlaten. Omdat de kwaliteit van zijn werk onbetwistbaar bleek, kreeg de Israëlische materiaalwetenschapper toch zijn gelijk. De Nobelprijs vormt de ultieme wetenschappelijke erkenning.

Volgens Leidse biologen moeten we af van het idee dat de cel niets meer is dan een ‘zakje water met inhoud’. De cel beschikt waarschijnlijk ook over een reeks andere natuurlijke oplosmiddelen. Dat verklaart waarom sommige planten resistent zijn tegen extreme droogte en waarom zaadjes kunnen wachten met ontkiemen tot de omstandigheden gunstig zijn.

Scheuren in de weg, scheefgezakte fietspaden, weggezonken stoeptegels – voor wie in een veengebied woont is het een bekend beeld. Maar wellicht niet lang meer. Een nieuwe techniek, waarbij de bovenste laag van het veen chemisch versterkt en lichter gemaakt wordt, moet soelaas bieden.

Onregelmatigheden in industriële katalysatoren kunnen de omzetting van ruwe aardolie remmen. Dat concluderen scheikundigen van de Universiteit Utrecht deze week in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Materials.

Amsterdamse chemici hebben een nieuwe vaste katalysator ontwikkeld die twee elkaar tegenwerkende eigenschappen verenigt: zuur en basisch. De katalysator katalyseert eenpots-tandemreacties op een enzym-achtige manier.

Behalve goed voor je lijf is hardlopen ook goed voor je geest. Je wordt er blij en gelukkig van, zeggen veel lopers. Steeds meer wetenschappers geven hen gelijk. De oorsprong van het fijne gevoel ligt in de hersenen. Bij moleculen die je soms letterlijk ‘high’ kunnen maken.

Niemand is een nummer, maar in een wedstrijd kun je niet zonder. Deelnemersnummers worden gedrukt op veelzijdig synthetisch materiaal dat de beste eigenschappen van papier, folie en textiel combineert. Sterk, watervast, helderwit en goed bedrukbaar.

Wie hardloopt vergt nogal wat van het biochemische systeem in zijn lichaam. Een enorm complex systeem is dat. Maar als het gaat om de chemie van het hardlopen, dan bieden enkele basisprocessen verhelderend inzicht. Vooral in het belangrijkste probleem: verzuring.

In de zomer heeft hardlopen maar weinig om het lijf. Een kort broekje, een minuscuul hemdje, dat is het wel. Lekker luchtig. Maar al die blote huid in de zon, dat is gevaarlijk. Een goede zonnebrandcrème is onontbeerlijk. Speciale moleculen en materialen houden de zonnestraling tegen.

Chemie en kleding hebben een innige relatie. Die dateert al van vlak voor de Tweede Wereldoorlog, toen nylon kousen de benen van modebewuste Amerikaanse vrouwen sierden. Vandaag de dag is veel van ons textiel op zijn minst gedeeltelijk van synthetische oorsprong. En juist in de sport zijn de nieuwste generaties high-tech weefsels te vinden.

De hedendaagse hardloopschoen zou zonder chemie nergens zijn. Synthetische materialen zorgen voor een optimale combinatie van performance en laag gewicht. Vocht- en temperatuurregulering, demping, steun – de loopschoen heeft het allemaal en zorgt zo dat zijn drager optimaal kan presteren. In de nieuwste exemplaren zelfs dankzij ‘moleculaire springveren’.

Onderzoekers van het NIOZ en het Darwin Instituut hebben een relatief nieuwe methode onderzocht waarmee vroegere klimaatschommelingen kunnen worden achterhaald. Vetten uit de celwanden in bodembacterien blijken goed te functioneren als oerthermometer – maar voorzichtigheid blijft geboden…

Met ultrasnelle laserapparatuur filmden Amsterdamse onderzoekers moleculen aan het oppervlak van een watermassa. En wat zagen ze? Dat de moleculen daar veel sneller en soepeler draaien dan de moleculen ‘binnenin’ het water.

Groningse chemici hebben afsluitbare nanobuisjes ontwikkeld die zichzelf in elkaar zetten en afsluiten. Met een beetje zeep of licht zijn ze weer te openen. De buisjes zijn een sterk staaltje van moleculaire zelfassemblage.

Koffievlekken zijn meestal vervelend, maar heb je je wel eens afgevraagd hoe die donkere kringen op de tafel eigenlijk ontstaan? Binnenin zo’n vlek gebeurt meer dan je denkt. Het blijkt bijvoorbeeld een chaos van jewelste te zijn, zo zagen onderzoekers van de Universiteit Twente.

Deze zomer won een Taiwanees instituut een belangrijke onderzoeksprijs voor een nieuw type display: flexibel, herschrijfbaar, met helder beeld en amper stroomverbruik. Dit zou je echt elektronisch papier kunnen noemen.

Een team van Amerikaanse en Chinese onderzoekers heeft een ultradun elektronisch plakplaatje ontwikkeld. Het plakplaatje heeft veel weg van een tijdelijke plaktatoeage en kan op de huid worden aangebracht om vitale lichaamsfuncties als hersenactiviteit en hartslag te meten.