Geniaal kippengaas

Grafeen zou kunnen zorgen voor een ware elektronicarevolutie. Maar dan moeten we het materiaal wel eerst temmen.

Dit is een voorproefje van een artikel dat zal verschijnen in het komende nummer van KIJK.

Teken met potlood wat op papier en er is een kans dat je, zonder het te weten en zonder het te zien, een uniek flintertje materiaal hebt afgeschraapt: grafeen. Het is het eerste bekende materiaal van slechts één atoom dik en daarmee het dunste materiaal ter wereld. En het blijkt verrassingen te herbergen voor materiaalkundigen, fysici, chemici en de industrie.
Het al eeuwen bekende materiaal grafiet, waarvan de potloodpunt is gemaakt, is eigenlijk een opeenstapeling van een heleboel plakjes grafeen die vrij losjes aan elkaar zitten. Juist omdat die plakjes zo gemakkelijk loslaten, kun je zo goed tekenen met een potlood. Meestal schraap je een heleboel plakjes tegelijk eraf, maar heel soms slechts een enkel plakje, en dan heb je grafeen.

Decennialang dachten natuurkundigen dat grafeen niet kon bestaan. Om de eigenschappen van grafiet beter te begrijpen, had de Canadees Philip Wallace in 1947 als eerste berekeningen uitgevoerd op basis van een éénatomig laagje. Het werd beschouwd als een theoretische vingeroefening: leuk om over na te denken, maar onrealistisch. Een grafietlaagje van één atoom dik zou immers zeker instabiel zijn: het zou ofwel uiteen vallen, oprollen of meteen chemisch reageren.

Als grafeen in grafiet zit, kun je het er dan niet heel voorzichtig vanaf schrapen, ook al blijft het maar heel even bestaan? De Amerikaan Philip Kim vond het de moeite waard om een poging te wagen. Begin 21e eeuw probeerde hij met dure hightech-apparatuur steeds dunnere laagjes van het potloodmateriaal af te schrappen. Met veel moeite kwam hij tot een soort pannenkoek van dertig grafeenlaagjes. Een hele prestatie, maar nog ver van grafeen. De doorbraak kwam in 2004. En niet dankzij dure apparatuur, maar dankzij een simpel stukje plakband.

Het volledige artikel vind je in KIJK november 2009. Dit nummer ligt vanaf eind oktober in de winkel.

Gesjoemel in de wetenschap

Nature Online schrijft deze week over twee gevallen van stinkende wetenschap. Op zijn minst gaat het om aantasting van wetenschappelijke integriteit.

Het eerste geval gaat over beeldmanipulatie in wetenschappelijke artikelen. Steekproeven bij de tijdschriften PLOS Biology en PLOS Medecine brachten digitale beeldmanipulaties van foto’s in gepubliceerde artikelen aan het licht, zonder dat de onderzoekers dit hadden vermeld.

In een jaar tijd ging het om zo’n dertig gemanipuleerde foto’s verdeeld over achttien artikelen (uit een steekproef van ruim tweehonderd artikelen)). Hier zaten bijvoorbeeld foto's bij van gel-elektrophorese, gebruikt om stukjes DNA of RNA op grootte te scheiden.

De manipulaties waren niet zo ernstig dat ze de artikelen inhoudelijk onderuit haalden, maar door de beeldmanipulatie niet te vermelden falsifieer je wel ‘data’, en dat mag niet. De directeur van Bureau voor Integriteitsonderzoek van het US Department of Health and Human Services maakt zich zorgen over het groeiende probleem van beeldmanipulatie in wetenschappelijke artikelen. Volgens hem gaan 68% van de door zijn bureau geopende onderzoeken naar wetenschappelijke fraude over gemanipuleerde beelden.

In het tweede geval van stinkende wetenschap liggen baanbrekende artikelen van een gerenommeerde Amerikaanse enzymontwerper sterk onder vuur. Professor Homme Hellinga van het Duke University Medical Center (Durham, North Carolina, VS) ontwerpt enzymen met de computer. Als je dat goed onder de knie hebt, zou je betere medicijnen kunnen ontwerpen op de computer in plaats van door zomaar wat in de praktijk te proberen. Vorig jaar moest Hellinga al twee artikelen terugtrekken uit Science en het Journal of Molecular Biology omdat collega’s er ernstige fouten in aantroffen. Enzymen die Hellinga had ontworpen deden helemaal niet wat ze volgens Hellinga zouden doen.

Nu liggen twee van zijn baanbrekende publicaties uit Nature (2003) en PNAS (2004) onder vuur. Dankzij deze publicaties ontving Hellinga in 2004 een half miljoen dollar van het Amerikaanse National Institute of Health en rees zijn ster snel. Maar…nota bene een ex-postdoc van Hellinga, nu werkzaam in Duitsland, publiceert in PNAS dat ze niets terugvindt van de resultaten die Hellinga destijds claimde. Birte Höcker maakte vijf van de door Hellinga ontworpen enzymen. Helaas, alle vijf bleken niet stabiel te zijn en uit elkaar te vallen, waardoor verdere analyse niet eens mogelijk was.

Vier publicaties die sterk onder vuur liggen…Is dit een nieuw geval à la de neergestorte fysica-ster Jan Hendrik Schön, of is Hellinga te goeder trouw, maar doorstaat zijn werk de toets der kritiek uiteindelijk toch niet?

Science journalism in the Entertainment Age

This column was written for the World Federation of Science Journalists (WFSJ)

In his essay ‘Science journalism: Too close for comfort’ (Nature, 25 June 2009) the American science reporter Boyce Rensberger analyzes the history of science journalism and distinguishes three ages: the ‘Gee-Whiz Age’, the ‘Watchdog Age’ and the ‘Digital Age’.

About the first two there can be little disagreement. However, to call the third age – our present time – the ‘Digital Age’, tells only something about the technology used to convey science journalism, but nothing about its character. I would call our age the ‘Entertainment Age’. Before I come to explain science journalism in the ‘Entertainment Age’, let’s first go back into history.

What is the ‘Gee-Whiz Age’? ‘Gee-whiz’ means something like amazement or enthusiasm and is thought to originate from the exclamation ‘Jesus Christ! – ‘What a surprise!’ The two decades immediately following the Second World War were, at least in the Western World, years of general reconstruction, industrialization and strong economic growth. Almost of itself, the thinking went, fundamental research would produce a stream of technological innovations – an idea which created a kind of scientific paradise where researchers were given wide freedom and substantial financial support.

Science journalism in the ‘Gee-Whiz Age’ put an emphasis on the wonders of science. Behind it was the idea that science brings progress and prosperity. This is true, but only till the point when our basic needs are satisfied. Simply said, when we have food, housing and clothing, our happiness is more determined by social relations, self-fulfillment and the absence of dramatic changes in life than by owning a new mobile phone or a flat screen TV. There is no evidence that people in the Western World of today are happier than thirty years ago, although we own more ‘stuff’ and have longer life expectancies.

From the end of the sixties both the public and politicians started viewing science in a different way. The optimism of the post-war years made way for a more critical attitude, with research coming under greater scrutiny than ever before. The shift began with the movement to democratize society in general and the universities in particular at the end of the 1960s. It was subsequently reinforced by the oil crisis of the early 1970s, the Club of Rome report Limits to Growth and the awareness of environmental problems. Science journalism entered the ‘Watchdog Age’, as Rensberger calls it: science journalists scrutinizing scientists in the way political journalists scrutinize politicians.

However, what Rensberger doesn’t write is that also in the Watchdog Age, there was still a lot of Gee-Whiz science journalism (may be even more than watchdog-journalism), simply because the majority of people are more interested in knowing, let’s say, what black holes are than in knowing how much money goes into black hole-research and in scrutinizing black-hole-scientists. And this is valid up till today. ‘Gee-Whiz’ science journalism never dies because of people’s natural curiosity about how ‘it all’ works and where ‘it all’ comes from.

And now our present day. Sure, we live in a digital age. Science journalism is moving online. But what about it’s character? As for the Western World, I think that more than ever before the entertainment character of journalism is important. We live in an Entertainment Age and so has science journalism moved into the Entertainment Age. We have busy lives, we have all the material requirements for a life without too many worries, and in our few free hours per day we want to be entertained. Science for fun: A magician showing how he tricks our minds; a documentary imagining the disaster after a super volcano explosion; a story about time travel. The Entertainment Age is characteristic for wealthy, stable societies where technological progress doesn’t contribute anymore to growing happiness.

Is it a bad thing that science journalism is now in the Entertainment Age? Not at all. Or at least, not necessarily. Entertainment can be a great way to convey the messages of science journalism. Entertainment brings emotion and we tend to remember information in an emotional package better. The challenge is to find the right combination of Gee-Whiz-, Watchdog- and Entertainment-journalism, either apart from each other or combined, because a good science story or documentary can also combine all three.

IgNobelprijzen 2009

Dit artikel is gepubliceerd in NRC Handelsblad, 3 oktober 2009

Krijg je van het knakken van je vingers echt eerder gewrichtsontstekingen? Hoeveel moeders hebben hun kinderen dit niet verteld? In ieder geval de moeder van de Amerikaan Donald Unger. Maar hij geloofde haar niet en knakte zestig jaar lang de vingers van zijn linkerhand tweemaal daags, terwijl hij die van zijn rechterhand met rust liet. Na zestig jaar knakken heeft noch de ene noch de andere hand artritis.

Unger is een van de tien winnaars van een IgNobelprijs 2009, een prijs voor wetenschappelijk onderzoek dat eerst aan het lachen brengt en daarna aan het denken zet. Unger won afgelopen donderdag die voor de geneeskunde. Jaarlijks worden de IgNobelprijzen uitgereikt in de week voorafgaande aan de bekendmaking van de echte Nobelprijzen.

Ook handig om te weten: koeien die een naam hebben, geven meer melk dan koeien die geen naam hebben. Ze krijgen volgens Engelse wetenschappers namelijk meer aandacht waardoor ze minder gestrest zijn. Dit onderzoek sleepte de IgNobelprijs voor veterinaire geneeskunde in de wacht.

De prijs voor de volksgezondheid ging naar de uitvindster van een bh waarvan de cups in een handomdraai dienst doen als twee gasmaskers, een voor de draagster en eentje voor een omstander.

Vier IJslandse banken ontvingen de IgNobelprijs voor economie voor hun demonstratie dat kleine banken snel groot kunnen worden en weer omgekeerd (en dat hetzelfde geldt voor een gehele nationale economie).

De directeur van de Zimbabwaanse centrale bank won de IgNobel voor de wiskunde voor de praktische manier waarop hij de bevolking de machten van tien bijbrengt: met bankbiljetten die uiteenlopen van 1 cent tot eentje van honderd biljoen dollar (een 1 gevolgd door veertien nullen).