Wetenschap Vandaag | BNR

Astronomen hebben met de James Webb Telescope mogelijk een atmosfeer gedetecteerd rondom een rotsachtige planeet buiten ons zonnestelsel.  Er zijn in de afgelopen twintig jaar tekenen van een atmosfeer gevonden rond tientallen exoplaneten. Maar niet elke atmosfeer is even makkelijk te zien. Sommige kleine rotsachtige planeten – zoals de aarde – hebben bijvoorbeeld een hele dunne gasmantel als atmosfeer en die zijn erg lastig te detecteren.   Nu zijn die atmosferische gassen dus wél gevonden. Rond 55 Cancri e, een hete rotsachtige exoplaneet, 41 lichtjaar van de aarde, in het sterrenbeeld kreeft, die in 2011 al werd ontdekt. De planeet heeft een diameter die twee keer zo groot is als de aarde, en is ook qua dichtheid groter.   Stel je overigens geen groene dalen en gebergtes voor: de planeet draait zo dicht om zijn zon dat alles aan het oppervlakte waarschijnlijk gesmolten is. Geen blauwe zee met vissen, maar borrelende oceanen van magma.  De metingen zijn het beste bewijs tot nu toe voor het bestaan van een atmosfeer van een rotsachtige planeet buiten ons zonnestelsel. En zo verlegt Webb alweer de grenzen van de astronomie. Lees hier meer over het onderzoek: Webb-data wijzen op mogelijke atmosfeer rond rotsachtige exoplaneetSee omnystudio.com/listener for privacy information.

Het menselijke brein is een ontzettend complex orgaan dat moeilijk te bestuderen is. Zeker als het aankomt op de allerkleinste structuren.  Verstoringen in die microcellulaire structuren en netwerken van neuronen spelen een belangrijke rol bij verschillende hersenziektes, maar om dit goed genoeg te kunnen bestuderen heb je hele geavanceerde technieken en genoeg hersenweefsel nodig. Ook gezond hersenweefsel. En je zult begrijpen: dat is niet bepaald voorradig.   Nu is het wetenschappers gelukt om met de nieuwste microscopie-technieken een kubieke millimeter van de buitenste laag van de hersenen in beeld te brengen tot op de kleinste details.   Volgens de onderzoekers zijn er ongeveer 57.000 cellen, 230 millimeter aan bloedvaten en 150 miljoen verbindingen tussen zenuwcellen in 3D in kaart gebracht.   1400 terabyte aan data uit één kubieke millimeter weefsel, nu openbaar beschikbaar voor andere onderzoekers om mee aan de slag te gaan.  Zelf hebben deze wetenschappers er ook al nieuwe ontdekkingen mee kunnen doen. Zo zagen ze een ongekend aantal gliacellen in verhouding tot zenuwcellen. Gliacellen kun je zien als de verzorgers van zenuwcellen. In eerdere onderzoeken werd gesuggereerd dat de verdeling één op één is, maar in deze millimeter blijkt dat nu dus niet zo te zijn.   De kans is groot dat er nog veel meer ontdekkingen worden gedaan met behulp van deze nieuwe data, zeker als die worden aangevuld met metingen van andere weefselsamples. Lees hier meer over het onderzoek: Cubic millimeter fragment of human brain reconstructed at nanoscale resolutionSee omnystudio.com/listener for privacy information.

In de vorige aflevering van Afdeling Wetenschap hoorden we al een heleboel over het recyclen van elektronica en het verlengen van de levensduur van deze apparaten en onderdelen. We bespraken nieuwe regelgeving, onderzoek naar corrosie en hoe beter voorspelt kan worden hoe lang elektronica meegaat. Maar er spelen nog veel meer processen een belangrijke rol bij het goed recyclen van deze apparaten en onderdelen. Aan de Radboud Universiteit wordt bijvoorbeeld weer naar iets heel anders gekeken. Iets wat tussen de onderdelen in gebeurt, vertelt onderzoeker John Schermer. Het heeft alles te maken met hoe die met elkaar verbonden zijn.  We mogen ook even een kijkje nemen in het lab, waar onderzoeker Fatin Battal goed nieuws heeft over de laatste testen. See omnystudio.com/listener for privacy information.

Ik lever altijd keurig mijn kapotte elektronische apparaten in, maar wordt er dan ook echt wat mee gedaan? In een tijd van schaarse materialen zou je hopen van wel, maar het recyclen van dit soort producten is behoorlijk ingewikkeld. Wereldwijd lukt dat maar voor zo'n 20 procent van de producten. In Nederland doen we het een stuk beter, maar ook nog niet goed genoeg. Nou proberen ze daar binnen het Circulair Circuits-project met meerdere universiteiten verandering in te brengen. In deze aflevering spreken we oprichter van dat project Jan-Henk Welink van de TU Delft. Hij vertelt hoe ze via verschillende onderzoekslijnen proberen om beter recyclen en een langere levensduur van elektronica mogelijk te maken in een tijd van schaarse kritieke grondstoffen.  Ook spreken we Jasper Coppen over zijn onderzoek naar corrosie en Sjoerd de Jong over zijn computermodellen die het mogelijk moeten maken om beter te voorspellen hoe lang apparaten überhaupt meegaan.  In de volgende aflevering - morgen in de feed - gaan we op bezoek bij de Radboud Universiteit waar binnen hetzelfde project gekeken wordt naar slimmere en duurzamere verbindingen tussen onderdelen in chips.  De TU Delft heeft volgende week - de week waarin ook een Europese top plaatsvindt over kritieke grondstoffen - een eigen Materials Week. Daarin komen nog veel meer onderzoekers aan het woord en zijn er meerdere evenementen te bezoeken.See omnystudio.com/listener for privacy information.

Eiwitten zijn cruciaal voor het leven op aarde. Zonder zouden dieren, planten en mensen niet kunnen bestaan. Om te begrijpen hoe eiwitten werken is het belangrijk om hun structuur zo goed mogelijk in kaart te brengen.  Nou is dat door heel veel hard werk van onderzoekers gelukt voor meer dan 100.000 unieke eiwitten. Maar dat is maar een fractie van alle eiwitten die kunnen vormen. En hoe die eiwitten zich uitvouwen of uitklappen in hun 3D-structuur dat weet je dan nog niet. Iets wat wel belangrijke kennis is om bijvoorbeeld te begrijpen wat hierbij mis kan gaan bij sommige ziektes.   Inmiddels kunnen we voor dit soort dingen de hulp inschakelen van computers en algoritmes. Zo kwam Google DeepMind in 2018 met AlphaFold, waarmee het al is gelukt om de structuur van zo'n 200 miljoen eiwitten te voorspellen.   Inmiddels is het niet meer het enige AI-programma dat zich hieraan wijdt, maar het is door de jaren heen flink verbeterd en aangepast om de voorspellingen beter te maken en inmiddels zijn we aangekomen bij AlphaFold 3. Volgens de makers gaat de nieuwe versie voor een flinke revolutie in de onderzoekswereld zorgen.  Het  kan namelijk de structuur van bijna alle biomoleculen voorspellen - de bouwstenen van cellen en levende organismen. Combineer dat met de kennis van eiwitstructuren en je kunt zelfs iets zeggen over interacties tussen al die verschillende belangrijke onderdeeltjes.  De hele database is gratis beschikbaar voor niet-commercieel onderzoek. De hoop is natuurlijk dat de verbeterde tool weer allerlei belangrijke inzichten op gaat leveren als wetenschappers wereldwijd ermee aan de slag gaan. Lees hier meer: Google DeepMind’s ‘leap forward’ in AI could unlock secrets of biologySee omnystudio.com/listener for privacy information.

Veel apparaten, waaronder pacemakers, defibrillatoren, radarsystemen en elektrische voertuigen, kunnen niet zonder een condensator.   Dat is een elektrisch component waarmee stroom opgeslagen en heel snel vrijgelaten kan worden. In een pacemaker zorgt dit onderdeel er bijvoorbeeld voor dat elektrische pulsen snel achter elkaar aan het hart gegeven kunnen worden en dat deze hoog genoeg zijn om het hart te 'resetten' wanneer nodig.  Maar bij elke keer opladen en ontladen gaat er niet alleen energie verloren, elke cyclus wordt de condensator ook wat minder betrouwbaar. En dat terwijl het miljarden keren moet kunnen opladen en ontladen. Onderzoekers van de universiteit in Twente hebben nu een nieuw type condensator ontwikkeld. Eentje die bestaat uit meerdere dunne lagen van verschillende materialen. Door die lagen toe te voegen konden ze de efficiëntie tot meer dan 90 procent verhogen. Dit betekent dat er minder dan 10 procent van de elektrische lading verloren gaat tijdens het opladen. Dat is twee keer minder energieverlies vergeleken met bestaande ontwerpen. De condensator blijft goed werken onder verschillende temperaturen van tussen de 25 en 200 graden en kan tot 10 miljard keer opladen en ontladen. Genoeg om dit één keer per seconde te doen voor meer dan 300 jaar. En zo gaat dit ontwerp dus ook een stuk langer mee. Lees hier meer over het onderzoek: Doorbraak in condensatorentechnologieSee omnystudio.com/listener for privacy information.

Onder leiding van Leidse sterrenkundigen is het een internationaal team van onderzoekers gelukt om met een nieuwe kalibratietechniek de verstoringen van de aardatmosfeer te omzeilen.  Daarmee wordt het mogelijk om bijvoorbeeld uitbarstende zwarte gaten beter te bestuderen. Met de nieuwe techniek lukte het ze namelijk om scherpe radiokaarten op lage frequenties te maken. Dit werd altijd gezien als onmogelijk, omdat deze frequenties worden verstoord door de ionosfeer op zo'n 80 kilometer boven de aarde.  Dit hebben de onderzoekers nu dus weten te omzeilen. Met de nieuwe methode brachten ze al plasma's van oude uitbarstingen van zwarte gaten in beeld. Mogelijk is de techniek ook geschikt om exoplaneten te vinden die om kleine sterren draaien.    Voor het onderzoek werd de LOFAR-telescoop in Drenthe gebruikt, op dit moment één van de beste radiotelescopen ter wereld voor lage frequenties. Meer data worden op het moment nog geanalyseerd. Uiteindelijk hopen ze de hele noordelijke hemel in kaart te kunnen brengen op deze lage frequenties. Lees hier meer over het onderzoek: Radio-astronomen omzeilen storende aardatmosfeer met nieuwe kalibratietechniekSee omnystudio.com/listener for privacy information.

Er zijn verschillende golven geweest in de geschiedenis van onze planeet waarin het leven op aarde ineens complexer en gevarieerder werd. Maar wat daar precies voor heeft gezorgd dat weten onderzoekers nog niet zo goed als ze zouden willen.  Nou is het in veel gevallen waarschijnlijk een combinatie van meerdere factoren geweest. Maar voor een specifiek tijdsblokje, namelijk tussen 591 en 565 miljoen jaar geleden, denken onderzoekers dat het weleens grotendeels door een dip in de kracht van het magnetisch veld van de aarde zou hebben kunnen komen.  Die dip van het magnetisch veld, ging namelijk gelijk op met een toename van zuurstof in de atmosfeer en oceanen, zeggen de wetenschappers. En dat laatste zorgde waarschijnlijk voor veel complexere organismen in die periode.  Ze ontdekten dit door mineralen uit de aardkorst te bestuderen, die uit een 591 miljoen jaar oude rotsformatie in Brazilië waren gehaald. De kristallen die ze hebben bestudeerd bevatten hele kleine magnetische mineralen en daaraan kunnen we zelfs nu nog zien hoe krachtig het magnetisch veld miljoenen jaren geleden was.   De mineralen lieten zien dat 591 miljoen jaar geleden het magnetisch veld zo'n 30 keer minder sterk was dan het huidige magnetische veld en dat van een paar duizend jaar geleden.   Deze zwakte moet zo'n 26 miljoen jaar hebben aangehouden. Precies de periode waarin de hoeveelheid zuurstof aanzienlijk toenam.   Wat de onderzoekers denken dat er is gebeurd: door het slappere magnetische veld kon er meer waterstof ontsnappen uit de atmosfeer, wat zorgde voor een hoger percentage zuurstof. En uiteindelijk dus mogelijk voor een heleboel veel complexere planten- en diersoorten. Lees hier meer over het onderzoek: Evolution: Weak magnetic field may have supported diversification of life on EarthSee omnystudio.com/listener for privacy information.

Exoplaneet WASP-43b is qua grootte en massa vergelijkbaar met Jupiter, maar lijkt absoluut niet op de bekende gasreus.   De planeet draait extreem dicht om zijn ster, wat ervoor zorgt dat het op de ene kant permanent dag is en op de andere kant permanent nacht. Een jaar op de planeet, dus de tijd waarin de planeet een keer rond de ster draait, duurt daarom maar zo'n 19,5 uur.  Dat maakt het dan wel weer makkelijker om de planeet een heel jaar lang te bestuderen. Al heb je dan nog altijd extreem goede instrumenten nodig. En die zitten onder andere op de James Webb Telescoop.   Daarmee is het nu gelukt om ook de donkere nachtkant van de planeet goed te bekijken en een temperatuurkaart van de hele planeet te maken. Ook de chemische samenstelling van de atmosfeer is gemeten. Er blijkt zowel aan de dagkant als aan de nachtkant waterdamp in de atmosfeer te zitten.   Nou was al bekend dat er aan de dagkant van de planeet geen methaan kan voorkomen. Het is daar simpelweg te heet. Maar uit de nieuwe metingen blijkt dat er ook geen methaan aan de nachtkant zit. En dat was een grote verrassing voor de onderzoekers. De nachtkant is met 600 graden in theorie koel genoeg voor de productie van methaan.  De onderzoekers denken dat extreme winden met snelheden tot 7.500 kilometer per uur de reden zijn dat er geen detecteerbare hoeveelheden methaan kunnen vormen.  Het is voor het eerst dat wetenschappers zo duidelijk de temperatuur en samenstelling van de atmosfeer van een exoplaneet in kaart hebben gebracht. In de toekomst willen ze dat met meer exoplaneten doen. Lees hier meer over het onderzoek: Verrassing: geen methaan aan nachtkant exoplaneet WASP-43bSee omnystudio.com/listener for privacy information.

Hoe staat het ervoor met onze binnenlucht? In een uitgebreid onderzoek bestuderen wetenschappers Lidwien Smit en Esmée Janssen van de Universiteit Utrecht hoe we de lucht in schoolklassen zo gezond mogelijk kunnen krijgen.  We horen vanuit welke gedachte dit onderzoek is gestart en gaan langs in de klas om te kijken wat er allemaal wordt gemeten.  Meer weten over het project, of je aanmelden als school (ze zijn nog hard op zoek naar scholen die willen meedoen): Claire: Clean Air For Everyone In de vorige aflevering van Afdeling Wetenschap hoorden we meer over het onderzoek van Roel Vermeulen. Hij gebruikt zelfgebouwde meetauto's om heel lokaal de buitenlucht te bestuderen. See omnystudio.com/listener for privacy information.