Samenvatting ANW Hoofdstuk 4 en 5
Samenvatting door een scholier 4711 woorden
16 jaar geleden
7,1
26 keer beoordeeld
Vak ANW
Methode Solar
Hoofdstuk 4: Productie
§4.1 Jam maken Hoe maak je zelf jam?
Wat heb je nodig:
Belangrijkste ingrediënten zijn: vruchten+suiker. Suiker fungeert als een zoetstof en als een conserveringsmiddel. Door pectine bij de jam te doen, wordt de jam lekker stroperig.
Jam maken:
Als je op school jam gaat maken dan heb je nodig: een driepoot, gaasje, mes, spatel en 500ml bekerglas.
Als je thuis jam gaat maken, dan heb je nodig: gasstel/fornuis, pan, mes en houten lepel, schaaltje/potje Dit moet je doen:
1. Spoel de vruchten af, de steeltjes, pitten en rotte vruchten verwijderen. Snijd de vruchten tot grootte van een dobbelsteen.
2. Doe de stukken in het bekerglas/pannetje en voeg toe: 100g geleisuiker.
3. Verwarm het mengsel met een kleine vlam tot het kookt, blijf roeren. Na een paar minuten wordt het mengsel stroperig.
4. Weeg eerst het schaaltje/potje waar de jam ingaat.
5. Vul het daarna en weeg het opnieuw. Bereken de massa van de jam.
Hoe kun je grote hoeveelheden jam maken?
Opschalen:
Opschalen betekent alles vergroten. Om alles dan te laten verwarmen worden er verwarmingsspiralen in de tank gebruikt. Vroeger waren en ambachtelijke fabrieken, nu wordt bijna alles via de computer gedaan.
Het productieproces:
1. Grondstoffen per 1000kg afwegen in kookketel
2. Glucosestroop wordt op temperatuur gehouden. Het koken gebeurt vacuüm.
3. Tijdens het indampen
4. De jam wordt naar de vuller gepompt.
5. De potten vullen met het hete mengsel, de potten worden daarna gelijk gesloten.
6. Alles gaat in de koeltunnel en wordt afgekoeld tot onder 40°C en daarna wordt alles vacuüm afgesloten.
7. Etiketten worden op de potjes gedaan en dan worden de potten naar een distributiecentrum gebracht.
Wat mag een fabrikant wel, en wat niet?
De fabrikant:
De fabrikant zorgt ervoor dat de winst hoog is, de kwaliteit goed en constant. En hij zorgt ervoor dat de jam er aantrekkelijk uitziet.
Grondstoffen:
Vruchten kunnen bederven. Daarom zit er in jam ook vaak een product dat het bederf tegengaat. Maïs zou makkelijker en goedkoper zijn, maar toch wordt er gekozen voor suiker omdat dit een lekkerdere smaak geeft dan maïs.
Hulpstoffen:
Bij de bereiding van jam zijn een aantal hulpstoffen aanwezig zoals conserveermiddelen en kleurstoffen.
De Warenwet:
Hoe goed de kwaliteit enz. moet zijn van een product, staat in het ‘Vruchtenproduct besluit’ van de
Warenwet. Het soort suiker mag de fabrikant zelf kiezen, maar de samenstelling moet op het etiket staan.
In de Warenwet staan vooral richtlijnen, als er aan een product E-nummers zijn toegevoegd, moet dit ook op het etiket staan. Daarom wordt de kwaliteitscontrole door de Warenwet gedaan.
§4.2 Een miljoen colablikjes Hoe werkt een blikfabriek?
Onderzoek aan een blikje:
Een frisdrankblikje bestaat uit 2 delen: de bodem+zijkant en de bovenkant. De bodem+zijkant zijn gemaakt van metaal en wordt dus aangetrokken door een magneet, de bovenkant is van aluminium gemaakt en wordt dus niet aangetrokken door een magneet.
Van vertinde staalplaat naar blikjes:
Andere blikjes bestaan uit 3 delen: bodem, bovenkant en de zijkant. Het maken van een blikje gaat als volgt:
1. Een machine perst de staalplaat in een holle vorm (de matrijs). Er ontstaat een ondiep bakje.
2. In een andere pers krijgt de bodem de goede vorm en wordt de zijkant verder uitgerekt. Dit wordt
‘dieptrekken’ genoemd. Dieptrekken is erg precies werk, want het blikje moet overal even dun zijn.
3. Dan komen nog een paar extra bewerkingen: glad afsnijden van de bovenkant, een extra laklaag als bescherming, de buitenkant wordt bedrukt met de merknaam
Dit proces verloopt allemaal automatisch en een machine kan per minuut 800 blikjes maken.
Het vertinnen van staalplaat:
Omdat staal roest door de prik van de frisdrank, wordt er een laagje tin overheen gesmeerd. De
staalplaten glijden over de tinnen rol heen en dit heet vertinnen, vertinnen gebeurt d. m. v. elektrolyse. Tin is erg zeldzaam en dus erg duur, er moet dus zo min mogelijk van gebruikt worden. Door verbeterde technieken kan dat ook steeds meer.
Hoe wordt de staalplaat voor blikjes gemaakt?
De productie van dunne staalplaat:
De staalplaten die voor blikjes worden gebruikt, zijn erg dun. Dit komt omdat ze meerdere keren door een gloeiende staalblok worden gewalst. De staalfabrikant en de fabrikanten van de blikjes spreken af hoe goed de kwaliteit, mogelijkheden en prijs moet zijn.
Van ruwijzer naar staal:
Er is een verschil tussen staal en ijzer: ijzer is een zuivere stof (Fe) en staal niet. Staal wordt gemaakt uit ruwijzer en afvalstaal (schroot).
Dit proces is een voorbeeld van een ‘batchproces’ (batch=portie). De reactor wordt volgegoten met ruw ijzer, schroot en daarna behandelt met zuurstof. De hele reactie duurt ongeveer een half uur en aan het einde van het proces komt er vloeiend staal uit en koolstofdioxide vrij.
Ruwijzer uit ijzererts:
Het maken van ijzer uit ijzererts wordt gedaan volgens een ‘continuproces’. Omdat het aanvoeren van grondstoffen voortdurend plaatsvindt.
Hoogoven:
In de hoogoven- en staalindustrie worden grote massa’s stoffen verbruikt. Alles wordt met elkaar reageert bij een temperatuur van 2000°C. IJzer smelt bij een temperatuur van 1500°C dus mag het niet in contact komen met de inhoud. Daarom zitten er stenen aan de binnenkant om de temperatuur te regelen.
Wel of geen blikjes?
De consumentenkant:
Blikjes hebben voordelen vergeleken met ander materiaal maar toch is er nog een grote berg blikafval.
Ook komt er een grote hoeveelheid vervuiling bij kijken, onder andere koolstofdioxide waardoor het broeikaseffect ontstaat.
Blikjes in het afval:
Blikjes roesten in de natuur erg langzaam weg, daarom is het veel beter om blikjes bij het huisvuil te doen.
De helft van de blikjes, die bij het huisvuil worden weggegooid, worden hergebruikt. Uiteindelijk wil men dat alle blikjes hergebruikt kunnen worden. Maar de blikjes bestaan uit verschillende lagen metalen en zijn daarom moeilijk her te gebruiken. Tin wordt teruggewonnen, de rest wordt dan hergebruikt.
§4.3 Kleurstof voor spijkerbroeken
Hoe kom je aan kleurstoffen uit de natuur?
Kleurstoffen uit planten:
Uit planten worden verschillende kleurstoffen gehaald. Alleen omdat sommige van die stoffen niet goed aan de stof kunnen blijven hechten, kunnen ze moeilijk als kleur voor een product gebruikt worden.
Indigo:
Indigo wordt gemaakt uit de indigoplanten, mensen maken er al jaren kleuren voor kleren van. Opvallend is dat indigoplanten groen zijn, maar dat de plant de kleur blauw geeft. Zodra de planten geoogst zijn worden de bladeren gekneusd en een tijd lang in water gelegd totdat ze gaan rotten. Daardoor ontstaat een geelkleurige oplossing dat zich hecht aan de vezels van de stof. De kleur verandert in een blauw als het buiten het verfblad is. Het is de zuurstof in de lucht die voor deze reactie zorgt.
Indigo als kuipkleurstof:
Om het proces te versnellen van het verkleuren wordt het vaak geroerd. Als het een vaste stof is
geworden, kan het na 7 dagen drogen weer verhandeld worden. Als je die stof wilt gebruiken om er kleren mee te kleuren, dan moet je er eerst weer een vloeistof van maken.
Indigo als kuipkleurstof:
Door te roeren versnel je het proces van het verkleuren. Na 7 dagen drogen wordt de vaste stof bewaard en verhandeld. Maar om er kleren van te kleuren, wordt er eerst weer een oplossing van gemaakt en daarna worden de kleren geverfd met die kleur. Omdat met chemische stoffen het proces sneller verloopt, wordt het ook steeds goedkoper.
Koloniale tijd:
Om indigo te winnen moest je er wel wat vanaf weten. Honderden boeren en arbeiders werkten op de plantages maar ondanks de lage arbeidskosten, was de kleurstof nog steeds duur.
Welke kennis is er nodig om indigo na te maken?
Ontwikkeling van chemische kennis:
Rond 1850 begon de ontwikkeling van de chemie en het onderzoek naar allerlei nieuwe stoffen. De meeste van die stoffen ontstonden uit koolteer. Daarom deden wetenschappers onderzoek naar hoe het molecuul in elkaar zat.
In 1865 begon de Duitse chemicus Alfred von Bayer met het onderzoek naar fabrieksmatige bereiding van indigo. Zijn onderzoek bestond uit 2 fasen:
1. Opheldering van de moleculaire structuur
2. Poging de moleculen na te bouwen uit chemische grondstoffen
De eerste synthetische kleurstof:
Ook ontdekte in die tijd de engelsman William Perkin de eerste synthetische kleurstof voor textiel. Hij probeerde ook uit koolteer een stof na te maken, deze stof was kinine, zijn proef mislukte. Er kwam een paarse prut als resultaat, maar deze paarse kleur bleek een goedee verfstof te zijn. De stof werd mauveine genoemd.
Opheldering van de moleculaire structuur:
Om stoffen te kunnen maken, moet je weten hoe de moleculen zijn opgebouwd. Daarvoor moeten allerlei gegevens in elkaar passen. Je hebt zuivere indigo nodig, indigo heeft 30 atomen en de vraag is hoe die atomen in het molecuul aan elkaar vastzitten. Door allerlei proeven te nemen, komt men daarachter.
Synthese van indigo:
Het duurde 30 jaar voordat de structuurformule van indigo bekend was. Daarna was het doel om indigo uit chemische stoffen te maken. Nu zijn er 30 manieren bekend om indigo uit chemische stoffen te maken.
Hoe maakt een fabriek indigo?
De rol van octrooien:
Een octrooi of patent is de registratie van een uitvinding door een octrooibureau. Die uitvinding mag dan niet door iemand anders worden gebruikt en of toegepast.
Het laboratorium:
Onderzoek naar een productiemethode begint in een laboratorium. Er zijn verschillende reacties nodig om een stof zoals indigo te maken. En de meeste reacties leveren niet voor 100% de goede stof op, maar ook bijproducten.
De proeffabriek:
Als in een laboratorium de beste bereidingswijze is gevonden, hoeft het nog niet het beste te zijn. Daarom bouwt men een proeffabriek om het te testen.
De chemische industrie:
Een uitgangspunt van een onderzoek was vroeger een stof die in de natuur voorkomt en waarvan een bepaalde werking bekend is. Want als die stof een bepaalde werking had, dan probeerde men ook stoffen te maken waarvan de moleculen een beetje anders waren opgebouwd. In de chemische industrie zijn de risico’s erg groot, daarom vraagt men zich af of bij sommige onderzoeken het het wel waard is.
§4.4 De productie van penicilline
Hoe is penicilline ontwikkeld?
Het kweken van micro-organismen:
Micro-organismen zijn organismen die je niet met het blote oog kunt zien. Voor een bepaald onderzoek worden ze in petrischalen gedaan en ze krijgen een bepaald soort voedsel. Dat voedsel hangt af van het organisme dat je wilt kweken. In de lucht zijn altijd wel bacteriën en schimmelsporen aanwezig, die mogen tijdens de proef niet op de bodem komen. Alles moet zo sterk verhit worden dat alle ongewenste micro- organismen gedood worden om de proef te kunnen uitvoeren.
De ontdekking:
Alexander Fleming ontdekte in 1928 dat bacteriën de oorzaak waren van infectieziekten. En er werd ook ontdekt dat ze met bepaalde giftige stoffen gedood konden worden. Fleming wilde bacteriën kweken en deed dat met behulp van een petrischaal. De proef mislukte omdat er schimmels bijkwamen. De schimmel zat aan de ene kant van de schaal en de bacteriën aan de andere kant. Hierdoor kwam Fleming erachter dat de schimmel wel eens een giftige stof kon produceren en die stof noemde hij: ‘penicilline’.
Onderzoek:
Fleming wilde de penicilline gaan kweken, maar dat bleek een lastige opgave. De schimmel produceerde maar een heel klein beetje penicilline. Dus begonnen ze de schimmel te kweken. Maar de helft van het werk ging verloren en de onderzoekers slaagden er niet in om de penicilline voldoende te kweken.
Het werk van Florey en Chain:
Tien jaar later begonnen de geleerden Florey en Chain met de resultaten van Fleming te werken. Zij pakten het groots aan en begonnen het te maken in een oude fabriek. Juist toen ze wilden beginnen, brak de Tweede Wereldoorlog uit en konden ze niet aan genoeg middelen komen. In 1940 had Florey ongeveer 100 milligram penicilline verzameld en hij begon daarmee zijn experiment hoewel het wel onzuivere penicilline was.
Er werden 8 muizen ingespoten met een dodelijke dosis bacteriën, 4 van die muizen kregen penicilline toegediend degene die dat kregen bleven leven.
Omdat de mens 3000x zo groot is heeft hij ook 3000x zoveel penicilline nodig. Florey ging naar de VS om daar zijn onderzoek voort te zetten en hij werd gesubsidieerd door de overheid omdat er veel gewonde soldaten het geneesmiddel nodig had. 3 jaar later was het werk geslaagd en de eerste patiënt werd genezen in augustus 1942.
Hoe wordt penicilline in grote hoeveelheden gemaakt?
Biotechnologie:
Biotechnologie=het gebruik van (micro-)organismen om producten te maken. Door steeds meer te weten te komen over biologische processen, kunnen er steeds meer producten worden gemaakt door (micro- )organismen. Een voorbeeld: insuline werd vroeger verkregen uit slachtvee en tegenwoordig ook uit bacteriën.
Schimmels kweken op industriële schaal:
Schimmels kun je het best kweken op vast voedsel, in vloeistof kan ook maar het is moeilijker. Er is ook koeling bij nodig, omdat schimmels warmte af staan. Bij een levend organisme ziet het blokschema er anders uit dan bij een kleurstof. De bedoeling is om steeds meer schimmels te kweken die penicilline produceren dit gebeurt in 3 stappen:
1. er wordt een schimmel in een voorkweek tank gedaan, daar vermenigvuldigt de schimmel zich.
2. de kweek komt in een grotere reactor.
3. een zeer grote reactor (de bioreactor) wordt gevuld met voedingsvloeistoffen en alle tot dusver gekweekte schimmel.
Het zuiveren:
De penicilline is nu opgelost in de kweekvloeistof en moet er nu uitgehaald worden, dit gebeurd in aparte fabrieksinstallaties. De inhoud van de bioreactor wordt aan verschillende zuiveringsmethoden
onderworpen:
-filtratie -extractie -kristallisatie
-wassing ofwel vriesdrogen, bij een temperatuur onder 0°C wordt het water weggepompt als damp.
Er blijft nu zuivere penicilline als kristalletjes over. De fabriek levert dit als halffabrikaat of grondstof aan de geneesmiddelenindustrie.
Steriel werken in de industrie:
Bij de productie van penicilline worden hoge eisen gesteld aan het steriel werken, er mag geen enkele bacterie of schimmel in de reactor komen. Ook alle bewegende apparaten en andere onderdelen moeten steriel zijn. Ook de werknemers dragen speciale pakken om te zorgen dat er geen andere bacteriën en schimmels bijkomen.
Is penicilline een wondermedicijn?
De kwaliteit van ons leven:
Door penicilline zijn er veel mensenlevens gered en verschillende ziekten zijn nu niet meer dodelijk.
Penicilline verhindert de opbouw van de celwanden van bacteriën. Maar ook door penicilline zijn er resistente bacteriesoorten ontstaan.
Nadelen van antibiotica:
Antibiotica hebben een spectrum, dat alleen nut heeft als je weet met welke bacterie je te maken hebt.
Niet iedereen kan penicilline verdragen. Niet elk antibioticum kan tegen zuur en daarom kan het niet altijd via de mond ingenomen worden. Ook kun je bij een antibioticum niet altijd nagaan of het alle
ziekteverwekkers gedood heeft.
Nieuw onderzoek:
Voor een aantal van die nadelen hebben onderzoekers een oplossing bedacht. In de natuur komen ook
antibiotica voor, die andere eigenschappen hebben en dus andere bacteriën doden. Ook worden vaak antibiotica bijgemaakt, dit kan op 2 manieren gebeuren:
1. met zuivere penicilline een reactie uitvoeren
2. aan de kweekvloeistof stoffen toevoegen die een beetje anders zijn dan de normale, dus de schimmel vormt dan een gewijzigde penicilline soort.
Hoofdstuk 5: de onderzoeker
§5.1 Ontdekkingsreiziger en kaartenmaker Hoe gaan onderzoekers te werk?
Regelmaat:
Een bepaald patroon zorgt al miljoenen jaren voor een bepaalde regelmaat, bijv. seizoenswisseling, maan dezelfde vormen enz. Terwijl sommige verschijnselen maar eens in de miljoen jaar voorkomen en totaal onverwachts. Vroeger werden al deze verschijnselen toegeschreven aan de goden, ze wilden die gunstig stemmen door te offeren.
Een nieuwe manier van denken:
Ongeveer 2500 jaar geleden begonnen filosofen uit Griekenland te denken dat die verschijnselen niet door goden werden veroorzaakt maar door onpersoonlijke krachten. Deze filosofen deden geen nauwkeurige onderzoeken om te kijken of het waar was wat ze beweerden. Die filosofen vertrouwden volledig op hun redeneringen. Maar bijna alle geleerden uit die tijd dachten dat hun redeneringen, modellen en kaarten juist waren.
Eigen waarneming en ervaring:
Pas 400 jaar geleden (periode wordt nu de Wetenschappelijke Revolutie genoemd) onderzochten geleerden voor het eerst of hun beweringen wel klopten.
Zelf doen!
Aristoteles kwam erachter door logisch na te denken dat de valsnelheid van een voorwerp afhangt van zijn gewicht. Dit werd door bijna iedereen zonder meer aangenomen totdat in de 16e eeuw geleerden
begonnen met een onderzoek. Ze lieten voorwerpen met verschillende gewichten van een toren vallen en door de luchtweerstand kwamen de voorwerpen nooit op hetzelfde tijdstip op de grond terecht. Sindsdien was een praktische ervaring niet meer weg te denken uit het natuurwetenschappelijk onderzoek.
Inductie:
Omdat in die tijd ook veel ontdekkingsreizen waren, kwam men erachter dat niet alles wat in de boeken geschreven stond juist was. Dit bewezen de zeelieden.
Het doen van nauwkeurige waarnemingen neemt sinds de 16e eeuw in een natuurwetenschappelijk onderzoek een essentiële plaats in. Deze manier van kennis verkrijgen over de natuur wordt ook wel de inductieve methode genoemd (van het Latijnse inductio = het binnenleiden). Het idee erachter is dat je aan
de hand van voldoende waarnemingen tot conclusies kan komen, maar inductie is niet voldoende als basis voor een natuurwetenschappelijk onderzoek.
Onderzoeksvragen en hypotheses moet je zelf bedenken.
Deductie:
Deductie komt van het Latijnse woord: deductio = afleiden. Het wil zeggen dat men uit bestaande kennis nieuwe kennis verwerven door gewoon logisch na te denken. Zo werd de valwet eerst door Galileo Galilei logisch bedacht en daarna getoetst.
Sinds de 17e eeuw speelt wiskunde een belangrijke rol in deductieve redeneringen.
Een voorbeeld van een deductieve redenering:
Bij een bol wordt de oppervlakte 4x zo groot als de straal 2x zo groot wordt. Bij geluidenergie is het
omgekeerd evenredig, als de ene afstand zoveel keer zo groot wordt, dan wordt de andere afstand zoveel keer zo klein.
Ontdekkingsreiziger en kaartenmaker:
Bij de oude Grieken speelde deductie een belangrijkere rol dan inductie. Voor de moderne wetenschapper zijn ze alle twee even belangrijk, ze kunnen niet zonder elkaar. Bij deductie is de onderzoeker een
kaartenmaker en bij inductie is hij een ontdekkingsreiziger. Door combinatie van inductie en deductie kunnen onderzoekers tot preciezere theorieën komen.
Een voorbeeld: Wat zijn de bouwstenen van materie?
Eén van de oudste vragen:
Materie bestaan eigenlijk uit protonen, neutronen en elektronen, maar dat vergeten we even. Je moet je inleven in de natuurwetenschappers van vroeger om erachter te komen hoe zij dachten over de
bouwstenen. Het is een simpele vraag die een lastig antwoord heeft.
Atomen:
De Griekse natuurfilosoof Demokritos bedacht dat materie wel eens uit zeer kleine deeltjes kon bestaan.
Dit idee is nu al zo’n 2500 jaar oud. Hij noemde die deeltjes atomen. Eigenschappen van een stof konden worden herleid tot de vorm, grootte enz. Er waren in de 17e eeuw veel geleerden die zich tot het atomisme bekeerden, omdat ze vonden dat ze met behulp van natuurkunde, scheikunde verschijnselen het
makkelijkst konden verklaren.
Krentenbolmodel:
Aan het einde van de vorige eeuw ontdekte de Brit J. J. Thomson dat onder invloed van hoge elektrische spanning in een glazen buis, gevuld met gas onder lage druk, elektronen ontstonden. En hij ontdekte ook een stroom positieve deeltjes: protonen. Deze ontdekking leverde de eerste atoommodel op: het
krentenbolmodel. In 1911 deed Ernst Rutherford een experiment waarbij bleek dat het model van Thomson onjuist was en bijgewerkt moest worden.
Een cruciaal experiment:
Radioactiviteit was een straling en werd aan het einde van de vorige eeuw ontdekt. Dit was een aanwijzing dat atomen uit meerdere onderdelen bestond.
In 1911 gebruikte Rutherford een van deze straling: alfastraling die bestond uit positief geladen deeltjes.
Hij bestraalde een goudfolie met die positieve alfastraling en bijna alle stralingsdeeltjes gingen ongehinderd door het folie heen. Slechts een klein aantal ging er niet doorheen.
Rutherfords conclusie was: atomen zijn bijna allemaal leeg, de materie zit bijna allemaal in de kern van het atoom. Degene die er buiten zitten zijn de elektronen en zijn draaien om de kern heen.
Waarschijnlijkheidswolk:
Om het zonnestelsel model zaten banen die na experimenten niet meer bleken te kloppen. Daarom moest het model aangepast worden. Elektronen hebben net als licht een dubbele verschijningsvorm. De baan van de elektron moest daarom was daarom niet meer zo duidelijk als men eerst dacht.
Hiervoor in de plaats kwam de ‘waarheidswolk’, d. w. z. : een gebied waarin de desbetreffende elektron zich kan bevinden. Hoe lichter het, hoe groter de kans dat het elektron zich daar bevindt.
Veranderende modellen:
Het atoommodel veranderde flink in de laatste jaren. Daarom is het duidelijk dat de wetenschap er in de jaren ook op vooruit is gegaan.
§5.2 Hoe vrij is een onderzoeker?
Wie bepaalt wat er onderzocht wordt?
Het Manhattan-project:
In augustus 1939 schreef Albert Einstein, aan de vooravond van de Tweede Wereldoorlog een brief aan president Roosevelt. In de brief had hij geschreven dat een atoomkern gesplitst kon worden. Wel kwam daarbij een grote hoeveelheid energie vrij. Als ze de Duitsers voor wilde blijven, dan moest het onderzoek naar kernsplitsing versneld worden. Er was dus een nieuwe energiebron gevonden, maar dat was
tegelijkertijd ook een vernietigingswapen.
Die brief was de aanzet tot het Manhattan-project, dat was een erg geheim project en leidde in 1945 tot de eerste atoombom. Nadat de steden Hiroshima en Nagasaki vernietigt waren in augustus 1945, ging er een golf van ontzetting en verbijstering door de wereld. Veel dingen zoals de computer en de radar werden allemaal uitgevonden in de oorlog.
Soorten onderzoek:
In de tweede helft van de 19e eeuw werd onderzoek een echt beroep. De mensen wilden toen zuivere wetenschap. Maar tussen natuurwetenschap en maatschappij en economie zitten veel doorgangen. Om nieuwe producten te kunnen ontwikkelen zijn er veel jaren van onderzoek nodig.
Bij zuiver en fundamenteel onderzoek gaat het om kennis en met mogelijke toepassingen wordt heen rekening gehouden.
Fundamenteel onderzoek speelt zich vooral af bij universiteiten en niet commerciële instellingen (denk aan KNMI). Dit staat niet vast en de grens is erg onduidelijk.
Schijn:
Het is schijn dat het lijkt alsof wetenschappers die fundamenteel onderzoek doen vrij en onafhankelijk lijken. Want iedereen heeft geld nodig. Maar steeds minder onderzoeken worden gesponsord door het algemene budget van de universiteit.
Veel wetenschappers doen er van alles aan om toch aan geld te komen voor hun onderzoek.
Een onverwachte toepassing:
Bij fundamenteel onderzoek kun je van te voren niet zeggen tot welke handige uitkomsten het misschien kan gaan leiden. Zo bleek bij een onderzoek naar magnetisme dat de protonen zich gingen gedragen als kleine magneetjes. Als ze onder invloed waren van een magnetisch veld, dan gingen ze allemaal in dezelfde richting draaien om hun as.
Deze ontdekking wordt nog steeds toegespast.
Wat drijft een onderzoeker?
Nieuwsgierigheid en uithoudingsvermogen:
Veel onderzoekers doen onderzoeken omdat ze nieuwsgierig zijn naar hoe iets precies in elkaar steekt. Die nieuwsgierigheid is alleen nooit vrijblijvend, de onderzoekers bijten zich vast in vragen en problemen en door volhardendheid en uithoudingsvermogen komen ze achter hun antwoorden.
Gefascineerd door een mysterieuze straling:
De Poolse scheikundige Marie Curie en haar man Pierre ontdekten in 1898 een nieuw element en ze noemde het Polonium, omdat ze uit Polen kwam. Maar er zat nog iets in het erts, waar ze de Polonium uit hadden gehaald, dat nog radioactiever was en toen ze het vonden, noemden ze het radium. In tonnen erts zat in totaal maar 1 gram radium.
Invloed uit de samenleving:
Niet alle onderzoekers worden gestimuleerd door nieuwsgierigheid, sommige worden ook gestimuleerd als er vele ziektes in je omgeving zijn en willen zo gaan onderzoeken wat de oorzaak is. Zo komen er steeds meer nieuwe ontwikkelingen.
Scoren:
De wil om eens de Nobelprijs te winnen is ook een idee voor een onderzoeker om met een bepaald onderzoek te gaan starten. Dus onderzoekers hebben ook een soort eerzucht, maar zonder die eerzucht waren we ook nooit zoveel te weten gekomen.
Hoe ver mag een onderzoeker gaan?
Ontzag en argwaan:
Iedereen kijkt met andere ogen naar de wereld van de wetenschap, denk maar aan de films: Dr.
Frankenstein of Jurassic Park. Sommigen vinden dat onderzoekers zo maar hun gang gaan en niet nadenken over de gevolgen van hun onderzoek. Of naar het onderzoek naar DNA, veel mensen hebben er
een verschillende mening over.
Grenzen:
Als je je bezig houdt met DNA of iets anders at daarmee te maken heeft, dan kijken veel mensen je altijd op de vingers, er zijn duidelijke grenzen die dan niet overschreden mogen worden. In 1998 heeft Nederland gestemd op een verbod van het klonen van mensen. Vroeger deden bijna alle onderzoekers hun werk alleen, maar nu kunnen onderzoekers gewoonweg niet zonder samenwerking en uitwisseling.
§5.3 De wetenschappelijke methode Hoe ontstaan wetenschappelijke kennis?
Machine:
De wetenschappelijke methode wordt het meest vergeleken met een machine. Er gaat een hypothese in en er komt een oordeel uit.
Waar komen hypotheses vandaan?
Het is lastig om bij een goede onderzoeksvraag en goede hypothese te bedenken. Maar waar komen ze vandaan? Meestal komen ze uit goede waarnemingen en onderzoeken. Om tot een goede hypothese te komen, spelen veel invloeden een belangrijke rol.
Instrumenten:
Om exacte waarnemingen en onderzoeken te kunnen doen, heb je instrumenten nodig. Zo heb je de telescoop om in de ruimte te kunnen kijken, een microscoop om de kleinere dingen te kunnen waarnemen.
En bij de wereld van de atoomkern heb je een deeltjesversneller nodig.
Hoe zeker is wetenschappelijke kennis?
Doodlopende weg:
De meeste eerste hypothese zijn onjuist en kunnen verworpen worden. Het onderzoek dat je daarvoor gedaan hebt, is niet zinloos geweest. Zo komt men er namelijk achter of de wetenschapper zich op een doodlopende weg bevindt, of niet.
Aannemelijk:
Onderzoekers hebben geleerd dat hypotheses en theorieën nooit echt bewezen kunnen worden. Want iemand kan in de toekomst een experiment doen waardoor hun theorie onderuit gehaald kan worden.
Falsificatie:
Karl Popper (1902-1994) zei dat het natuurwetenschappelijk onderzoek niet op het aantonen van een juiste hypothese (=verificatie) moet zijn, maar op het aantonen van de eventuele onwaarheid van een hypothese (=falsificatie). Verificatie is bijna onmogelijk terwijl falsificatie echter goed te doen is. Hoe beter een
hypothese op haar eventuele onjuistheid is te onderzoeken (dus hoe falsificeerbaar is), des te
wetenschappelijker is ze.
Voortdurend blijven we de kaart van de werkelijkheid om te kijken of hij wel klopt.
Van zwaartekracht- naar relativiteitstheorie:
200 jaar lang, tot het begin van de 20e eeuw, dacht men dat de zwaartekrachtstheorie van Newton juist was. Tot Albert Einstein in 1905 zijn speciale relativiteitstheorie (E = mc²) publiceerde. Hij kwam tot de hypothese dat bij zeer hoge snelheden lengte, tijd en massa hun vaste waarde verliezen voor een waarnemer die zich niet met die snelheid voortbeweegt.
Hoe volledig is wetenschappelijke kennis?
Modellen:
Als je kennis hebt, dan heb je macht. Dus bij natuurwetenschappelijke kennis, heb je macht over materie en leven. Met een model wordt hier bedoeld verklaringen van natuurverschijnselen d. m. v. natuurwetten, chemische reactievergelijkingen enz. Maar met een model kunnen erg veel verschillende dingen bedoeld worden. Als de modellen veranderen, verandert ook de wetenschap.
Model en werkelijkheid:
Modellen blijven altijd vereenvoudigde afspiegelingen van een deel van de werkelijkheid. Geen enkel model geeft de hele werkelijkheid weer. Elk model heeft zijn eigen domein, zijn eigen gedeelte dat de werkelijkheid beschrijft, en hoe complexer dat domein, hoe minder nauwkeurig.
§5.4 De onderzoeker onderzocht Wie is professor dr. Van Lenteren?
Een keus maken:
Joop wilde eigenlijk helemaal geen arts worden, maar zijn ouders vonden dat een goede keus, omdat er geld mee te verdienen viel. Hij wilde veel liever elektrotechniek gaan studeren. Uiteindelijk werd het biologie. Hij ging daarin lesgeven. Daarna koos hij voor promoveren. Hij ging onderzoek doen naar populatiedynamica, het ging daarbij om de relatie tussen planten, plantenetende insecten en vijanden.
Privé:
Hij houdt van klassieke muziek, literatuur lezen, publicaties doornemen of dictaten schrijven en ontspanning.
Hij praat met zijn kinderen over milieuproblemen en houdt zich bezig met de natuur.
Drijfveren:
Aan het begin van zijn studie begon Van Lenteren het belangrijk te vinden, dat je nadenkt over wat leven precies inhoudt. Hij heeft gekozen voor entomologie dat zich met leven en milieu te maken houdt. Hij vindt het erg jammer dat mensen het milieu verpesten. Daarom houdt hij in zijn vrije tijd vaak lezingen over biologische bestrijdingen.
Hoe werkt de vakgroep entomologie?
Toonaangevend:
Hij is begonnen als onderzoeker in Leiden en is daarna naar Wageningen gegaan. Nu onderzoekt zijn vakgroep geurstoffen die planten afgeven.
Publiceren:
Door goede publicatie kan een vakgroep naam krijgen, daarom is publiceren erg belangrijk op een universiteit. Een onderzoeker moet 3 publicaties per jaar schrijven.
Prijzen:
Professor van Lenteren heeft al verschillende prijzen gewonnen.
‘Complete’ mensen:
als je een baan bij zijn vakgroep wil hebben, moet je een compleet mens zijn, zo moet je ook tijd hebben om andere dingen te doen behalve alleen maar werken. Zo ben je een goede onderzoeker als je creatief en enigszins eigenwijs bent.
Planten schakelen lijfwachten in:
Planten geven chemische stoffen af, waardoor er beestjes op af komen. Als er vijandelijke beestjes aan komen geven de planten geurstoffen af.
Wat kan een student verwachten?
Hard werken:
Meisjes kiezen vooral voor toegepast onderzoek terwijl de jongens vaak voor fundamenteel onderzoek kiezen. Dit is vooral omdat de meisjes zich meer verantwoord voelen tegenover het milieu. De studenten zijn vrij in het doen van onderzoeken. Je moet je wel als student 100% inzetten.
‘Speeltuin’ van zuiver onderzoek:
De Raad van Bestuur aan een universiteit bepaalt of een onderzoek door mag gaan, of juist niet. Ook mag de vakgroep niet alles onderzoeken. Als je het een niet onderzoekt, kun je het ander niet vinden.
