NTNU - Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet
Ansvarlig redaktør: Informasjonsdirektør
Anne Katharine Dahl

Redaktør:
Tore Oksholen

Teknisk ansvarlig: 
Kenneth Aar

 

Y-philes

Professor Martin Ystenes er opphavsmannen til «Sprøytvarsleren» - dedikert systematisk forfølgelse av kvasi-journalistikk innen forskning og vitenskap. Men hva er god vitenskapsjournalistikk-

Under vignetten «Y-philes» vil professor Ystenes ta opp tema relatert til disse spørsmålene.

Martin Ystenes

Dyktige forskere har flaks

 

Supersyren «Magic Acid» (SbF5 *SO3F) er den sterkeste syren man kjenner. Naturligvis er den ekstremt etsende. Ikke kan du oppbevare den i en glassbeholder, for glass blir ødelagt. De aller fleste metaller vil bli spist opp av syren - jeg ville vært skeptisk til platina, gull ville nok gå bra. Men du kan ha det i en bærepose.
«Utviklingen er et resultat av en uvasket reaktor og et knust glassrør.»

Helt bokstavelig skal man ikke ta det, for «magic acid» ødelegges raskt av luft, og plastposen er ikke diffusjonstett. Men polyeten (eller polyetylen), som posen lages av, er ett av de materialene man kjenner som er mest motstandsdyktig mot kjemikalier. Og i motsetning til gull og platina koster det bare noen få kroner per kg.

Karl Ziegler oppdaget ved en ren tilfeldighet i 1952 en ny måte å produsere denne plasten på. Han studerte «aufbau»-reaksjonen, hvor han ved hjelp av aluminiumforbindelser koblet sammen etengassmolekyler til en oljeaktig blanding av litt større molekyler. En dag de åpnet reaktoren, fant de et hvitt pulver. Undersøkelser viste at pulveret var polyeten og at forrige bruker av reaktoren hadde brukt finfordelt nikkel. Reaktoren var ikke vasket skikkelig! Karl Ziegler utviklet deretter en katalysator som gav ham Nobelprisen i 1963, han påstås å være den første som både ble rik og fikk Nobelpris for samme oppdagelse.

Ziegler delte Nobelprisen med italieneren Giulio Natta, og katalysatoren fikk navnet Ziegler- Natta. Natta undersøkte hvilke andre plaststoffer katalysatoren kunne lage, og laget polypropen (eller polypropylen). Problemet er at hvert propenmolekyl kan tillegges den voksende plastkjeden på to ulike måter, og hvis det skjer tilfeldig, får man en seig, klissete masse som ikke kan brukes til noe. Den nye katalysatoren fikk propenmolekylene til å legge seg på samme måte nesten hver gang, med en nøyaktighet som bare ble overgått av biokjemiske reaksjoner i kroppen. Resultatet ble ett av våre viktigste plastmaterialer.

Dette var situasjonen fram til 1980-tallet, da en ny tilfeldighet startet en ny revolusjon. Visse metallorganiske forbindelser, metallocener, kunne polymerisere både eten og propen, men de var lite effektive, så det var få som så noe potensial i dem. Walter Kaminsky i Hamburg studerte en slik katalysator med MR-spektroskopi, mens den sakte men sikkert omdannet eten til polyeten. Plutselig raste reaksjonshastigheten i været, og etter kort tid var reaksjonen avsluttet.

Årsaken var at glassrøret med prøven hadde sprukket. Den vanlige kokatalysatoren (aktivatoren) hadde reagert med luft, og en treg katalysator ble plutselig supereffektiv. Oppdagelsen kom totalt overraskende, og kunne derfor forblitt uoppdaget hvis ikke det røret hadde knust. På min aller første vitenskapelige konferanse i 1986 fikk jeg oppleve Kaminsky fortelle om det endelige gjennombruddet. Presentasjonen var en teknologihistorisk hendelse.

I tillegg til å få en katalysator som gav andre plastkvaliteter, fikk forskerne en katalysator som var lettere å forstå og som gjorde det lettere å utvikle nye produkter. Oppdagelsen startet en frenetisk teknologiutvikling og patentering, og medførte sammenslutninger av firmaer som ville sikre seg tilgang til ny teknologi. Røret som knuste, kan ha vært den direkte årsak til at Exxon og Mobil slo seg sammen.

Framtidens biler vil antakelig inneholde mye mer plast enn dagens. Hele karosseriet til «Think»-bilen er laget av metallocenbasert polyeten fra Bamble. Fordi resirkulering forventes å bli viktigere i framtiden, tror mange at bilprodusentene etterhvert vil konsentrere seg om polypropen som plast til bildeler. Dette er en plast som kan produseres, bearbeides og brennes uten problematiske utslipp (bortsett fra CO2), og som stort sett kan brukes uten tilsetningsstoffer slik at den er lett å gjenvinne. Disse egenskapene deler plasten med polyeten, men polypropen har høyere smeltepunkt og et større anvendelsesområde - blant annet til fiber.

Litt merkelig å tenke på at denne utviklingen er et resultat av en uvasket reaktor og et knust glassrør - og to forskere som var nysgjerrige.