Zeg het met bubbels: Een zoutoplossing blijkt nog het meeste weg te hebben van een 'colloidale suspensie'. De zoutionen (groen) vormen samen met een schilletje watermoleculen (roodwit) een soort afgerond 'balletje' dat de andere watermoleculen niet beinvloedt. (Illustratie: FOM-Amolf, kleurbewerking Noorderlicht)
De geheimzinnige eigenschap van water om een andere stroperigheid te krijgen als je er zouten in oplost, blijkt helemaal niets raadselachtigs om het lijf te hebben, zo leert Amsterdams onderzoek. De vondst van de Amsterdammers is een nekslag voor de homeopathie – én een haast beschamende tik op de vingers van de fysische chemie. Vijftig jaar lang blijken chemici water geheimzinniger te hebben gemaakt dan het is.
Jarenlang werd het verschijnsel opgevoerd als een duidelijke aanwijzing dat homeopathie écht is. Als je een zout oplost in water, verandert de stroperigheid (viscositeit). Dat kan eigenlijk maar één ding betekenen, menen chemici sinds de jaren vijftig: zouten doen ‘iets’ met de structuur van water. Er bestaan blijkbaar ‘structuurmakende’ zouten, redeneerde men, die de verbindingen tussen de watermoleculen - de 'waterstofbruggen' - verstevigen.
Niet zo heel vreemd dus dat homeopaten met de theorie aan de haal gingen. Vloeistoffen waarvan de structuur 'verandert' als je er een werkzame stof in oplost, kunnen altijd rekenen op de warme belangstelling van de homeopathie.
Maar er blijkt helemaal niets vreemds aan de hand, zo onthullen Amsterdamse fysisch-chemici deze week in het blad Science. Er zijn helemaal geen ‘structuurmakers’ nodig om te verklaren wat er in wateroplossingen gebeurt.
Huib Bakker en collega’s van het Amsterdams FOM-instituut voor de Atoom en molecuulfysica (Amolf) bestudeerden in detail wat er gebeurt tussen watermoleculen en zoutionen, door zoutoplossingen te beschieten met ultrakorte lichtpulsen. Tot hun verbazing bleek al bij de eerste de beste zoutoplossing die ze bekeken dat het gedrag van veruit de meeste watermoleculen helemaal niet veranderde. Alleen in de directe omgeving van de zoutionen gebeurde er iets met de structuur van water. De onderzoekers zagen hoe een paar watermoleculen zich aan het ion hechtten, om zo een soort schilletje rond het zoutdeeltje te vormen. De zoutionen met de schilletjes eromheen vormen zo kleine ‘balletjes’ die geen noemenswaardige invloed hebben op de rest van de waterstofbruggen.
Meer dan die balletjes is er niet nodig om veranderingen in de stroperigheid van water te verklaren, schrijven Bakker en collega’s in Science. Water met kleine balletjes erin is immers een oude bekende in de vloeistoffysica. Zo’n systeem, een ‘colloïdale suspensie’, is een soort overgangsvorm tussen een echte oplossing en een vloeistof waarin grote, macroscopische objecten ronddrijven. Colloïdale suspensies worden vaak gebruikt bij experimenten om het gedrag van moleculen na te bootsen: in plaats van echte moleculen gebruikt men dan ultrakleine glazen bolletjes.
Colloïden hebben een prettige eigenschap: je kunt er prima aan rekenen. Voor de stroperigheid van balletjesvloeistof bijvoorbeeld bestaat een simpele formule, de zogeheten Einsteinrelatie. De Amsterdammers hebben alles nog eens nagerekend, en komen tot de verbluffende ontdekking dat die Einsteinrelatie het ‘geheim’ van water prima kan verklaren.
”Inderdaad is het best gek dat niemand dit eerder heeft gevonden”, vindt onderzoeker Michel Kropman. “Maar eigenlijk is het nog veel vreemder dat men überhaupt op het idee is gekomen om ‘structuurmakers’ aan te dragen als verklaring voor hoe het werkt. Ik denk dat iemand dat ooit zo heeft opgeschreven, en dat anderen het vervolgens klakkeloos hebben overgenomen.”
Homeopaten zullen minder verheugd zijn. Vorige maand nog beweerde de Zwitserse chemicus Louis Rey dat hij experimenteel bewijs had gevonden dat water een ‘geheugen’ heeft voor stoffen waarmee het in aanraking is geweest – de waterstofatomen zouden er iets andere posities door aannemen. En twee jaar geleden zagen Duitse en Zuid-Koreaanse onderzoekers tot hun verbazing dat sommige stoffen juist lijken samen te klonteren naar mate de oplossing waarin ze zitten verder werd verdund. Aan de andere kant wees een recente overzichtsstudie van zeventien onderzoeksartikelen uit dat homeopathische geneesmiddelen niet aantoonbaar werken.
Kropman denkt er het zijne van. Het kan bijna niet anders, of homeopathie-vriendelijke onderzoeksresultaten als die van Rey berusten op methodologische foutjes. “Wij vinden ook wel eens iets waarvan je aanvankelijk denkt: hoe bestaat het. Maar meestal blijkt er achteraf een foutje in het spel.”
Maarten Keulemans, NOS Online
Anne Willem Omta et al, “Negligible effect of ions on the hydrogen-bond structure in liquid water”. In: Science, Vol. 301, 347-350 (2003)
E. Ernst, “Systematic reviews of homeopathy”. In: British Journal of Pharmacology, Vol. 55, 577-582 (2002)
Zeg het met bubbels: Een zoutoplossing blijkt nog het meeste weg te hebben van een 'colloidale suspensie'. De zoutionen (groen) vormen samen met een schilletje watermoleculen (roodwit) een soort afgerond 'balletje' dat de andere watermoleculen niet beinvloedt. (Illustratie: FOM-Amolf, kleurbewerking Noorderlicht)