De fullereen epidemie

Sinds Wolfgang Krätschmer en Donald Huffman in augustus en september 1990 verslag deden van de synthese van een nieuwe vorm van koolstof, buckminsterfullereen of buckybal, is de chemische wereld in hevige beroering geweest.

Hoewel al in 1985 de eerste aanwijzingen voor het bestaan van dit molecuul waren gevonden, bleek de mogelijkheid om het in grote hoeveelheden te synthetiseren een wereld van nieuwe toepassingen en ontdekkingen te openen. Dat was directe aanleiding tot een explosie van artikelen op dit gebied.

Een recente analyse geeft alleen al voor 1991 het enorme aantal van bijna 600 artikelen in de officiële wetenschappelijke literatuur (Angewandte Chemie, 104). De Verenigde Staten nemen overigens in de stand tot nu toe met afstand de eerste plaats in en leveren meer dan de helft van de produktie.

Opvallend in de lijst is verder het grote aantal artikelen afkomstig van industriële laboratoria, hetgeen natuurlijk direct samenhangt met de mogelijke (winstgevende) praktische toepassingen van het molecuul.

S-curve

Normaal gesproken vertoont het verloop van wetenschappelijk onderzoek een zogenaamde S-curve. Aanvankelijk breidt het kiem-idee zich relatief langzaam uit, tot het, vaak nog heel plotseling, algemeen wordt opgepikt en er een steile toename te zien is in bijvoorbeeld het aantal betrokken onderzoekers en de toegewezen budgetten. Later treedt er meestal toch weer een verzadiging op - kennelijk kan geen enkel wetenschappelijk onderzoek blijvend uitdagingen leveren - waarmee de S-curve wordt voltooid.

Uit analyses van een groot aantal van dit soort groeicurves concludeerden Wolfgang Goffman en medewerkers reeds in 1964 in Nature, dat er duidelijke parallellen waren met het uitbreken en zich verspreiden van een epidemie. Heel elegant kon worden aangetoond dat inderdaad twee zo verschillende fenomenen met dezelfde statistische modellen beschreven konden worden. Goffman geeft in zijn artikelen een paar aardige voorbeelden ter illustratie van zijn analyses.

In de figuur zijn de resultaten weergegeven van een simpele bibliografische analyse (met behulp van de Chemical/Physical Abstracts) van een aantal recente wetenschappelijke ontdekkingen. Het aantal in één jaar gepubliceerde artikelen over een speciaal onderwerp werd bepaald aan de hand van trefwoorden, en vervolgens gedeeld door het totaal voor dat jaar in de Chemical/Physical Abstracts opgenomen artikelen.

Aangezien dit aantal de laatste jaren vrij constant zo rond de 500.000 ligt, kon ook een schatting gemaakt worden voor het jaar 1992. Wanneer het cumulatieve aantal publikaties voor elk jaar wordt uitgezet, is het vooral voor het onderzoek aan Supernova 1987a duidelijk dat er een verzadiging is opgetreden. Dat ligt voor de hand: er zijn op korte termijn geen echt nieuwe ontdekkingen meer te verwachten.

Dat lijkt ook het geval te zijn voor twee andere wetenschappelijke ontwikkelingen, de hoge-temperatuur supergeleiding (ontstaan na de eerste publikaties van Bednorz en Müller in april 1986), en de koude kernfusie (van Pons en Fleischman uit maart 1989, waarvan zo goed als vaststaat dat de geclaimde resultaten berusten op slecht wetenschappelijk onderzoek). Hoewel het natuurlijk niet terecht is deze twee direct met elkaar te vergelijken, valt wel op dat ze een gelijksoortig gedrag vertonen: in beide gevallen was er sprake van een explosieve groei, die ook vrij snel weer afnam. Zo wordt binnen een relatief korte tijd de S-curve voltooid.

Beide curves geven duidelijk aan dat het bedrijven van wetenschap een modeverschijnsel is geworden: wanneer er een nieuw wetenschappelijk idee wordt gelanceerd, en dat gebeurt dan tegenwoordig vaak met enorm veel publiciteit, gooien vele onderzoekers plotseling het roer om. De aanvankelijk geplande experimenten worden gestaakt en het nieuwe onderwerp wordt bestudeerd.

Wetenschappelijke tijdschriften worden daarna overstroomd met artikelen, hetgeen het normale review-proces vaak verstoort. Zo neemt Nature tegenwoordig al praktisch geen buckybal-artikelen meer op, juist omdat er zóveel aangeboden worden dat een goede toetsing van de kwaliteit ervan wel bijna achterwege moet blijven. Is het nieuwe er eenmaal af, dan gaat ieder weer over tot de orde van de dag, het eerdere, "gewone' onderzoek wordt weer opgenomen, en slechts een "harde kern' van wetenschappers zet het onderzoek voort.

Langzaam op gang

In het geval van de uitvinding van de Scanning Tunneling Microscope (STM), en de daarvan afgeleide technieken als de Atomic Force Microscope (AFM), is een heel ander gedrag te zien: de eerste publikatie van Binnig en Rohrer dateert al van 1983, en het heeft dan ook duidelijk even geduurd voor het belang van hun werk algemeen werd ingezien. Het wetenschappelijk onderzoek op basis van de STM/AFM is met andere woorden langzaam op gang gekomen, maar groeit ook nu nog altijd gestaag. Het is duidelijk een voorbeeld van een veel meer "solide' wetenschappelijke ontwikkeling, waar op dit monent nog volop beweging in zit. Van stabilisatie is derhalve voorlopig nog absoluut geen sprake.

Dat er op dit moment gesproken kan worden van een buckybal-epidemie zal ook uit de figuur duidelijk zijn. De analyse in Angewandte Chemie wijst uit dat het eigenlijke uitbreken ervan precies samenviel met de publikatie van Krätschmer en Huffman in Nature in september 1990, iets wat je natuurlijk ook op je klompen kan aanvoelen. Het verzadigingspunt is echter bij lange na nog niet bereikt.

Een voorzichtige schatting van het aantal artikelen in 1992 geeft aan dat het er wel eens meer dan drie keer zoveel zouden kunnen worden als in 1991! Of het fullereen-onderzoek zich inderdaad snel zal stabiliseren, dient te worden afgewacht. De kans is echter zeer wel aanwezig dat we opnieuw te maken hebben met een modeverschijnsel. Helemaal verkeerd is dat natuurlijk niet, maar wel dient door geldgevers in het oog gehouden te worden dat niet plotseling ook bij hen het roer wordt omgegooid. Anders volgen we elke keer een nieuwe mode en dat zou ten koste gaan van veel, misschien wel even goed wetenschappelijk werk.