Koolzuur (CA) is een cruciale stof in het evenwicht tussen kooldioxide, water en vele mineralen. Toch zijn veel van zijn eigenschappen nog helemaal niet bestudeerd of verkeerd begrepen. De korte levensduur in aanwezigheid van vocht is een groot struikelblok geweest bij de bestudering ervan. De laatste twee decennia is er een gestage, zij het langzame vooruitgang geboekt bij de opsporing, de synthese en het onderzoek van CA in zijn verschillende fasen – als molecuul in de gasfase, in zijn kristallijne toestand, als adsorbaat aan minerale oppervlakken en in waterige oplossingen. Zo hebben ultrasnelle spectroscopische experimenten met tijdresolutie en op moleculaire dynamica gebaseerde berekeningen van de vrije energie met behulp van de dichtheidsfunctionaaltheorie van Kohn-Sham aangetoond dat de pKa van CA ongeveer 3,5 bedraagt, waardoor de zuurtegraad vergelijkbaar is met die van mierenzuur. De samenstelling van de gasfase in termen van conformatie en oligomeer populatie is ook onderzocht. Dunne films van kristallijne koolzuurpolymorfen zijn gesynthetiseerd en gekarakteriseerd met behulp van infrarood- en Raman-spectra. Gezien de moeilijkheden die gepaard gaan met het uitvoeren van experimenten om CA te onderzoeken, heeft computermodellering een belangrijke rol gespeeld. Met behulp van een meerlagige modelbenadering hebben we verschillende modelkristalstructuren onderzocht die onderscheidende waterstofbrugmotieven bezitten. Hun vibratiespectra werden vergeleken met die verkregen uit experimenten. Een modelkristal met waterstofbruggen in een ketenvorm past beter bij de experimentele vibratiespectra van β-carbonzuur dan een model waarin het motief tweedimensionaal (plaatvormig) is. Onder droge condities voorspellen we dat zo’n kristal stabiel is beneden 359 K bij 1 atm. In dit hoofdartikel geven we een samenvatting van ons werk aan koolzuur en bespreken we bijdragen van anderen.