Izvor: S media, 01.Nov.2009, 18:10 (ažurirano 02.Apr.2020.)
San alhemičara se obistinio
Do danas je nagomilano toliko znanja da su hemičari, zaista, postali čarobnjaci u smišljanju i pravljenju najrazličitijih molekulskih sklopova, smatra akademik Živorad Čeković
I mi sami i svet koji nas okružuje, vidljiv i nevidljiv, satkani smo od bezbrojnih i raznovrsnih molekula. Zamenom tek jednog ili dva atoma, od kojih su sastavljeni, gorivo se pretvara u otrov, nejestivo postaje jestivo, neugodan miris prijatno zagolica nozdrve. A samo u jednoj kapi čiste vode nalazi >> Pročitaj celu vest na sajtu S media << ih se 700 miliona triliona molekula! Ej, zar to nije začuđujuće i zadivljujuće!
Hoće li 21. stoleće označiti „zlatne godine hemije života”? Naš sagovornik, akademik Živorad Čeković, duboko je u to uveren. Nedavno je nauku kojoj je posvetio ceo istraživački vek veoma domišljato i nadahnuto približio i nama neupućenima, organizujući divnu izložbu „Molekuli u tajnama života i svetu oko nas” pod okriljem SANU. Dragocen plod tog predstavljanja je izvanredna knjiga (monografija) sa istim naslovom, svojevrsna oda hemiji, u izdanju „Službenog glasnika”.
Šta hemičar opaža „kada dotakne unutrašnju stranu materije”?
Osećaju uzbuđenje i zadovoljstvo kada posmatraju taj čarobni prirodni svetoko nas. Uzbuđenje i zadovoljstvo sumnogo većikada naše razumevanje prodire ispod površine, a naročito kada shvatimo unutrašnju stranu materije. Zato je uživanje potpuno,a razmišljanje nadahnutoako bolje razumemo živi materijalni svet i materiju u celini.
Ako smo sastavljeni od molekula, zna li se od koliko i kakvih? Koji je to neophodan i neizbežan put da se život začne?
Materija se sastoji od sitnih čestica koje nazivamo atomima i molekulima ilielementima i jedinjenjima. Molekuli su karakteristične grupacije atoma čijom kombinacijom od samo pet do šest različitih elemenata, kao što su ugljenik, vodonik, kiseonik, azot, sumpor i fosfor,mogu nastati stotine miliona različitih molekula koji imaju različita svojstva, oblike i funkcije. U ljudskom telu preovladavavoda (66 odsto),a ostali deo sastojise od više hiljada različitih, uglavnom organskih molekula. Svako tkivo, svaki organ, svaka ćelija sadrže strukturno, po veličini, funkcijama i svojstvima, različite molekule. Taj broj je konačan,ali je ogroman. Da biste shvatili koliko jevelik taj broj, navešćupoznatipodatak da se, na primer, jedna dlaka trepavice sastoji od oko200 triliona (2 x 1014) molekula keratina molekulske mase oko 720. A samo jedna kap čiste vode sadrži oko 700 miliona triliona (7 x 1020) molekula.
Zamenom jednog ili dva atoma u molekulu gorivo se pretvori u otrov, nejestiva materija u jestivu, neugodan u prijatni miris. Ne podseća li nas to na san svih alhemičara?
Hemijska sinteza bavi se dobijanjem jedinjenja i materijala, i to ne samo onih koji postoje u prirodi,već osmišljava i stvaranove molekule i otkriva nove hemijske reakcije i sintetičke postupke. Do danas je nagomilanotoliko znanja da su sintetičari,zaista,postali čarobnjaci u smišljanjui pravljenju najrazličitijih molekulskih sklopova (struktura), od prostih ili kompleksnih organskih molekula do veoma precizno skrojenih molekula u raznim materijalima koji imaju unapred zadata svojstva i karakteristike. Zato se s pravom može reći da je san alhemičarapostao stvarnost.
Imate li jake razloge za to što ste hemiju stavili u središte prirodnih nauka? Zar se i hemičari ne pozivaju na zakone fizike?
Pošto je hemija nauka o materiji, a materija je predmet istraživanja i drugih nauka, to hemija,zaista,predstavlja centralnu prirodnu nauku. Mnoge druge (geologija, meteorologija, paleontologija), i to ne samo prirodne (farmakologija, neurologija), utemeljene su na hemijskim zakonitostima. Pored toga,medicina i inženjerstvo zasnivaju se na biohemijskim procesima i hemijski definisanim materijalima. Hemija ima središnje mesto i u primenjenim naukama i stvarai proizvodinajrazličitijematerijaleza najširi spektar ljudskih delatnosti.
Kako se stvaraju i uobličuju molekuli različite mase – od najlakšeg vodonika (2) do veštačkih polietilena (do milion)?
Nagomilano je ogromno znanje o strukturimolekula i o njihovoj reaktivnosti,i sa ovim saznanjima moguće je konstruisati najrazličitije molekule,nezavisno od veličine i namene. Tako je sintetizovanjedanprirodniotrov, palitoksin (bruto formule C129H223N3O54), koji ima 63 asimetrična ugljenikova atoma,pa može postojati 9 x 1018 stereoizomernih oblika. Od tog ogromnog broja veštački je napravljenjedini efektivanprirodni izomer. Naravno,hemija posebnu pažnju pridaje procesima i metodama za dobijanje materijala za najrazličitije namene (lekove, implantate, mirise, polimerne materijale, tečne kristale, superprovodnike, poluprovodnike, molekulske mašine i druge).
Sve živo, i biljke i životinje (svakako i čovek), predstavlja čudesnu hemijsku fabriku. U čemu je čarolija života?
Svaki živi sistem (biljke i životinje) raste, razvija se, reprodukuje i umire. U svim ovim životnim periodima proizvodii menja mnoge prirodne molekule,zato predstavlja pravuhemijskufabriku. One uzimaju materije iz okoline i od njih sintetizuju i stvarajumolekule neophodne za rast i razvoj organizma. Biljke su,zaista,čudesne žive hemijske fabrike koje iz sitnog semena samo od ugljen-dioksida, vode i malih količina mineralnih materija, uz pomoć sunčeve svetlosti stvaraju ogromne strukturekoje se sastoje od prirodnih molekula. One delotvorno obavljajufotosintetičku konverziju ugljen-dioksida i vode u šećer, ugljene hidrate, celulozu ili skrob, a mogu dakonvertuju šećerne molekule u molekule proteina ili masti i raznih drugih proizvoda biljnog metabolizma.
U ćelijama živih sistema postoje specifične supstance,izgrađene od manjih ili većih bioloških molekula koji imaju kompleksne strukture, pune čudesnih, za život važnih sitnica. Kada se ćelije posmatraju ispod moćnihmikroskopa, uočavaju se brze i dramatične promene (aktivnosti)koje čine suštinu života,a zasnovane suna fenomenalno usklađenom rasporedu atoma povezanih u ogroman broj običnih i biološki važnih molekula. Nepostoji nikakva „živa sila” koja pokreće i održava život u ćelijama,to susamo oscilacije pojedinih delova ili celih molekula, utemeljenena hemijskim i fizičkim odlikamaatoma pojedinih elemenata. Pod uticajem tihoscilacija odigravajuse razne hemijske promene u ćelijama,od kojih nastaju novi molekuli i stvara se energija, što predstavlja život.
Jesu li hemičari kadri da iznova, u svojim laboratorijama, stvore sve postojeće molekule u kosmosu? Mogu li do tančina da oponašaju prirodu?
Hemičari u svojim laboratorijama mogu,zaista,napraviti sve molekule čije su strukture poznate i tačnoutvrđene, nezavisno od toga dali su ovozemaljske ili iz kosmosa. Pri tomeuče od prirode,a naročito kako ona pod blagim uslovima sintetizuje tako kompleksne molekulske strukture. Hemičaričesto pokušavaju da oponašajuprirodu, ponekad uspešno. Na primer, biljke pod veoma blagim uslovima redukuju ugljen-dioksid do najrazličitijih organskih molekula i prevode ga u energetski bogatije molekule (celuloza, skrob itd.), apri tome se voda oksiduje do kiseonika koji se vraća u prirodu. To je poznati proces fotosinteze biljnih materijala indukovan sunčevom energijom. Hemičari još samo pokušavaju da imitiraju prirodnu fotosintezu. Kada ovladaju tim procesom,biće rešeni energetski problemi na Zemlji jer će na raspolaganju bitiogromne količine ekološki čiste energije.
Zašto se sve hemikalije opisuju zastrašujućim pridevima: da li je posredi strepnja od nepoznatog ili strah od smrti?
Svojstva i reaktivnost velikog broja hemikalija koje imaju širokusvakodnevnuprimenunisu poznati običnim ljudima. Zbog tog nepoznavanja im se,najčešće,pripisuje zastrašujući karakter. Nije to strah od smrti,već od nepoznatog. Sve hemikalije mogu biti i otrovi i korisni materijali. Ako stavite malo sirćetne kiseline, dobićete ukusniju salatu; ukolikopopijete 10 mililitaračiste sirćetne kiseline,otrovaćete se. Slično je i s lekovima:u kontrolisanim uslovima leče, kadase koriste nekontrolisano mogu biti otrovi. Hemija je, u stvari, dobroćudna nauka, pod uslovom dase poštuju njene zakonitosti.
Može li savremena nauka, najpre hemija, da rastumači davnašnju teističku poruku: „Od zemlje je potekao, u zemlju se vraća”?
Savremena nauka ima objašnjenje verskog tumačenja nastanka života i sveta na Zemlji. Nastajanja života iz zemlje (u najširem značenju), trajanje i konačno smrt obuhvataju poznate molekule i njihove hemijske promene. Ogromna raznolikost molekula i beskonačnost međusobnog kombinovanja i povezivanja omogućuju postojanje velike prirodne raznolikosti oblika života, najrazličitijih biljnih i životinjskih vrsta. Biljni svet,zaista,nastaje iz zemlje i vode, raste i razvija se pod uticajem sunčevih zraka. Životinjei čovek koriste biljke kao hranu i energiju koja je stvorena iz zemlje. Završetkom životnog ciklusa prirodni molekuli se hemijskirazlažu uugljen-dioksid i drugemolekulekoji se vraćaju u zemljui vazduh. I zato je navedena izreka tačna s naučnog stanovišta.
Stanko Stojiljković
[objavljeno: 31/10/2009]
(Foto Luka Vuletić)
Izvor: Politika
