HEMIJA

Pripremio: M. Rajković

Akademik Živorad Čeković, redovni profesor Hemijskog fakultetau Beograd

Čarobni svet Molekula

Okruženi smo hiljadama hemijskih preparata, govorimo o “kućnim” hemikalijama, pijemo mleko sa aditivima, u ishrani koristimo “jodiranu” so, bol u glavi odstranjujemo tabletom aspirina, diskretni miris parfema deluje prijatno na naša čula. Pa ipak, hemija je kao nijedna druga nauka neprestano raspeta na medijskoj golgoti. Novine i televizijske emisije vrve od izveštaja o “ekološkim bombama” i “incidentima”, havarijama u hemijskim postrojenjima, hrani punoj pesticida, trovanju osiromašenim uranijumom. Te katastrofične priče emituju “loše vibracije”, koje odvlače pažnju od činjenice da se sa hemijom srećemo “od jutra do povečerja” i da u mnoštvu savremenih hemikalija ima štetnih, smrtonosnih i eksplozivnih ali i blagotovrnih, spasonosnih i korisnih, koje naš život čine udobnijim, bogatijim i sigurnijim

Izložba u Galeriji SANU “Molekuli u tajnama života i sveta oko nas”, koja je otvorena početkom maja, i prateći katalog, kakvi su štampani uz prezentaciju stogodišnjih iskopavanja neolitske metropole u Vinči ili Kanona Milutina Milankovića u istom izložbenom prostoru, treba da crnu semenatičku sliku hemije osenči vedrijim tonovima i pomogne da proniknemo u srce materije i promena u živom svetu.

- Izložba ima za cilj da razbije u našoj javnosti raširene zablude o hemiji i da nas oslobodi straha od ove “opasne, štetne, smrdljive i otrovne” nauke. Da nam hemiju učini bliskijom i razumljivijom i pokaže da je ona korisna i dobroćudna - kaže akademik Ivan Gutman, sa Univerziteta u Kragujevcu.

Autor izložbe, akademik Živorad Čeković, redovni profesor Hemijskog fakulteta u Beogradu, koji je generacijama studenata predavao organske sinteze, u uvodnom ogledu kataloga Pogled u molekule, koji je prema profesoru Gutmanu, prava oda hemiji, piše:

- Ovom izložbom hemičari nastoje da preko malih čestica materije - molekula, ljudima približe i otkriju objektivnu hemijsku stvarnost, da ih upoznaju sa argumentima i slikama o prirodi, prirodnim molekulima, procesima u nama i živom svetu oko nas, da nas upoznaju sa materijama i stvarima koje svakodnevno posmatramo i u kojima uživamo. Želimo da osetite uzbuđenje i oduševljenje prilikom prodiranja u suštinu materije i njenog razumevanja.

Zašto baš izložba o molekulima? Zato što se nastajanje života iz zemlje, njegovo trajanje i umiranje ne mogu razumeti, kao ni osetiti lepota beskonačne prirodne raznovrsnosti i uživati u njoj, ako se ne poznaju “te male, ali složene čestice” od kojih je sazdana svekolika priroda. Molekuli boja dva cveta, crvene bulke i plavog zvončića, na primer, razlikuju se samo u položaju jednog atoma u antocijanskom molekulu. Razumevanjem molekula razumemo i uslove i razloge zašto se oni menjaju a promene u molekulima uslovljavaju promene u životnim procesima živih organizama. Te promene su zasnovane na promenema strukture a time i funkcija molekula - objašnjava akademik Čeković.

Posetioci izložbe mogu, pre svega, da vide molekule koji igraju važnu ulogu u životnim procesima (jednostavan molekul vode bez koga ovakav svet ne bi postojao, molekule pomoću kojih dišemo i koje sagorevamo); molekul celuloze koji raste i od koga nastaju velike šume ili nukleinske kiseline “koje dešifruju generacije živih bića”, ali i one od kojih su stvoreni materijali koje nam je hemija tek nedavno stavila na raspolaganje. Profesor Gutman ih opisuje kao “blistava dostignuća savremene hemije”.

Kilogram nanocevi i kilogram zlata

- Pored proučavanja prirode, hemija sve više nastoji da je menja – ističe naš sagovornik. - Moderna hemija je sve manje prirodna a sve više sintetička nauka. Ona može transformisati materiju na načine koji bi iznenadili čak i alhemičare (prevesti pesak u tranzistore i kompjuterske čipove ili sirovu naftu u plastiku, vlakna, lekove, pesticide i druge proizvode). Mnogi proizvodi moderne hemije zaista su vredniji od blistavih metala koje su alhemičari nastojali da naprave.

Profesor Čeković navodi novi oblik ugljenika, od koga se grade nanocevi, koje imaju hiljade potencijalnih primena i višestruko su vrednije od zlata. Kilogram čistih nanocevi košta oko 200 hiljada dolara a kilogram zlata deset puta manje. Hemičari danas mogu dizajnirati bilo koji molekul ili ga sintetisati. “Koristeći nagomilana znanje, većina istraživača u industriji i akademskim institucijama nastoji da izvrši efikasne sinteze do sada nepoznatih molekula koji bi mogli imati primenjeni karakter”.

Polimeri i plastike za različite namene su materijali zasnovani na sintetičkim osnovama. Tako su dobijeni tečni kristali (u displej tehnologijama), fulereni i nanocevi, molekulske mašine, materijali i uređaji za komunikacije i transportna vozila. Posle petroleumske ere, hemija ima centralnu ulogu u rešavanju problema buduće energije.

- Veliki broj istraživačkih grupa - veli prof. Čeković - bavi se time kako imitirati fotosintezu i pomoću sunčevu svetlosti molekule ugljendioksida ili vode pretvoriti u energiju. Smatra se da će u budućnosti hidroliza vode pomoću sunčeve energije omogućiti da se naprave ogromne količine tečnog vodonika (koji je najčistije energetsko gorivo) ili transformacijom azota, koji je stabilan niskoenergetski molekul. Današnja nauka može da iskoristi samo 5-6 procenata Sunčeve energije. Kada iskorišćenost bude 25 procenata svetlosti koja padne na jednu površinu, čovečanstvo će rešiti problem energije.

Podsticaj “zelenoj hemiji”

Da bismo uživali u blagodetima, ali i delili rizike koje donose savremena dostignuća u hemiji, hemičari žele da pomognu svestranijem upoznavanju hemijskih proizvoda i naučnih otkrića, da objasne šta ta otkrića donose, dobro i/ili loše, koliko i kako mogu da pomognu i kakve su posledice njihove primene. Kako ističe akademik Čeković, oni prosto moraju pomoći da se svet oslobodi sve veće zabrinutosti i straha od sveprisutnosti i ogromne primene hemijskih proizvoda.

Hemijska industrija igra glavnu ulogu u svetskoj trgovini pa je i značajan deo međunarodne politike. Živorad Čeković navodi da je na listi najisplativijih lekova za 2006, na prvom mestu An HMG-CoA reductase inhibitor used to lower LDL choieterol levels, koji se proda za 3,7 milijardi dolara (6,58 biliona). Zatim kardiovaskularni lekovi (2,1 milijardu dolara). To su sve molekuli oblikovani u lekove, ali ta jedinjenja su izdvojili hemičari.

Različite debate o prirodnom okruženju i klimatskim promenama učinili su hemiju još više i političkom naukom. Naučna društva, akademske institucije i industrija, po mišljenju našeg vodećeg stručnjaka u oblasti organskih sinteza, treba da promovišu i podstiču unapređenje i razvoj “zelene hemije”, koja je prihvatljiva za životnu sredinu i usklađena sa ekološkim zahtevima.

Hemijska biologija - nauka u začeću

Na pitanje: kuda ide organska sinteza u 21. veku, autor ove fascinirajuće izložbe odgovara:

- Organska sinteza nije samo intelektualni izazov nego je i vitalno polje za opstanak ljudske vrste. Zato hemičari treba da udruže snage sa naučnicima iz drugih oblasti i inženjerima. Tako sintetički organski hemičari, zajedno sa biolozima, nastoje da kreiraju integrativnu ‘nauku o životu'. Živi sistemi, iako izgledaju komplikovano, samo su skupovi velikih i malih molekula koji funkcionišu u skladu sa zakonima prirode. Nobelovac Džons Votson (Jones Watson), koji je otkrio duplu heliksnu strukturu DNK i otvorio vrata molekularne biologije (što je pola veka kasnije dovelo do dešifrovanja ljudskog genoma), rekao je: “Život je postao materija hemije”.

Velika dostignuća hemijske nauke sve više obećavaju da će ovaj vek pripasti hemiji i biologiji. Cilj fundamentalnih nauka i jeste da se biologija egzaktno prevede u “hemijske izraze”. Kritična faza u otkrivanju ove misterije je stvaranje “molekulske slike” kako se vrše hemijski procesi u živom tkivu. Tu misteriju treba da razreši hemijska biologija, nauka u začeću, koja proučava molekulske promene i biološke funkcije u živoj ćeliji. Smatra se, kaže prof. Čeković, da će u budućnosti naučnici spoznati na kojim hemijskim procesima počivaju naše mišljenje, pamćenje i slične funkcije.

Hemičari su uglavnom pronašli odgovore na pitanja: kako funkcioniše ljudsko telo? kako aspirin leči glavobolju i smanjuje bolove? da li je ozon dobar za naše zdravlje? može li se hemijskom analizom urina predvideti mogućnost suicida? ili: postiji li zaista globalno zagrevanje? ali nastavljaju da ”sakupljaju znanja koja će otključati i druge tajne živih organizama”.

Potekla iz želje da se osvetli njena zagonetna i manje poznata strana, ova izložba treba da ulije veće poverenje i respekt društva prema hemiji kao apstraktnoj i teškoj a u suštini logičkoj, nužnoj i korisnoj nauci, s jedne, i privuče mlade ljude za hemijske studije, s druge strane. Čarobni svet molekula nikoga neće ostaviti ravnodušnim. U Njujorku postoji stalna izložba (Hall of Science), koju Amerikanci zovu “Fascinirajući molekul”. Izložba je pravi događaj da se malo odmorimo od hemije kroz prizmu pančevačke “Azotare” kao “dežurne teme” naših medija.

M. Rajković