Tudta, hogy az ammónia előállításának felfedezése volt a legfontosabb oka annak, hogy a világ népessége az 1900-as 1,6 milliárdról mára 7 milliárdra nőtt? Vagy hogy a polietilént, a világ legelterjedtebb műanyagját véletlenül kétszer is feltalálták?
Valószínűleg nem tudtad, mivel a kémia hajlamos a többi tudományhoz képest háttérbe szorulni. Egyetlen kémikus sem került be a Science magazin Top 50 tudományos sztárja közé a Twitteren. A kémiai hírek egyszerűen nem kapnak akkora figyelmet, mint a fizikai projektek, még akkor sem, ha a projekt egy kémiai labor üstökösre való leszállásáról szólt.
A Royal Society of Chemistry ezért úgy döntött, hogy megvizsgálja, mit gondolnak az emberek valójában a kémiáról, a vegyészekről és a vegyi anyagokról. Kiderült, hogy a legtöbb embernek egyszerűen nincs jó elképzelése arról, hogy mit is csinálnak a vegyészek, vagy hogy a kémia hogyan járul hozzá a modern világhoz.
Ez igazán kár, mert az általunk ismert világ nem létezne kémia nélkül. Íme az én öt legjobb kémiai találmányom, amelyeknek köszönhetjük a világot, amelyben élünk.
Penicillin
Nagy az esélye, hogy a penicillin megmentette az életét. Nélküle egy tüskés szúrás vagy torokfájás könnyen végzetes lehet. A penicillinért általában Alexander Flemingnek jár az érdem, amikor 1928-ban híres módon megfigyelte, hogy a petri-csészéin növekvő penészgomba hogyan nyomja el a közelben lévő baktériumok szaporodását. Minden igyekezete ellenére azonban nem sikerült használható penicillint kinyernie. Fleming feladta, és a penicillin története 10 éves szünetet tartott. Míg 1939-ben Howard Florey ausztrál farmakológus és vegyészcsoportja ki nem találta, hogyan lehet a penicillint használható mennyiségben megtisztítani.
Mivel azonban akkoriban tombolt a második világháború, a tudományos felszerelés hiánycikk volt. A csapat ezért fürdőkádakból, tejeskannákból és könyvespolcokból összedobált egy teljesen működőképes penicillingyártó üzemet. Nem meglepő, hogy a média rendkívül izgatott volt az új csodaszer miatt, de Florey és kollégái meglehetősen ódzkodtak a nyilvánosságtól. Ehelyett Fleming állt a rivaldafényben.
A penicillin teljes körű előállítása 1944-ben indult be, amikor Margaret Hutchinson Rousseau vegyészmérnök átvette Florey Heath Robinson-szerű tervét, és teljes körű gyártóüzemmé alakította át.
A Haber-Bosch-folyamat
A nitrogén kritikus szerepet játszik minden élőlény biokémiájában. Emellett ez a leggyakoribb gáz a légkörünkben. A nitrogéngáz azonban nem nagyon szeret reagálni, ami azt jelenti, hogy a növények és az állatok nem tudják kivonni a levegőből. Következésképpen a mezőgazdaság egyik fő korlátozó tényezője a nitrogén elérhetősége.
1910-ben Fritz Haber és Carl Bosch német kémikusok mindezt megváltoztatták, amikor a légköri nitrogént és a hidrogént ammóniává egyesítették. Ez viszont terménytrágyaként használható, és végül a táplálékláncban felszűrődik hozzánk.
Mára a szervezetünkben lévő nitrogén mintegy 80%-a a Haber-Bosch-folyamatból származik, így ez az egyetlen kémiai reakció valószínűleg az elmúlt 100 év népességrobbanásának legfontosabb tényezője.
Polietilén – a véletlen találmány
A leggyakoribb műanyag tárgyak, a vízvezetékcsövektől kezdve az élelmiszercsomagolásokon át a védősisakokig, polietilén formái. Az évente gyártott 80 millió tonna anyag két véletlen felfedezésnek köszönhető.
Az első 1898-ban történt, amikor Hans von Pechmann német vegyész, miközben valami egészen mást vizsgált, egy viaszos anyagot vett észre a csövek alján. Kollégáival együtt megvizsgálta és felfedezte, hogy nagyon hosszú molekulaláncokból áll, amit polimetilénnek neveztek el. A módszer, amellyel a műanyagot előállították, nem volt különösebben praktikus, így a penicillin történetéhez hasonlóan jó ideig nem történt előrelépés.
Majd 1933-ban a ma már megszűnt vegyipari vállalat, az ICI kémikusai felfedeztek egy teljesen más módszert a műanyag előállítására. Nagynyomású reakciókon dolgoztak, és ugyanazt a viaszos anyagot vették észre, mint von Pechmann. Először nem tudták reprodukálni a hatást, amíg észre nem vették, hogy az eredeti reakcióban oxigén szivárgott a rendszerbe. Két évvel később az ICI ezt a szerencsés felfedezést gyakorlati módszerré alakította át annak a közönséges műanyagnak az előállítására, amely most szinte biztosan karnyújtásnyira van tőlünk.
A Pille és a mexikói jamgyökér
Az 1930-as években az orvosok felismerték a hormonalapú terápiákban rejlő lehetőségeket a rák, a menstruációs zavarok és természetesen a fogamzásgátlás kezelésére. A kutatást és a kezeléseket azonban hátráltatták a hormonok szintézisének tömegesen időigényes és nem hatékony módszerei. Akkoriban a progeszteron grammonként (mai árakon) 1000 dollárnak megfelelő összegbe került, míg ma ugyanez a mennyiség mindössze néhány dollárért megvásárolható. Russel Marker, a Pennsylvaniai Állami Egyetem szerves kémia professzora a progeszteron előállítási költségeit úgy csökkentette, hogy felfedezett egy egyszerű rövidebb utat a szintetikus úton. Progeszteronszerű molekulákat tartalmazó növények után kutatott, és egy mexikói jamgyökérre bukkant. Ebből a gyökérzöldségből izolált egy olyan vegyületet, amelyet egyetlen egyszerű lépésben progeszteronná alakítottak át az első fogamzásgátló tablettához.
A képernyő, amelyen olvasol
Hihetetlen, de a színes síkképernyős kijelzők tervei még az 1960-as évek végére nyúlnak vissza! Amikor a brit védelmi minisztérium úgy döntött, hogy a katonai járműveiben a terjedelmes és drága katódsugárcsövek helyett síkképernyőket szeretne. A folyékony kristályokon alapuló elképzelés mellett döntöttek. Azt már tudták, hogy a folyadékkristályos kijelzők (LCD-k) lehetségesek, a probléma az volt, hogy csak magas hőmérsékleten működnek igazán. Tehát nem sok jóval kecsegtetnek, hacsak nem egy kemencében ülsz.
1970-ben a hadügyminisztérium megbízta George Gray-t a Hull Egyetemen, hogy dolgozzon azon, hogyan lehetne az LCD-ket kellemesebb (és hasznosabb) hőmérsékleten működőképessé tenni. Pontosan ezt tette, amikor feltalálta az 5CB) nevű molekulát. Az 1970-es évek végére és az 1980-as évek elejére a világ LCD-készülékeinek 90%-a tartalmazott 5CB-t, és még mindig megtalálható az olcsó órákban és számológépekben. Eközben az 5CB származékai teszik lehetővé a telefonokat, számítógépeket és televíziókat.
Mark Lorch @sci_ents
A cikkhez készült infografikát Andy Brunning/Compound Interest
készítette.