Lo sapevi che la scoperta di un modo per produrre ammoniaca è stata la ragione più importante per l’esplosione della popolazione mondiale da 1,6 miliardi nel 1900 a 7 miliardi oggi? O che il politene, la plastica più comune al mondo, è stato accidentalmente inventato due volte?
È probabile che tu non lo sappia, perché la chimica tende ad essere trascurata rispetto alle altre scienze. Non un solo chimico è entrato nella Top 50 Science della rivista Science su Twitter. Le notizie sulla chimica non hanno la stessa copertura dei progetti di fisica, anche quando il progetto riguardava l’atterraggio di un laboratorio di chimica su una cometa.
Così la Royal Society of Chemistry ha deciso di indagare su ciò che la gente pensa veramente della chimica, dei chimici e delle sostanze chimiche. Si è scoperto che la maggior parte delle persone non ha una buona idea di quello che fanno i chimici, o di come la chimica contribuisce al mondo moderno.
Questo è un vero peccato, perché il mondo come lo conosciamo non esisterebbe senza la chimica. Ecco la mia top 5 delle invenzioni chimiche che fanno il mondo in cui vivi.
Penicillina
C’è una buona probabilità che la penicillina ti abbia salvato la vita. Senza di essa, una puntura da una spina o un mal di gola può facilmente diventare fatale. Alexander Fleming ottiene generalmente il merito della penicillina quando, nel 1928, osservò notoriamente come una muffa che cresceva sulle sue piastre di Petri sopprimeva la crescita dei batteri vicini. Ma, nonostante i suoi sforzi, non riuscì ad estrarre alcuna penicillina utilizzabile. Fleming si arrese e la storia della penicillina fece una pausa di 10 anni. Finché nel 1939 ci volle il farmacologo australiano Howard Florey e il suo team di chimici per trovare un modo per purificare la penicillina in quantità utilizzabili.
Tuttavia, poiché all’epoca imperversava la seconda guerra mondiale, le attrezzature scientifiche scarseggiavano. Il team ha quindi messo insieme un impianto di produzione di penicillina totalmente funzionale da vasche da bagno, zangole di latte e scaffali di libri. Non sorprende che i media fossero estremamente entusiasti di questo nuovo farmaco miracoloso, ma Florey e i suoi colleghi erano piuttosto timidi di fronte alla pubblicità. Invece Fleming si prese le luci della ribalta.
La produzione su larga scala della penicillina decollò nel 1944 quando l’ingegnere chimico Margaret Hutchinson Rousseau prese il progetto di Florey, simile a Heath Robinson, e lo convertì in un impianto di produzione su larga scala.
Il processo Haber-Bosch
L’azoto gioca un ruolo critico nella biochimica di ogni essere vivente. È anche il gas più comune nella nostra atmosfera. Ma il gas azoto non ama reagire con molto, il che significa che le piante e gli animali non possono estrarlo dall’aria. Di conseguenza, uno dei principali fattori limitanti dell’agricoltura è stata la disponibilità di azoto.
Nel 1910, i chimici tedeschi Fritz Haber e Carl Bosch hanno cambiato tutto questo quando hanno combinato l’azoto atmosferico e l’idrogeno in ammoniaca. Questa a sua volta può essere usata come fertilizzante per le colture, filtrando poi lungo la catena alimentare fino a noi.
Oggi circa l’80% dell’azoto nel nostro corpo proviene dal processo Haber-Bosch, rendendo questa singola reazione chimica probabilmente il fattore più importante nell’esplosione della popolazione degli ultimi 100 anni.
Polythene – l’invenzione accidentale
La maggior parte degli oggetti di plastica comuni, dai tubi dell’acqua agli imballaggi alimentari e agli elmetti, sono forme di politene. Gli 80 milioni di tonnellate di questa roba che viene prodotta ogni anno sono il risultato di due scoperte accidentali.
La prima avvenne nel 1898 quando il chimico tedesco Hans von Pechmann, mentre indagava su qualcosa di molto diverso, notò una sostanza cerosa sul fondo dei suoi tubi. Insieme ai suoi colleghi indagò e scoprì che era composta da catene molecolari molto lunghe che chiamarono polimetilene. Il metodo che usarono per fare la loro plastica non era particolarmente pratico, così come la storia della penicillina, nessun progresso fu fatto per un tempo considerevole.
Poi nel 1933 un metodo completamente diverso per fare la plastica fu scoperto dai chimici della, ora defunta, compagnia chimica ICI. Stavano lavorando su reazioni ad alta pressione e notarono la stessa sostanza cerosa di von Pechmann. All’inizio non riuscirono a riprodurre l’effetto finché non notarono che nella reazione originale l’ossigeno era penetrato nel sistema. Due anni dopo l’ICI aveva trasformato questa scoperta serendipitosa in un metodo pratico per produrre la comune plastica che quasi certamente ora è a portata di mano.
La pillola e la patata messicana
Negli anni ’30 i medici compresero il potenziale delle terapie a base di ormoni per trattare il cancro, i disturbi mestruali e, naturalmente, per la contraccezione. Ma la ricerca e i trattamenti erano frenati da metodi di sintesi degli ormoni che richiedevano molto tempo e non erano efficienti. Allora il progesterone costava l’equivalente (nei prezzi di oggi) di 1.000 dollari al grammo, mentre ora la stessa quantità può essere acquistata per pochi dollari. Russel Marker, professore di chimica organica alla Pennsylvania State University, ha abbattuto i costi di produzione del progesterone scoprendo una semplice scorciatoia nel percorso sintetico. È andato alla ricerca di piante con molecole simili al progesterone e si è imbattuto in un igname messicano. Da questa radice vegetale isolò un composto che richiedeva un semplice passo per essere convertito in progesterone per la prima pillola contraccettiva.
Lo schermo su cui stai leggendo
Incredibilmente, i piani per uno schermo piatto a colori risalgono alla fine degli anni ’60! Quando il Ministero della Difesa britannico decise che voleva degli schermi piatti per sostituire gli ingombranti e costosi tubi a raggi catodici nei suoi veicoli militari. Si stabilì su un’idea basata sui cristalli liquidi. Si sapeva già che gli schermi a cristalli liquidi (LCD) erano possibili, il problema era che funzionavano davvero solo ad alte temperature. Quindi non molto buono a meno che non siate seduti in un forno.
Nel 1970 il Ministero della Difesa incaricò George Gray dell’Università di Hull di lavorare su un modo per far funzionare gli LCD a temperature più gradevoli (e utili). Ha fatto proprio questo quando ha inventato una molecola nota come 5CB). Tra la fine degli anni ’70 e l’inizio degli anni ’80, il 90% dei dispositivi LCD nel mondo conteneva il 5CB e lo troverete ancora in orologi economici e calcolatrici. Nel frattempo i derivati del 5CB rendono possibili i telefoni, i computer e le TV.
Mark Lorch twitta come @sci_ents
Infografica per questo articolo realizzata da Andy Brunning/Compound Interest