Objavy v chémii zásadne zmenili spôsob, akým jeme, komunikujeme aj bojujeme proti chorobám. Zábavu aj informácie dnes prijímame cez LCD obrazovky – tekuté kryštály sú ďalší revolučný výtvor chemického výskumu. Moderný svet by bez týchto a ďalších pokrokov v chémii jednoducho nebol tým, čo poznáme dnes.
| Objav/Vynález | Rok | Objaviteľ(ia) | Popis |
|---|---|---|---|
| Plast (Parkesin) | 1855 | Alexander Parkes | Prvý človekom vyrobený plast |
| Bakelit | 1907 | Leo Baekeland | Prvý úplne syntetický plast |
| Rádiaktivita | 1896 | Henri Becquerel, Marie Curie | Objav a izolácia rádioaktívnych prvkov |
| Periodická tabuľka | 1869 | Dmitrij Mendelejev | Zoradenie chemických prvkov |
| Penicilín | 1928 | Alexander Fleming | Prvé skutočné antibiotikum |
| Haber-Boschova syntéza | 1909 | Fritz Haber, Carl Bosch | Syntéza amoniaku na výrobu hnojív |
| LCD kvapalný kryštál (5CB) | 1974 | George Gray | Používaný v LCD displejoch |
Penicilín – náhodný objav, ktorý zmenil medicínu
V roku 1928 škótsky lekár, farmakológ a bakteriológ Alexander Fleming vykonával experimenty vo svojom laboratóriu. Pred dovolenkou však neporiadne zanechal svoje chemické vybavenie. Keď sa o niekoľko týždňov vrátil, zistil, že jeden zo vzoriek napadol plesňový mikroorganizmus.
Pri podrobnom skúmaní zistil, že pleseň zabíja baktérie v okolí. Išlo o prelomový moment v dejinách medicínskej chémie – objav penicilínu, prvého skutočného antibiotika. Fleming publikoval svoj výskum, no spočiatku nevyvolal veľký záujem.
Až dvojica biochemikov Howard Florey a Ernst Boris Chain jeho objav rozvinula a vytvorila z neho prakticky využiteľný liek, ktorý neskôr zachránil milióny ľudských životov. Tento objav patrí medzi najzásadnejšie pokroky v chémii 20. storočia.
Dnes ju poznáme ako penicilín. Tento nenápadný objav sa stal jedným z najvýznamnejších medicínskych objavov všetkých čias a navždy zmenil smerovanie medicínskej chémie.
Títo traja vedci získali za svoj objav penicilínu Nobelovu cenu. Dnes sa odhaduje, že tento liek zachránil až 200 miliónov ľudských životov. Ide o jeden z najvýznamnejších objavov a vynálezov v celej histórii medicínskej chémie. Viac o najvýznamnejších chemikoch v histórii si môžete prečítať v článku.
Taxol
Možno ste o Taxole nikdy nepočuli, no ide o jeden z najúčinnejších liekov proti rakovine na svete. Taxol zabraňuje bunkám v delení, čo vedie k ich odumretiu. Keďže rakovinové bunky sa delia veľmi rýchlo, Taxol pôsobí ako jed. Nie je preto prekvapením, že o ňom aj online lektori chémie hovoria s obdivom.
V 60. rokoch sa medicínski chemici Monroe Wall a Mansukh Wani zúčastnili projektu amerického Národného onkologického inštitútu, počas ktorého zbierali vzorky stromov.
Hľadali rastliny, ktoré by mohli obsahovať látky s protirakovinovými účinkami, hoci netušili, ktoré druhy majú to správne chemické zloženie.
Ich výskum viedol k objavu bunkám toxickej látky, ktorú nazvali paklitaxel – pochádza z tisu západného (Pacific Yew Tree). Po viac ako 25 rokoch výskumu bol liek pripravený na klinické testovanie. V roku 1992 získal povolenie na liečbu rakoviny u ľudí.
Dlhodobé využívanie paklitaxelu môže ohroziť ekosystémy aj samotné tisové stromy, z ktorých sa účinná látka získava.
Tieto obavy sú natoľko opodstatnené, že vedci dnes hľadajú nové biologické zdroje tejto látky. Platí pritom niekoľko základných princípov chémie – musí byť stabilná, dostupná, účinná a presne cielená. Pre záchranu stromov, ale aj pre dobro ľudstva, dúfajme, že sa im to podarí.
Anestetiká
Kedysi dávno bola jediná možnosť, ako prežiť operáciu, alkohol a nádej, že bolesť nejako zvládnete. Až v polovici 19. storočia sa operácie začali vykonávať bez bolesti.
Zásluhu na tom má William Morton, zubár a amatérsky chemik, ktorý si všimol, že zvieratá po vdýchnutí éteru (konkrétne sírového) omdlievajú. V roku 1846 predstavil svetu svoju metódu – vykonal extrakciu zubu na človeku pod vplyvom anestézie, pred očami publika, ktoré ho nadšene odmenilo potleskom.
Neskôr Morton nepravdivo tvrdil, že objav anestézie patrí jemu. No história ukazuje, že ópium a alkohol sa na tlmenie bolesti používali už dávno. Dokonca Paracelsus v roku 1525 údajne experimentoval s druhom éteru.
Pasterizácia
Louis Pasteur
Narodený: 27. december 1822, Dole, Francúzsko
Zomrel: 28. september 1895, Marnes-la-Coquette, Francúzsko
Preslávil sa: pasterizáciou
Ďalšie objavy v chémii: princípy očkovania, výskum besnoty a antraxu, objavy v oblasti mikrobiálnej fermentácie, spoluzakladateľ modernej bakteriológie
Účinky tepla na baktérie boli predmetom výskumu už stáročia – v Číne v 12. storočí, v Japonsku v 16. storočí či v Taliansku v 18. storočí. No Louis Pasteur bol prvý, kto dokázal prepojiť pôsobenie tepla so zabíjaním baktérií.
Jeho meno dnes pozná celý svet a právom patrí medzi najznámejších chemikov histórie. Jednoduchým procesom pasterizácie pomohol zachrániť milióny ľudských životov.
Pasteurov prelomový objav vznikol náhodou počas dovolenky v roku 1864, keď zohrieval víno.
V dnešnej dobe už vieme, že zohrievanie potravín a nápojov ničí baktérie, ktoré sa v nich nachádzajú. Pasterizácia sa nám však najčastejšie spája s mliekom, ktoré je známe ako časté miesto výskytu nebezpečných baktérií.
Vďaka Louisovi Pasteurovi si dnes môžeme mlieko pokojne vychutnať bez obáv z ochorenia – a to je jeden z jeho najvýznamnejších prínosov pre každodenný život.
Haber-Boschov proces
Dusík je taký dôležitý prvok, že bez neho nemôže existovať žiadny známy organizmus. Každý živý tvor – rastlina aj živočích – si preto počas evolúcie vyvinul zložité biologické mechanizmy, ktoré umožňujú získavať dusík zo vzduchu.
- tvorí takmer 80 % vzduchu, ktorý dýchame
- je nevyhnutný pre život a rast
- je však veľmi nereaktívny, pretože má silné trojité väzby
Na prelome 20. storočia začali vedci hľadať spôsoby, ako získať dusík vo využiteľnej forme, a to nielen pre poľnohospodárstvo, ale aj pre vojenské účely. Zatiaľ čo malé farmy využívali ako zdroj dusíka kosti či zvierací trus, pre priemyselné poľnohospodárstvo to nestačilo.
Nemeckí chemici Fritz Haber a Carl Bosch prišli na spôsob, ako prelomiť silné väzby dusíka a vyrobiť amoniak – zlúčeninu, ktorá zmenila svetové poľnohospodárstvo.
Tento proces dnes poznáme ako Haber-Boschovu syntézu amoniaku a dodnes patrí medzi najvýznamnejšie objavy v chémii. Ak sa chcete dozvedieť viac o základných chemických pojmoch, prečítajte si náš článok.
Plast
Navrhnite si pri najbližšej hodine chémie jednoduché cvičenie na predstavivosť: ako by vyzeral dnešný svet bez plastu?
Plast je všade okolo nás – v mobiloch, autách, kuchynských pomôckach, v pomôckach v chémii, taškách, hračkách aj v oblečení.
Sme na ňom závislí viac, než si uvedomujeme. Ale viete, kto vlastne vynašiel plast? Odpoveď nie je úplne jednoznačná.
V roku 1855 vynašiel Alexander Parkes látku podobnú plastu, ktorú pôvodne použil na impregnáciu (vodotesnenie) odevov. Nazval ju parkesin – a išlo o prvý človekom vyrobený plastový materiál v histórii.
Parkes a jeho spoločnosť síce skrachovali, no jeho vynález odštartoval raný plastový priemysel.
V roku 1907 vytvoril americký chemik Leo Baekeland ďalší typ plastu – bakelit. Táto tvárna chemická látka si našla uplatnenie v strojoch a technológiách – a náš plastový svet sa zrodil.
O plastoch a polyméroch
Plast je najčastejšie syntetický, teda človekom vytvorený materiál. Podobnou kategóriou chemických zlúčenín sú polyméry, ktoré sa vyskytujú prirodzene v prírode.
Guma, ktorá má vlastnosti podobné plastu, sa používala už stáročia u pôvodných obyvateľov Južnej a Strednej Ameriky.
LCD obrazovky
Vedci poznali výhody kvapalných kryštálov už v 60. rokoch 20. storočia, no museli čakať desaťročia, kým technológia dobehla teóriu.
V tom čase si inžinieri a chemici mysleli, že kvapalný stav kryštálu možno udržať len pri veľmi vysokých teplotách.
Britské ministerstvo obrany hľadalo spôsob, ako zabudovať menšie a ľahšie obrazovky do svojich vozidiel. Kvapalný kryštál sa javil ako ideálne riešenie.
Ministerstvo preto poverilo chemika Georgea Graya, aby jav kvapalného kryštálu preskúmal. Jeho výskum viedol k objavu a neskôr aj k výrobe molekuly, ktorá fungovala pri nižšej teplote. Práve tento objav — molekula 5CB — stojí za väčšinou dnešných LCD obrazoviek.
Rádiácia
Henri Becquerel ako prvý spochybnil, prečo niektoré látky svietia v tme. Počas svojho výskumu si všimol, že urán mení farbu svetlocitlivých plátkov, aj keď sa medzi nimi a materiálom nachádzal papierový obal.
Uvedomil si, že tento materiál musí vyžarovať niečo, čo ľudské oko nevidí. Nebol však úplne prvým v časovej osi objavov týkajúcich sa rádiácie:
1895
Wilhelm Röntgen objavuje röntgenové lúče.
1896
Henri Becquerel objavuje prirodzenú rádioaktivitu.
1898
Marie a Pierre Curieovci objavujú rádium a polónium
1920. roky
„Radium Girls“ upozorňujú na nebezpečenstvo vystavenia sa radiácii.
Pracovníčky vo fabrike, ktoré maľovali ciferníky hodiniek, zomierali na otravu radiáciou.
1945
Projekt Manhattan skúma účinky radiácie po výbuchu atómových bômb.
Zo všetkých vedcov, ktorí sa venovali chémii, je Marie Curie jednou z najznámejších osobností spojených s objavom rádioaktivity. Bola súčasťou skupiny chemikov a fyzikov, ktorí skúmali röntgenové žiarenie, radiáciu a rádioaktívne chemické prvky, ako urán a rádium.
Štruktúra DNA
Váš stredoškolský učiteľ chémie možno povie, že objavenie štruktúry DNA patrí do biológie. No bez znalostí chémie by k nemu nikdy neprišlo. Tento objav sa opiera aj o ďalší pokrok v chémii – röntgenové žiarenie.
V roku 1951 pracovali Francis Crick a James Watson na matematickej teórii röntgenovej difrakcie špirálových molekúl. Ich úsilie sa vyplatilo – dokázali vytvoriť model helikálnej štruktúry DNA.
Rosalind Franklin, ktorá mala výborné základy v chémii, ich modelovanie zásadne posunula. Od začiatku ich spolupráce upozornila, že Crick a Watson nesprávne umiestnili fosfátové skupiny do stredu špirály. Tvrdila, že musia byť na povrchu, aby mohli reagovať s molekulami vody.
Zaujímajú vás ďalšie pojmy? Pozrite si náš článok o pojmoch z chémie.
Nylon
Debata o výhodách a nevýhodách fast fashion by vôbec neexistovala, keby nebolo syntetických vlákien, ako sú nylon a rayon.
Textilní výrobcovia ich často miešajú s prírodnými materiálmi, ako je bavlna či vlna, aby vytvorili odolnejšie a jednoduchšie udržiavateľné tkaniny.
Americká chemická spoločnosť DuPont začala v roku 1927 experimentovať s vláknami na báze celulózy.
Ich chemici náhodou objavili nylon, keď zmiešali niekoľko polymérov a zmes nechali odstáť. Po niekoľkých týždňoch zistili, že vzniknutý materiál je mimoriadne elastický a pozostáva z ultra jemných vlákien.
Spojené štáty boli frustrované z japonského monopolu na hodváb. Chceli vytvoriť produkt podobný hodvábu, ktorý by konkuroval drahým a ťažko dostupným hodvábnym pančuchám.
Áno, celé to bolo o obliekani ženských nôh. Keď spoločnosť DuPont predstavila nylonové pančuchy na svetovej výstave v roku 1939, nastalo doslova šialenstvo — u marketérov aj nakupujúcich.
Počas druhej svetovej vojny, keď sa výroba nylonu presunula na vojenské účely (padáky a uniformy), ženy stáli hodiny v rade, len aby získali pár z obmedzených zásob „nyloniek“.
Po vojne, keď boli nylonky stále nedostatkovým tovarom, sa nakupujúci vrhli do obchodov, prevracali regály a dopytovali sa po návrate nylonových pančúch. Vládla masová hystéria, ktorá vošla do histórie ako nylonové nepokoje.
Nylónové nepokoje a ďalšie extrémy spôsobené nedostatkom tohto materiálu dnes patria skôr do kategórie zábavných faktov o chémii. No samotný objav nylónu a jeho vplyv na textilný a módny priemysel nie je žiadna hračka. DuPont predával svoje zmesi látok módnym ikonám ako Chanel či Dior. Dnes nájdeme nylón takmer v každom kúsku oblečenia.
Výhody a nevýhody chémie
Chémia je veda o látkach a ich vzájomných reakciách. Jej korene siahajú až k starogréckym filozofom, ako bol Empedokles (600 pred n. l.).
Predchodcom modernej chémie bola alchýmia – snaha premieňať látky a nájsť elixír života či spôsob, ako premeniť kovy na zlato.
V priebehu histórie využívali chemické poznatky aj remeselníci – kováči či farbiari, zatiaľ čo Aristoteles sa venoval teórii základných prvkov. Dnes moderná chémia formuje našu spoločnosť.
Objavy v chémii nám umožnili zabezpečiť dostatok oblečenia, jedla, čistej vody, bývania aj zdravotnej starostlivosti. V 20. storočí sa na chémiu často pozeralo ako na „vedu budúcnosti“, ktorá prinášala medicínske pokroky, nové materiály či alternatívne zdroje energie.
V posledných desaťročiach však čoraz viac vnímame aj jej negatívne dopady na životné prostredie a dlhodobé riziká spojené s niektorými chemickými výrobkami.
Nebezpečný chemický odpad
Likvidácia chemického odpadu patrí medzi najväčšie výzvy modernej spoločnosti. Medzi najproblematickejšie druhy odpadu patria:
- ropné kaly
- batérie
- priemyselné vedľajšie produkty
- jadrový odpad
- plasty
- vyradené textílie
- použité rozpúšťadlá
- pesticídy
- tonerové a atramentové kazety
Kapacity určené na likvidáciu tohto odpadu sú obmedzené a nedokážu spracovať množstvo, ktoré dnešná spoločnosť produkuje. Výsledkom sú závažné ekologické problémy, ohrozenie ľudského zdravia aj budúcich generácií.
Vojna a chemické zbrane
Objavy v chémii zásadne zmenili a zlepšili kvalitu ľudského života – priniesli život zachraňujúce lieky, inovácie v poľnohospodárstve aj materiály, ktoré tvoria základ modernej civilizácie.
Zároveň však tie isté chemické princípy umožnili vývoj ničivých zbraní. Atómové bombardovanie Hirošimy a Nagasaki je mrazivou pripomienkou deštruktívnej sily chémie, zatiaľ čo nasadzovanie chemických zbraní v niektorých častiach Južnej Ázie stále spôsobuje utrpenie nevinným civilistom.
Táto ostrá dualita stavia spoločnosť pred zásadné etické otázky: Ako pristupovať k vedeckému pokroku, aby sme vyvážili jeho prínosy a riziká, najmä keď sa chemické inovácie uplatňujú v civilnej aj vojenskej oblasti?
Medicínska chémia
Spolu s nárastom medicínskych riešení dlhodobých problémov svet zaznamenal aj nárast zneužívania rôznych liekov.
Tento liek mal slúžiť na liečbu úzkosti, nespavosti a napätia. Tehotné ženy, ktoré ho užívali, porodili deti s vážnymi deformáciami.
Škandál s thalidomidom je len jedným z mnohých prípadov zlyhania v oblasti chemických objavov. Novším príkladom je Ozempic – ako uvádza Univerzita v Queenslande, zoznam rizík je pri tomto lieku oveľa dlhší než jeho prínosy.
Napriek negatívnym dôsledkom zostáva otázka: prevažujú následky nad prínosmi? Alebo inak: zašli sme už priďaleko na to, aby sme sa mohli vrátiť späť? O ďalších zaujímavostiach z chémie si môžete prečítať aj v našom článku.
Páčil sa Vám tento článok? Zanechajte hodnotenie!
Loading...
