محبوبه عمیدی: حق با آدام سندلر، کمدین آمریکایی است که می‌گوید: «علم شیمی می‌تواند خوب یا بد باشد». با این حال نامیده شدن سال 2011 به نام سال شیمی می‌تواند فرصت یگانه‌ای برای بهبود بسیاری از جنبه‌های مثبت این علم به شیمیدانان بدهد و امکان جبران بسیاری از آسیب‌های زیست‌محیطی سالهای اخیر را برای آنها فراهم کند.
از سوی دیگر انتخاب سال 2011 به عنوان سال شیمی که تقریبا مقارن با صدمین سال اهدای جایزه نوبل به ماری کوری، شیمیدان برجسته برای کشف عناصر رادیواکتیو رادیوم و پولونیوم است، می‌تواند ادای احترامی به این علم و تلاش بی‌وقفه محققان آن برای خدمت به بشریت باشد.
نکته جالب توجه همخوانی و نزدیکی این علم با سایر علوم پایه مانند فیزیک و زیست‌شناسی است تا آنجا که صدمین سال دریافت جایزه نوبل فیزیک توسط ماری کوری مبنای نامیده شدن این سال بوده است. تلفیق این علم در سایر علوم در تحقیقات سالهای اخیر به مراتب ملموس‌تر است، علم شیمی بخش باارزشی از تلاش‌ها برای ذخیره انرژی در سالهای اخیر، شناخت مولکول‌های زیستی حیاتی یا بهبود بازده فرایندهای صنعتی و مبارزه با آلودگی هوا و گرمایش جهانی بوده است.
علمی که تقدیر نشده
اگر کمی به گذشته برگردیم، می‌بینیم از تمامی تلاش‌های نیلز بور از تعریف ساختار الکترونی اتم هیدروژن گرفته تا موفقیت‌های او در فیزیک کلاسیک همگی به عنوان یک فیزیکدان تقدیر شده است. تلاش‌های ماری کوری نیز که تاکنون به نجات هزاران انسان از بافت‌های سرطانی و تومورها انجامیده است، داستان مشابهی دارد. به همین دلیل یکی از اهداف اصلی سازماندهندگان سال شیمی «بهبود شناخت عامه و تقدیر همگانی از شیمی» در کنار «افزایش سهم شیمی در خلق و به کارگیری راه حل‌های مبارزه با تغییرات آب‌و‌هوایی» عنوان شده است.
از سوی دیگر رقابت بر سر دریافت بودجه تحقیقاتی در سالهای اخیر، ارائه کار ملموس و نتایج موفقیت‌انگیز را حائز اهیمت‌تر از گذشته کرده و شیمیدانان می‌توانند با تکیه بر تلاش‌های مشترک تا آنجا که تعیین مرز میان علوم دیگر غیرممکن است، سهم بهتری از این بودجه داشته باشند.
تعامل شیمی و جامعه انسانی
یکی دیگر از کارکردهای سال شیمی، نمایش بهتر ارتباطات نادیده شیمی و جامعه‌ای است که در آن زندگی می‌کنیم. به عنوان مثال تلاش برای کشف منابع انرژی پاک یا کاهش آلودگی هوا هر دو مسائل جهانی هستند که به کمک و همراهی علم و جامعه بشری نیازمند هستند.
نکته جالب‌توجه دیگری نیز وجود دارد، مطابق اعلام انجمن سلطنتی علم شیمی در لندن، حدود 20% از تولید ناخالص داخلی انگلستان را محصولاتی تشکیل می‌دهند که حاصل کار شیمیدانان هستند. (برای مشاهده اینفوگراف در مقیاس بزرگ، اینجا را کلیک کنید)
رشد دانش شیمی حیرت‌انگیز است. تنها در 1 دهه گذشته شاهد مطالعات باارزشی در زمینه تولید گرافن، استفاده از نانوتکنولوژی برای طراحی و اتصال قطعات مولکول دی.ان.ای، تولید موادی که قادر به نگهداری انرژی هستند، استفاده از روش‌های ساده و کم‌هزینه برای تولید مولکول‌های غول‌پیکر و حساس و استفاده از نانوذرات طلا در واکنش‌های اکسیداسیون بوده‌ایم و مطمئنا اگر بستر برای رشد این دانش فراهم شود، در سالهای آینده شاهد دستاوردهای بی‌نظیر تازه‌ای خواهیم بود.
شیمی و حرکت به سوی صنعت سبز
بیش از دو دهه است که شیمی سبز تلاش کرده صنایع را به سمت تولید پاک سوق دهد اما تغییر شیوه تفکر صاحبان صنایع کار ساده‌ای نیست و این تغییر به زمانی طولانی نیاز دارد.
صنایع شیمیایی گذشته تیره‌ای دارند. بیش از 25 سال از حادثه نشت گاز سمی از کارخانه شیمیایی یونیون‌کارباید در شهر بوپال هند می‌گذرد اما هنوز هم می‌توان آثار فاجعه صنعتی را در این شهر دید. عامل نارنجی نیز که در جنگ ویتنام توسط آمریکایی‌ها برای از میان بردن مزارع استفاده شد، هنوز دارد در ویتنام قربانی می‌گیرد. نشت دیوکسین که بخشی از این ترکیب خطرناک است، تاکنون به تخلیه چندین شهر در ایالات متحده منجر شده است.
از سوی دیگر حتی زمانی که این شرکت‌ها تلاش می‌کردند با ضایعات تولید شده مسئولانه برخورد کنند، حلال‌های آلی فرار و دیگر مواد شیمیایی خطرناک که نگهداری یا از بین بردن آنها چندان ساده نبود، مشکل‌آفرین بودند. حجم بالای این ضایعات شیمیایی نیز مشکلات را دو چندان می‌کرد.
مطابق اعلام سازمان حفاظت محیط‌زیست، EPA تنها در سال 1991 ضایعات تولیدی کارخانه‌های ایالات متحده بالغ بر 278میلیون تن بوده است. در همین سال پل آناستاس، شیمیدان 28 سالهای که برای EPA کار می‌کرد، حرکتی را آغاز کرد که به شیمی سبز معروف شد.
آناستاس که در حال حاضر مدیر بخش تحقیقاتی EPA است، تعریف جامعی از شیمی سبز دارد. از دیدگاه او شیمی سبز تنها به معنای از میان‌بردن صحیح ضایعات خطرناک نیست، بلکه بازسازی تمامی فرایندها از ابتدا، استفاده از مواد خام تجدیدپذیر و در نهایت ایجاد صنایعی امنتر، پاک و با بهره‌وری بالاتر است. در این فرایندها حداقل حرارت و فشار به کار گرفته خواهد شد و تلاش می‌شود حداقل پسماندهای سمی صنعتی تولید شود. این حرکت موفق تنها طی دو دهه باعث شده پسماندهای صنعتی ایالات متحده در سال 2009 به 35میلیون تن کاهش پیدا کند.
شیمی خلاق
روش دیگری نیز برای حفظ محیط‌زیست وجود دارد که می‌تواند آلاینده‌ها را به موادی غیر سمی و باارزش برای مصارف پژوهشی یا صنعتی تبدیل کند. ساده‌ترین مثال در این زمینه دی‌اکسید‌کربن حاصل از فرایندها است که با تبدیل آن به دی‌اکسید‌کربن فوق‌بحرانی - ماده‌ای غیرسمی که نقطه بحرانی آن 31.1 درجه سانتیگراد و فشار 7.39 مگاپاسکال است و در این شرایط حالتی بین مایع و گاز دارد- می‌توان به یک حلال فوق‌العاده برای طیف وسیعی از مواد آلی و معدنی دست یافت و از سوی دیگر از نگرانی‌ها در مورد گرمایش جهانی کاست.
علاوه بر این در سالهای اخیر رقابت بر سر دستیابی به شیمی پاک ابعاد گسترده‌ای یافته است. این رقابت در صنایع داروسازی به مراتب شدیدتر است چون مواد اولیه بسیار باارزش هستند و هیچ‌یک از شرکت‌های عظیم داروسازی نمی‌توانند از پتانسیل بالای این علم برای افزایش بهره‌وری و کاهش ضایعات چشم‌پوشی کنند. از سال 2005 تاکنون بخشی از بودجه 14 شرکت به‌نام این صنعت به تحقیق در بخش شیمی پاک اختصاص یافته است.
دستیابی به ترکیبات تازه کربن
گرافن را باید ترکیب افسانه‌ای کربن دانست. سومین حالت از این ماده که تازه‌ترین ساختار کشف‌شده از کربن در سالهای اخیر است و به عقیده محققان آینده درخشانی در انتظار آن خواهد بود. (برای مشاهده اینفوگراف در مقیاس بزرگ، اینجا را کلیک کنید)
در سال 1985 توپ کربنی فولرن با قطعات پنج و شش‌ضلعی منظم کشف شد و 6 سال بعد نانولوله‌های کربنی کشف شدند. پس از آنها گرافن، صفحه‌ای که از یک ردیف اتم‌های کربن تشکیل شده، کشف شد و بر خلاف دو نمونه ابتدایی به سرعت در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار گرفت. کشف و شناخت این ماده آنقدر باارزش بود که تحقیق روی خواص آن به دریافت جایزه نوبل فیزیک 2010 توسط کاشفان آن، آندره گیم و کنستانتین نووسلوف بیانجامد.
تحقیق 6 ساله این دو استاد دانشگاه منچستر، انگلستان به کشف ماده‌ای با خواصی معجره‌آسا منجر شده بود، آنها باریک‌ترین، سخت‌ترین و مقاوم‌ترین ماده روی زمین را کشف کرده بودند که خواص رسانای حرارتی و الکتریکی فوق‌العاده‌ای داشت.
در حال حاضر تلاش وسیعی برای ورود گسترده این ماده به صنعت و بازار آغاز شده است. سال گذشته گرافن موضوع حدود 3000 تحقیق بوده است. شرکت‌هایی مانند آی.بی.ام و سامسونگ برای ساخت محصولات تجاری از این ماده تلاش می‌کنند و امیدوارند گرافن روزی بتواند جایگزین تراشه‌های سیلیکونی شود.
نیمه تاریک شیمی حیات‌بخش
بخش قابل‌توجهی از تحقیقات شیمی ترکیبی به شناخت ماده مؤثر و ساخت داروهایی برمی‌گردد که می‌توانند جان انسان‌های بسیاری را نجات دهند یا روند بیماری‌های جسمی و روانی را در بیماران کند کنند. اما مواد مؤثر همین داروها زمانی که به شکل غیرقانونی تولید شوند، نه‌تنها سلامتی و امنیت جامعه را تهدید خواهند کرد، بلکه می‌توانند باعث مرگ تعدادی از مصرف‌کنندگان شوند.
دیوید نیکولاس، شیمیدان ترکیبی که بیش از 4 دهه است دارد برای کاهش اثرات بیماری پارکینسون و اسکیزوفرنی کار می‌کند، یکی از شیمیدانانی است که با این واقعیت تلخ روبرو شده‌اند. او سال‌هاست که دارد روی اثر MDMA یا اکستازی و مشتقات آمفتامین روی بهبود فعالیت مغز کار می‌کند. یکی از این مشتقات که MTA نام دارد، نه‌تنها می‌تواند باعث آزادشدن سروتونین ازمغز شود بلکه می‌تواند فرایندهای شکستن این ماده را نیز متوقف کند. در نتیجه اگر MTA در حجم بالایی مصرف شود، آزادشدن حجم بالایی از انتقال‌دهنده عصبی سروتونین- ماده‌ای که شادی‌بخش و جزیی از درمان افسردگی به‌شمار می‌رود- از سلول‌های عصبی می‌تواند به سندرم سروتونین در فرد منجر شده و در بعضی موارد اثراتی مرگبار داشته باشد.
مرگ ناشی از سندرم سروتونین بیشتر در افرادی دیده می‌شود که قرص‌های روانگردان متعددی را که حاوی مشتقات گوناگون اکستازی بوده‌اند، همزمان مصرف کرده‌اند.
این مشتقات اغلب موادی میانی هستند که در پژوهش‌های نیکولاس به آنها اشاره شده و پس از آن سر از آزمایشگاه‌های زیرزمینی و بازار سیاه در آورده‌اند. داستان ساخت مواد روانگردان تازه هنوز هم ادامه دارد. نیکولاس در سال جاری نیز نامه‌های الکترونیک متعددی از آزمایشگاه‌های رسمی دریافت‌کرده که احتمال می‌دهند، مواد میانی پژوهش‌های او دارند به صورت غیرقانونی تولید می‌شوند و قربانیان تازه‌ای می‌گیرند.
50173
نظر شما