La ce e bună chimia? Profesorul Marius Andruh: Ca să rămâi cu ceva din chimie, trebuie să ai un profesor bun, care înțelege că nu toți elevii dintr-o clasă trebuie să iasă chimiști

„Ca să rămâi cu ceva din chimie, trebuie să ai un profesor bun și acel profesor trebuie să înțeleagă faptul că nu toți elevii dintr-o clasă trebuie să iasă chimiști, fizicieni sau biologi, trebuie să îi tenteze cu lucrurile care le pot rămâne. Depinde de profesor, de interesul lui, de cât drag are să lucreze cu copiii, să le facă experimente. Deși multe școli nu au condiții pentru experimente, chimia numai așa este atractivă”, a declarat Marius Andruh, profesor de chimie anorganică la Universitatea din București și vicepreședinte al Academiei Române, într-o discuție cu fizicianul Cristian Presură, moderată de Ada Roseti, de pe 15 februarie 2023. 

Discuția a pornit de la următoarele întrebări: Unde anume ne întâlnim cu chimia după ce terminăm școala? Ce rol are ea în încercarea omului de a trăi mai bine și mai mult? La ce ajută cercetările teoretice? Ce anume poate fi frumos la un compus chimic?  

De la sinteza amoniacului, medicamente pentru cancer, la procesele chimice din bucătărie și cum poți readuce un albuș de ou fiert cu structura solida la cea de albus crud, Marius Andruh explică frumusețea și interdisciplinaritatea chimiei. 

„Chimia nu se poate dezvolta fără fizică. Fizica, la rându-i, nu se poate dezvolta fără matematică. Chimia interacționează cu medicina și farmacologia chimie este peste tot și răspunsul final referitor la viață se va da și cu ajutorul chimiei, pentru că totul e chimie. Și atunci când când facem mâncare au loc au loc procese chimice”. 

Redăm câteva declarații ale lui Marius Andruh din discuția cu fizicianul Cristian Presură și Ada Roseti:

„Orice știință este bună și nu o să duc discuția spre exagerări de genul chimia este cea mai importantă știință și celelalte nu sunt importante. O știință este importantă pentru tine atunci când o iubești și când o servești cu pasiune și bucurie. 

Chimia este în acest moment interdisciplinară. Răspunsul final referitor la viață se va da și cu ajutorul chimiei, pentru că totul e chimie. 

Chimia nu se poate dezvolta fără fizică. Fizica, la rându-i, nu se poate dezvolta fără matematică. Chimia are o ramură care se cheamă chimie teoretică și, de fapt, acolo este multă fizică și multă matematică.

Dacă vreți un exemplu, care este atractiv pentru publicul larg sau pentru studenți la început, despre conexiunile sau legăturile chimiei cu biologia sau medicina, e un exemplu celebru de citostatic, Cisplatinul, care era un compus cunoscut de la începutul secolului al XIX-lea, era bine caracterizat, până când, în anii 60, în urma unui experiment desfășurat sub cupola a ceea ce se cheamă serendipity, descoperiri importante făcute întâmplător, s-a constatat că are acțiune citostatică.

Din acel moment, chimia interacționează cu medicina și farmacologia, pentru că cisplatinul propriu-zis este toxic, are efecte secundare și asta a stimulat dezvoltarea unei chimii de sinteză uriașe pentru a găsi compuși similari, dar cu o toxicitate mai mică și era momentul în care chimia, medicina, biologia interacționau. 

Mai dau un alt exemplu, ionii metalici apar ca ceea ce se cheamă oligoelemente în lumea vie. Lumea vie nu poate fi înțeleasă în toată complexitatea neglijând rolul ionilor metalici. Ionii metalici apar, intervin în metaloenzime, proteinele fier-sulf, în hemoglobină, clorofilă și asta înseamnă iarăși o bună conlucrare între biolog și chimist și în ultimă instanță, răspunsurile privind viața le va da chimia.

Noi încă nu le înțelegem. Se știe clar în acest moment că într-o celulă avem molecule de diferite dimensiuni. În clipa în care am folosit cuvântul moleculă, asta înseamnă Chimie. Că nu înțelegem de ce ele se recunosc unele pe altele, că se ajunge de la ansambluri de molecule pe care le avem într-o eprubetă și care nu generează viață și în într-un anumit moment, avem caracteristicile vieții, nu știm în acest moment de ce, dar răspunsul va veni și din partea chimiei.

Un alt exemplu pe care îl dau tot privind interdisciplinaritatea chimiei pornind de la biologie. Ne aducem aminte că am învățat în școală toți că plantele leguminoase au niște nodozități în care sunt niște bacterii care se cheamă Azotobacter vinelandii și Rhizobium leguminosarum și acestea au proprietatea de a fixa azotul din aer. Este foarte important. Din azot noi obținem amoniacul, sinteza amoniacului e calea de intrarea in marea industrie chimica. Dacă nu ai amoniac, nu ai acid azotic, azotați, nu ai îngrășăminte. Dacă nu ai amoniac, nu ai toată partea de compuși azotați din chimia organică, coloranți, medicamente mase plastice, tot ce vreți. Deci, fără amoniac nu se poate. 

Ai nevoie de cantități mari de amoniac în industria chimică, pe care îl obții din materia primă cea mai accesibilă, azotul din aer. Numai că amoniacul se obține în condiții energo intensive, presiuni mari, temperaturi mari, ori bacteriile acelea știu să fixeze azotul din aer la temperatura camerei și la presiune normală. De ce? Pentru ca acele bacterii au un catalizator care se cheamă nitrogenază care conține 7 ioni de fier și un ion de molibden, legați într-un anumit fel. Vă dați seama ce ar însemna dacă am fi capabili să sintetizăm o astfel de moleculă, să o utilizăm drept catalizator pentru fixarea azotului din aer? Și o să spuneți de ce nu o facem? Pentru ca este foarte greu. Nu putem. Să controlezi să ai fix 7 Ioni de fier într-o anumită poziție și un ion de molibden în altă poziție, legați între ei într-un anumit fel, prin atomi de sulf este o provocare, dar există laboratoare care studiază acest posibil proces, numai că sunt deocamdată niște pași timizi.

Deci, chimie este peste tot și răspunsul final referitor la viață se va da și cu ajutorul chimiei, pentru că totul e chimie.

Atunci când facem mâncare au loc procese chimice 

Să vă dau un exemplu de cum ne jucăm cu chimia în bucătărie. Toată lumea știe că luăm un ou și îl fierbem și albușul se întărește. E o poveste interesantă. Am putea să cruzim la loc albușul de ou? 

Răspunsul este așa: ai niște proteine care se pot mișca unele față de altele și acestea dau proprietățile albusului. Când îl fierbem, în albuș avem un aminoacid care contine sulf, cisteina. La încălzire, atomii de sulf se unesc între ei și lanțurile acestea se unesc între ele și atunci structura devine rigidă. Odată ce am înțeles aceste lucruri, ca să ne întoarcem la albușul cu proprietățile lui dintr-un ou, trebuie să rupem legăturile sulf – sulf și chimia ne învață că acele legături se pot rupe cu borohidrură de sodiu. Deci se poate, dar nu se mai poate mânca, pentru că ai pus borohidrură.

Ca să rămâi cu ceva din chimie, trebuie să ai un profesor bun, care să înțeleagă faptul că nu toți elevii dintr-o clasă trebuie să iasă chimiști 

Ca să rămâi cu ceva din chimie, trebuie să ai un profesor bun și acel profesor trebuie să înțeleagă faptul că nu toți elevii dintr-o clasă trebuie să iasă chimiști și nu toți elevii dintr-o clasă trebuie să iasă fizicieni sau biologi și așa mai departe, adică trebuie să îi tenteze cu lucrurile care le pot rămâne. Trebuie să poți să respecți o programă și dacă programa este bine gândită și manualele sunt bine scrise, se pot găsi lucruri importante. În primul rând, măcar să conștientizezi cât de important este să protejezi mediul înconjurător și ce înseamnă asta.

Pe urmă, să înțelegi, de dragul cunoașterii, cunoaștere la nivel de cultură generală, cum este construită materia, ce sunt substanțele, de ce o substanță este colorată, cum sintetizez niște compuși colorați pentru că îi întâlnesc în viața de fiecare zi, cum scot petele. Sunt tot felul de de exemple de bun simț care îți dau puterea cunoașterii.

Mergem pe definiția foarte veche că ea, cultura generală, este ceea ce ne rămâne după ce am uitat tot, deci trebuie să ai un ceva care să-ți rămână cât să pricepi un pic de ce substanțele au anumite proprietăți și nu cele exotice, dar, de pildă, de ce în pasta de dinți se spunea la un moment dat că trebuie puși compușii fluorurați sau de ce băuturile acide nu sunt bune pentru pentru dinți și ajungi la carii. Pentru că ai Hidroxiapatită, hidroxi înseamnă deja că ai un compus bazic. Ai venit cu un acid și ataci smaltul și atunci dacă vii cu un compus și înlocuiești gruparea Hidroxil din Hidroxiapatită și faci Fluorapatită.

Depinde de profesor, de interesul lui, de cât drag are să lucreze cu copiii, să le facă experimente. Deși multe școli nu au condiții pentru experimente, chimia numai așa este atractivă”.