Władza nad materią

1907: Alfred Bertheim i Paul Ehrlich otrzymują pierwszy syntetyczny antybiotyk – uzyskany z arszeniku „związek 606”, sprzedawany najpierw jako Salvarsan, dziś znany pod nazwą arsfenamina. W czasie I wojny światowej zrobił wielką karierę jako lek na syfilis i zastąpiła go dopiero wyizolowana w 1928 roku przez Fleminga penicylina. W tym przypadku produkty laboratoryjnej syntezy chemicznej wyprzedziły więc substancje pochodzenia naturalnego.

1908: Jean Baptiste Perrin, opierając się na pracach Einsteina na temat ruchów Browna, wykonuje swoje pierwsze doświadczenia pozwalające na oszacowanie rozmiaru cząsteczek i atomów. Obserwując ruch mikroskopijnych kuleczek z gumiguty, miękkiej substancji podobnej do kauczuku, zawieszonych w kropelce wody, poprawnie oszacował średnicę cząsteczek wody. Był to wielki krok na drodze do czysto teoretycznej zgody na teorię atomową.

1911: Pierwszy kongres Solvaya – konferencje te do dziś zbierają najwybitniejszych przedstawicieli fizyki i chemii. Na pierwszy kongres zaproszono 24 naukowców, w tym jedną kobietę (zob. tekst „Siła dwóch sióstr”.

1914: William Lawrence Bragg i jego ojciec, William Henry Bragg, opisują strukturę przestrzenną soli kuchennej dzięki zastosowaniu rewolucyjnej metody – rentgenografii strukturalnej. Polega ona na analizie, jak promieniowanie rentgenowskie rozprasza się na kryształkach badanej substancji.

W ten sposób da się wydedukować strukturę przestrzenną nie tylko minerałów, ale również organicznych związków chemicznych; odkrycie struktury DNA (zob. 1953 r.) nastąpiło właśnie dzięki tej metodzie.

1927: Fritz London i Walter Heitler wyjaśniają wiązanie w cząsteczce wodoru (H₂) dzięki mechanice kwantowej. W ten sposób owa nowinka teoretyczna pokazała swoją przydatność, a dzisiejsze rozumienie związków chemicznych nie jest możliwe bez udziału chemii kwantowej.

1935: W laboratorium firmy DuPont powstaje nylon – jeden z najsłynniejszych polimerów XX wieku, obok teflonu (1938; też odkryty, choć przypadkiem, w laboratoriach DuPont) czy polietylenu (uzyskany w niewielkiej ilości, również przez przypadek, w 1898, ale na skalę przemysłową dopiero w 1933 roku). W 1938 roku na rynek trafia pierwsza szczoteczka do zębów z nylonowymi włóknami, a w 1940 – nylonowe pończochy, które szybko zrobiły furorę na całym świecie, reklamowane jako „tak wytrzymałe jak stal i tak delikatne jak pajęcza nić”, a przy tym „wyprodukowane z węgla, wody i powietrza”.

1939: Linus Pauling publikuje „The Nature of Chemical Bond”, jedno z ważniejszych dzieł w historii chemii, zawierające współczesny wykład teorii wiązania atomowego.

1942: Harry Coover ze współpracownikami odkrywa cyjanoakryl, który klei im się do wszystkiego; dziś sprzedawany jako SuperGlue.

1953: James Watson i Francis Crick opisują strukturę trójwymiarową DNA (podwójna helisa), opracowaną przy współpracy z Maurice’em Wilkinsem i Rosalind Franklin. Jak pokazały dalsze badania, informacje zawarte w strukturze DNA to „chemiczna książka kucharska”, w której zawarto szczegółowe przepisy na syntezę większości białek produkowanych przez daną komórkę w organizmie. DNA wpływa pośrednio na funkcjonowanie całego organizmu.

1957: Elias James Corey w książce „The Logic of Chemical Synthesis” opisuje sposób projektowania syntezy złożonych związków chemicznych poprzez dzielenie ich struktur na mniejsze podstruktury, zwane syntonami. W ten sposób złożona procedura chemiczna może zostać złożona jak gdyby „z klocków”. Dzięki temu w kolejnych latach możliwa będzie synteza bardzo skomplikowanych związków, w tym związków naturalnych (zob. też rok 1972).

1972: Zakończona sukcesem „synteza totalna” witaminy B12, czyli taka, w której z bardzo prostych substratów uzyskuje się skomplikowaną strukturę organiczną. Prace nad syntezą witaminy B12 prowadzone były wspólnie przez zespoły naukowe Roberta Burnsa Woodwarda i Alberta Eschenmosera. W 1993 roku Kenichi Akaji ze współpracownikami zsyntetyzuje od podstaw insulinę, składającą się z dwóch łańcuchów zawierających 51 aminokwasów – jedna cząsteczka insuliny składa się z prawie 800 atomów.

1983: Pionierskie prace Jeana-Pierre’a Sauvage’a prowadzące do utworzenia nanomaszyn (maszyn molekularnych) – obiektów, które zachowują się jak maszyny, jednak mają rozmiar rzędu nanometra (jednej miliardowej metra), składając się czasem zaledwie z kilkudziesięciu atomów. Sauvage łączy dwa pierścienie węglowe w strukturę nazwaną katenanem, przypominającą łańcuch. W 1991 roku Fraser Stoddart syntetyzuje związek przypominający śmigło – nazywa go rotaksanem. W 1999 roku Bernard Feringa opisuje pierwszy „silnik molekularny”, którego rotor obraca się w jednym kierunku. Za jego pomocą wprawia w ruch naczynie 10000 razy większe od samego silnika. Opisuje także projekt nanosamochodu.

Łukasz Lamża, Mirosław Danch