Με αφορμή το Nobel Φυσικής 2010

Θα γράψω σήμερα κάποια πράγματα που μου ήρθαν στο μυαλό συζητώντας για τα βραβεία Nobel του 2010. Το πρώτο από αυτά είναι ότι –αν και χημικός- δεν ενθουσιάστηκα για το βραβείο της Χημείας. Δεν θέλω να παρεξηγηθώ. Οι εργασίες των τριών χημικών πάνω στα cross couplings του άνθρακα είναι σημαντικότατες. Μέσα από τις δυνατότητες που ανοίγουν οι αντιδράσεις αυτές, η Οργανική Σύνθεση απογειώνεται, και μαζί της και η Χημική Τεχνολογία. Όμως κατά τη γνώμη μου, η έρευνα πάνω στο ζήτημα αφορά την κλασική, ρουτινιάρικη και έξυπνη πολλές φορές εργασία του χημικού. Της λείπει το «κάτι» που θα έπρεπε να χαρακτηρίζει τις εργασίες που βραβεύονται με το Nobel (και γι’ αυτό έχω ένα πρόβλημα με το ότι τα βραβεία αυτά δίνονται κάθε χρόνο ότι και να γίνει).

Αντίθετα, το βραβείο για τη Φυσική με έχει τρελάνει. Ο πρώτος λόγος είναι ότι ο ένας από τους δύο φυσικούς, ο Κονσταντίν Νοβοσέλοφ, είναι ένας πολύ νέος άνθρωπος, και η βράβευσή του σπάει την εικόνα που η κοινή γνώμη έχει για τους μεγάλους επιστήμονες, ότι δηλαδή ή είναι πολύ γέροι ή πεθαμένοι! Ο δεύτερος λόγος είναι ότι πρόκειται για μια πολύ όμορφη και απλή ιδέα, που πολλοί από εμάς σκεφτήκαμε στο πρώτο έτος των σπουδών, αλλά όλοι την απορρίψαμε σαν αφελή (και πρώτοι οι καθηγητάδες μας με τους τόνους της αυθεντίας τους…). Οι Γκέιμ και Νοβοσέλοφ γέννησαν κάτι εκεί που οι περισσότεροι θεωρούσαν ότι δεν υπήρχε τίποτε αν και ήταν από την αρχή κάτω από τα μάτια τους. Πέφτει δηλαδή άλλος ένας μύθος της κοινής γνώμης για την Επιστήμη, ότι πια είναι κάτι που αφορά μια στείρα μεθοδικότητα ή ότι έχει πάψει να είναι συναρπαστική, να είναι διασκεδαστική (που θα έλεγε και ο A. Michelson), να αφορά το παιχνίδι ενός νεαρού ανθρώπου (που θα έλεγε κι ο G.H. Hardy ή ο λόρδος Rayleigh). Ο τρίτος λόγος είναι ότι το συγκεκριμένο θέμα είναι ένα καραμπινάτο crossover, ένα multi-(ή inter- αν προτιμάτε) discipline γλύκισμα. Πάει λοιπόν άλλος ένας μύθος, εκείνος που λέει ότι όλα οδηγούν νομοτελειακά στην απόλυτη εξειδίκευση, ότι δεν υπάρχει ή δεν μπορεί να υπάρχει ένας ενιαίος τρόπος με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε το φυσικό κόσμο και παρεμβαίνουμε σ’ αυτόν. Με λίγα λόγια λοιπόν, η αναγνώριση της αξίας στην εργασία των Γκέιμ και Νοβοσέλοφ μας θυμίζει ότι η Επιστήμη δεν μπορεί παρά να είναι ένα αγκάθι στο μάτι του κάθε συντηρητικού, του κάθε μίζερου, όσα τεκμήρια αυθεντίας και να κουβαλάει.

Δεν κρατιέμαι τώρα και θέλω να γράψω και κάποια πράγματα για τη Χημεία της εργασίας που βραβεύτηκε. Όσοι/ες βαρεθήκατε να διαβάζετε, φύγετε τώρα. Η φάρμα στο facebook δεν μπορεί να περιμένει να τελειώσουν κάποιες χημικές φλυαρίες.

Πάρτε ένα μολύβι. Ένα παλιομοδίτικο μολύβι, ώστε η μύτη του να είναι από το υλικό που λέμε «γραφίτη». Με ένα κοπίδι αποκαλύψτε ένα γενναίο μέρος της μύτης του, όπως θα έκανε ένας ζωγράφος. Όχι! Μη ζωγραφίσετε τώρα! Κρατήστε την καλλιτεχνική δημιουργικότητά σας για αργότερα και ετοιμαστείτε για τη θυσία. Κρατήστε το μολύβι σε κάποιο ύψος από το γραφείο σας ή το πάτωμα με τη μύτη προς τα κάτω και… αφήστε το να πέσει. Το ότι η μύτη του θα σπάσει δεν το συζητάμε, είναι βέβαιο. Το ζήτημα είναι ο τρόπος που θα σπάσει. Η μύτη του μολυβιού θα σπάσει κατά το μήκος της και τα κομμάτια που προκύπτουν έχουν σχετικά επίπεδες επιφάνειες. Γιατί συμβαίνει αυτό? Με απλά λόγια θα το γράψω περιορίζοντας την περιγραφή μου στο επίπεδο γνώσεων της Χημείας Α’ Λυκείου (θα επανέλθω σε άλλο κείμενο πιο αναλυτικά για ανθρώπους που έχουν λίγο περισσότερες γνώσεις για τη Χημεία καθώς το θέμα έχει πολύ ψωμί και σε πολλά επίπεδα). Ας θυμηθούμε λοιπόν την κλασική περιγραφή που θέλει τον άνθρακα να έχει τέσσερα μονήρη ηλεκτρόνια (τέσσερα ηλεκτρόνια δηλαδή που είναι διαθέσιμα για πιθανούς χημικούς δεσμούς). Σε ένα «απλό» μόριο όπως το μεθάνιο (τόσο απλό που ακόμη δεν έχουμε καταφέρει να το περιγράψουμε με ακρίβεια!) το καθένα από τα τέσσερα αυτά ηλεκτρόνια του άνθρακα σχηματίζει ζεύγος ηλεκτρονίων με το μονήρες ηλεκτρόνιο από τέσσερα άτομα υδρογόνου που το πλησιάζουν απ’ όλες τις πλευρές. Φίνα! Τέσσερα ηλεκτρόνια, τέσσερις δεσμοί και μάλιστα σε τέτοια διάταξη ώστε να απλώνονται από το κέντρο (άνθρακας) στις τέσσερις κορυφές (υδρογόνα) μιας υποθετικής τριγωνικής πυραμίδας.

Το ίδιο θα μπορούσε να συμβεί και στην περίπτωση που ο άνθρακας σχημάτιζε δεσμούς με άλλα άτομα άνθρακα, δημιουργώντας έτσι εκείνο το πλέγμα που ονομάζουμε «διαμάντι». Στην περίπτωση του γραφίτη έχουμε πάλι αποκλειστικά δεσμούς άνθρακα-άνθρακα, με τη διαφορά ότι ο κάθε άνθρακας χρησιμοποιεί μόνο τα τρία από τα τέσσερα ηλεκτρόνια για το σχηματισμό των δεσμών αυτών. Αυτό έχει σαν συνέπεια το σχηματισμό μιας στοιχειώδους μονάδας που έχει έναν άνθρακα στο κέντρο και άλλους τρεις στις κορυφές ενός ισόπλευρου τριγώνου. Η επανάληψη του μοτίβου αυτού δημιουργεί ένα επίπεδο πλέγμα από εξάγωνα ενώ τα «τέταρτα» ηλεκτρόνια δημιουργούν μια θάλασσα ηλεκτρονίων που βρίσκεται απεντοπισμένη σε όλη την έκταση του πλέγματος. Η τελική μορφή του γραφίτη προκύπτει από την επιστοίβαξη αυτών των πλεγμάτων. Είναι δηλαδή ένα υλικό που αποτελείται από πολλά στρώματα πάχους «ενός ατόμου» ας πούμε.

Οι Γκέιμ και Νοβοσέλοφ δεν είναι οι πρώτοι που επιχείρησαν να αποσπάσουν ένα από αυτά τα στρώματα από το γραφίτη. Τα περιβόητα μπακμινστερφουλερένια (καμία σχέση με τα νομιστεράκια του ανέκδοτου) σχηματίζονται και από την απόσπαση ενός τέτοιου στρώματος, μέρος του οποίου «τυλίγεται» σε σφαιρικές δομές. Η καινοτομία στην περίπτωσή μας (το νέο υλικό με το… πρωτότυπο όνομα «γραφένιο») αφορά στην σταθερή απόσπαση ενός στρώματος με διατήρηση της μορφής του, γεγονός άμεσα αξιοποιήσιμο από την Τεχνολογία, ειδικά αν σκεφτούμε τις τεράστιες δυνατότητες του υλικού αυτού για ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Έχω ήδη υποσχεθεί να επανέλθω στο θέμα αναλυτικότερα. Προς το παρόν θα σταματήσω εδώ. Από επαγγελματική διαστροφή όμως, δεν μπορώ να κλείσω αυτό το post προτού αναθέσω εργασία για το σπίτι. Έτσι λοιπόν, σύμφωνα με την περιγραφή που έκανα πιο πάνω για το σχηματισμό αυτών των στρωμάτων άνθρακα, μπορείτε να φανταστείτε το πώς προκύπτει η ηλεκτρική αγωγιμότητα τους?

Συγχαρητήρια στους δύο επιστήμονες! Μας φτιάξανε σίγουρα τη μέρα!!!

Advertisements

1 σχόλιο (+add yours?)

  1. redkangaroo
    Οκτ. 07, 2010 @ 20:44:15

    Καλορίζικο το blog! να τα γράφεις σε επίπεδο Α Λυκείου για να τα πιάνουμε κι εμείς που και σ’ αυτό το επίπεδο είχαμε τα ζόρια μας. Προσυπογράφω απολύτως την παρατήρηση σου περί της χρεωκοπίας της «απόλυτης εξειδίκευσης». Συχνά οι φυσικές επιστήμες χρησιμεύουν ως άλλοθι διαφόρων επιτηδείων για να «την πούνε» σε μας των κοινωνικών επιστημών.

Αρέσει σε %d bloggers: