ΠΑΜΕ …ΧΗΜΕΙΑ (ΑΝΤΙ ΠΡΟΛΟΓΟΥ)

Πάμε …Χημεία, όπως λέμε πάμε πλατεία. Για να γνωρίσουμε ότι πιο ενδιαφέρον κυκλοφορεί στο χημικό στερέωμα , και να απολαύσουμε όχι καφέ, αλλά μικρά και μεγάλα χημικά «μυστικά».

Η Χημεία έχει κάτι το ιδιαίτερο σαν Επιστήμη. Αυτό το κάτι προφανώς είχε αντιληφθεί ο μεγάλος ποιητής Κωστής Παλαμάς, που την αποκάλεσε «κορώνα των επιστημών». Όταν φυσικά ένα χημικός αναφέρεται στην Χημεία, η κρίση του δεν αναμένεται να είναι και πολύ αντικειμενική.   Να επιχειρηματολογήσω όμως γιατί η Χημεία  διεκδικεί με αξιώσεις την τιμητική  κορώνα των Επιστημών.

Η Χημεία είναι «πολύπλευρη» και πανταχού παρούσα. Οργανική χημεία, ανόργανη χημεία, χημεία τροφίμων, καλλυντικών, λιπασμάτων, καυσίμων, ορυκτών, φαρμακευτική χημεία, φυσικοχημεία, βιοχημεία, ηλεκτροχημεία, θερμοχημεία, ……

Ο έρωτας, το γέλιο, το κλάμα, η απόλαυση ενός κρασιού, η μυρωδιά της βροχής στο χώμα, ο θυμός, η χαρά, ο φόβος, ο πόνος, το φάρμακο για το σάκχαρο, η έκρηξη της βόμβας, η μεθυστική αίσθηση του φιλιού,   είναι χημεία, ή έστω και χημεία.

Σε κάθε βήμα μας, στις καθημερινές δραστηριότητες, παντού και πάντα. Στενός κορσές σε όλη μας τη ζωή. Την φοράμε, την πίνουμε, την τρώμε, την απολαμβάνουμε ή την αηδιάζουμε, την αναπνέουμε. Προκαλεί φαινόμενα, ερμηνεύει καταστάσεις, προτείνει λύσεις. Τα συνήθη, αλλά και τα απίθανα του καθημερινού βίου κρύβουν Χημεία. Ο κεραυνοβόλος έρωτας, ο θυμός, ο πόθος, η απόλαυση, οι αισθήσεις, τα αόρατα μηνύματα φυτών και ζώων είναι χημεία. Η Γη που γεννά, το ζωογόνο νερό, το λυτρωτικό φάρμακο, το καύσιμο που θάλπει και κινεί είναι Χημεία. Τα πάντα!

Η χημεία χώνει παντού το μουσούδι της -συνήθως για καλό, αν και όχι  πάντα- με κάτι εξωτικές ουσίες που έχουν συχνά περίεργα ονόματα  και απωθούν τους αμύητους.

Η Χημεία είναι όμορφη , αλλά αυτό δεν αρκεί. Είναι και χρήσιμη. Πολύτιμη θεραπαινίδα του ανθρώπου κάνει τη ζωή του εύκολη και ποιοτική. Ανάβεις φωτιά με το ταπεινό σπίρτο και δεν μπορείς να διανοηθείς ότι περιέχει 20(!) διαφορετικά χημικά πρόσθετα για να βελτιώσουν τις ιδιότητές του. Από την παραφίνη για να καεί αργά το ξυλάκι μέχρι το νιτρικό αμμώνιο για να μην διατηρείται η καύτρα αναμμένη πολλή ώρα! Ξέρεις πόσοι χημικοί αφιέρωσαν πολύτιμο χρόνο για να λύσουν αλλεπάλληλα προβλήματα και να έχεις στα χέρια σου το απλό αυτό σπίρτο;

Η Χημεία είναι δίπλα σου για να δώσει απαντήσεις στα δεκάδες «γιατί» που σε περιβάλλουν. Ρίχνουμε ξύδι στο τσίμπημα της σφήκας γιατί το δηλητήριό της είναι βασικό, και αμμωνία στο τσίμπημα μιας δράκαινας γιατί το δικό της κεντρί εκκρίνει όξινο δηλητήριο. Ο Χρυσός υπάρχει ελεύθερος στη φύση επειδή είναι αδρανές μέταλλο και δεν αντιδρά ούτε με το οξυγόνο, ούτε με τα άλλα στοιχεία που τον περιβάλλουν, ενώ όσο και να ψάξεις στον πλανήτη δεν θα βρεις ελεύθερο νάτριο, ή ασβέστιο μέταλλα ιδιαίτερα δραστικά. Μεγάλη υπόθεση να ερμηνεύεις στη ζωή σου φαινόμενα και καταστάσεις που προκαλούν ερωτήματα. Μπορεί για κάθε απάντηση να προκύπτουν νέες ερωτήσεις, αλλά η ηδονή της απάντησης δεν παύει να είναι μια  γλυκιά κατάκτηση. Σαν σταυρόλεξο που σε παίδεψε αλλά το έλυσες. Και η Χημεία λύνει «σταυρόλεξα».

Με τη Χημεία δεν πλήττεις ποτέ. Όσο και να λες ότι την γνωρίζεις, πάντοτε θα ανακαλύπτεις νέα εδάφη της, παρθένα για σένα και θα την ερωτεύεσαι από την αρχή. Μια ερωμένη που έχει τον τρόπο να κρατά αμείωτο το πάθος και τον πόθο. Θέλετε αποδείξεις; Νόμιζα ότι η καύση του απλούστερου υδρογονάνθρακα που υπάρχει σήμερα, δηλαδή του μεθανίου, είναι μια απλή αντίδραση που ολοκληρώνεται σε ένα δύο το πολύ στάδια. Κι όμως η καύση ολοκληρώνεται σε 10 στάδια, στο τελευταίο μόνο από τα οποία παράγεται διοξείδιο του άνθρακα και νερό! Αγνούσα ότι το άρωμα της φράουλας αποτελείται από 600 διαφορετικές ενώσεις; Ότι το ανθρώπινο σώμα εκπέμπει περίπου 3.500 πτητικές ουσίες στον αέρα γύρω του; Ότι το τριιωδιούχο άζωτο είναι μάλλον η πλέον ευαίσθητη εκρηκτική ύλη, αφού αρκεί το περπάτημα μύγας επάνω της για να εκραγεί; (Αυτή ακριβώς η μεγάλη ευαισθησία της την κάνει ακατάλληλη για χρήση.)

Η τρομερή Νιτρογλυκερίνη, που μπορεί επίσης να εκραγεί ακόμη και με σχετικά βίαια κίνηση, όταν απορροφηθεί από την πορώδη γη διατόμων «εξημερώνεται» και δίνει την περιβόητη δυναμίτιδα που χάρισε στον υιό Nobel δόξα και μυθικό χρήμα. (Ο πατήρ Nobel έχασε δύο εργοστάσια από εκρήξεις της νιτρογλυκερίνης) Η νιτρογλυκερίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο σαν βίαιο εκρηκτικό, όσο και σαν φάρμακο για τη στηθάγχη με την ονομασία τρινιτρίνη. Η ίδια ουσία δηλαδή σε ρόλους δόκτωρα Τζέκυλ και Μίστερ Χάιντ. Η «συναναστροφή» επομένως με τη Χημεία, μόνο εκπλήξεις και θαυμασμό επιφυλάσσει.

Η χημεία ρυθμίζει και ισορροπεί ουσίες και καταστάσεις. Ειδικότερα στους οργανισμούς, τα πολυπλοκότερα χημικά εργαστήρια που υπάρχουν στον κόσμο, χιλιάδες διαφορετικές ουσίες και αντιδράσεις συμπλέκονται σε ένα δίκτυο ζωής και θανάτου. Ελάχιστες αποκλίσεις από προκαθορισμένα – από ποιον άραγε; – όρια προκαλούν μοιραίες ενδεχομένως συνέπειες. Συγκεκριμένος ο σκοπός τους. Φανταστική η συνεργασία τους. Συχνά είναι αρκετό μια χημική αντίδραση να κηρύξει «στάση εργασίας», ή να δώσει ένα διαφορετικό προϊόν για να σηματοδοτήσει το τέλος. Ένα ένζυμο που λείπει, ή μια βιταμίνη που είναι σε χαμηλά επίπεδα μπορεί να μετατρέψει σε κόλαση την ζωή του ανθρώπου. Οι βιοχημικοί το γνωρίζουν αυτό καλλίτερα από τον καθένα, αν και λίγο πολύ όλοι μας πια έχουμε εξοικειωθεί με τις κατάλληλους δείκτες τριγλυκεριδίων, ουρικού οξέος, αιματοκρίτη, σακχάρου από τις αναλύσεις αίματος που κατά διαστήματα υποχρεούμαστε να κάνουμε. Αρκεί να σκεφτούμε πόσο στενά είναι τα όρια του pH για το αίμα (φυσιολογικές τιμές από 7,35 μέχρι 7,44 με ακραία όρια επιβίωσης 6,80-7,80), ενώ μια μικρή απόκλιση επιφέρει οξέωση, ή αλκάλωση και πιθανό θάνατο.

Η Χημεία υπολογίζει. Και γνωρίζει, ευτυχώς, να υπολογίζει σωστά. Εδώ κυριολεκτικά ισχύει το «ουδέν λάθος αναγνωρίζεται μετά την απομάκρυνση του πελάτη εκ του ταμείου». Η ακρίβεια όπως όλοι μας έχουμε αντιληφθεί από την καθημερινή πρακτική, είναι σαν το λάστιχο που προσαρμόζεται ανάλογα με τις απαιτήσεις μας. Όταν μετράς τα υλικά για ένα φαγητό, η δόση είναι σχετική και μια μικρή απόκλιση το πολύ-πολύ να προκαλέσει ένα αποτυχημένο φαγητό. Όταν όμως πρόκειται για το δραστικό συστατικό ενός φάρμακου ,τότε το παραμικρό λάθος μπορεί να είναι μοιραίο, ή να μεταφράζεται σε οικονομική ζημιά εκατομμυρίων. Όταν για παράδειγμα, στα αντισυλληπτικά χάπια το δραστικό συστατικό ανά δισκίο είναι της τάξης των 20 εκατομμυριοστών του γραμμαρίου, τότε απλά δεν γίνεται να κάνεις λάθος !

Η Χημεία κινεί! Γεμίζεις το ντεπόζιτο του αυτοκινήτου σου με την πολλών οκτανίων αμόλυβδη, ή φορτίζεις με ηλεκτρικό ρεύμα την τελευταίας τεχνολογίας μπαταρία του ηλεκτροκίνητου σου και απολαμβάνεις τη διαδρομή για την οποία έχουν «βάλει πλάτη» εκατοντάδες ανώνυμοι χημικοί και εξειδικευμένοι επιστήμονες.    Μια φορτισμένη μπαταρία μπορεί πλέον και μετακινεί αυτοκίνητο από την Αθήνα στη Θεσσαλονίκη. (Ήδη οι αυτονομίες κίνησης βρίσκονται πάνω από τα 500 χιλιόμετρα!) Και όλο αυτό το εγχείρημα ξεκίνησε από ένα κλασικό ηλεκτροχημικό στοιχείο π.χ. Χαλκού-Ψευδαργύρου βουτηγμένο σε ηλεκτρολύτη. Η Χημεία αν και είναι η επιστήμη που συνδέθηκε με την μαγεία όσο καμία άλλη , στηρίζεται σε φυσικούς νόμους και αξιώματα και όχι στο παράδοξο και το μεταφυσικό. Το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγει μια μπαταρία ερμηνεύεται με απλό τρόπο. Η διαφορετική τάση που έχουν   δύο διαφορετικά μέταλλα να διώχνουν ηλεκτρόνια είναι αυτή που κάνει το θαύμα της. Ο Ψευδάργυρος έχει μεγάλη τάση να διώχνει ηλεκτρόνια, ενώ ο χαλκός στην συγκεκριμένη περίπτωση προτιμά να δεχθεί. Όταν λοιπόν συνδέσεις τα δύο αυτά μέταλλα μέσω ενός ηλεκτρολύτη (αλατόνερο, χυμό λεμονιού ή πορτοκαλιού), τα ηλεκτρόνια θα μεταναστεύσουν οργανωμένα από τον Ψευδάργυρο προς τον Χαλκό. Η οργανωμένη κίνηση φορτίων όμως δεν είναι τίποτε άλλο από αυτό που ο κόσμος αντιλαμβάνεται σαν ηλεκτρικό ρεύμα. Σε τελική ανάλυση τόσο απλό!

Η Χημεία έδινε, δίνει και θα δίνει λύσεις στα μύρια όσα προβλήματα δημιουργούν καθημερινά οι πολύπλοκες ανάγκες της σύγχρονης ζωής. Στερεύει το πετρέλαιο; Μην ανησυχείτε. Υπάρχει το μεθάνιο που αποτελεί το βασικό συστατικό του φωταερίου. Το μεθάνιο λοιπόν πιθανόν να αποτελέσει το «πετρέλαιο» της επόμενης δεκαετίας, εκτός από τις ελπιδοφόρες «πράσινες» ενεργειακές πηγές, ίσως όμως να αποτελέσει και τον απόλυτο περιβαλλοντικό εφιάλτη του πλανήτη. Το μεθάνιο κάτω από συνθήκες υψηλής πίεσης γίνεται παγόμορφο και δημιουργεί τον λεγόμενο υδρίτη του μεθανίου και ο οποίος αν και πάγος καίγεται! Οι ποσότητες των υδριτών που έχουν επισημανθεί στα βάθη των ωκεανών και στους απέραντους πάγους της Σιβηρίας, έχουν υπολογισθεί ότι είναι της τάξης των 2^.10¹⁶ κυβικών μέτρων. Με άλλα λόγια η ποσότητα του άνθρακα στα κοιτάσματα αυτά του μεθανίου ξεπερνάει την ποσότητα άνθρακα που περιέχουν όλα τα κοιτάσματα αερίου, πετρελαίου και γαιανθράκων μαζί! Αν και έχει αναπτυχθεί η τεχνολογία εκμετάλλευσης κοιτασμάτων υδριτών , εν τούτοις δεν έχει αρχίσει ακόμη η οικονομική τους εκμετάλλευση. Οι υδρίτες μεθανίου όμως, πιθανολογείται ότι μπορούν να επηρεάσουν την εύθραυστη κλιματική ισορροπία στη Γη, αν για κάποιο λόγο οι πάγοι αυτοί λιώσουν και το μεθάνιο ελευθερωθεί στην ατμόσφαιρα. Σύμφωνα με κάποιες απαισιόδοξες προβλέψεις, μια αύξηση της θερμοκρασίας των ωκεανών κατά ένα μόνο βαθμό Κελσίου είναι δυνατόν να ελευθερώσει σταδιακά 90 δισεκατομμύρια τόνους μεθανίου! Μπορούμε να αναλογιστούμε το τεράστιο διπλό κέρδος για την ανθρωπότητα αν η Χημική τεχνολογία καταφέρει να αξιοποιήσει με ασφάλεια τα γιγαντιαία αυτά κοιτάσματα, εμποδίζοντας την ανεξέλεγκτη διαφυγή τους στην ατμόσφαιρα.

Η Χημεία προστατεύει τη ζωή στον Πλανήτη και την ποιότητά της, αξιοποιώντας συσσωρευμένη εμπειρία αιώνων. Στον κατ’ ευφημισμό μάλλον αποκαλούμενο «γαλάζιο» και υδάτινο πλανήτη μας που κολυμπά κυριολεκτικά στο νερό, το δυνητικά χρήσιμο νερό είναι δυστυχώς μόνο 0,05%!!! Με τους υδάτινους πόρους να ελαττώνονται διαρκώς και να υποβαθμίζονται ποιοτικά, η Χημεία είναι παρούσα να δώσει λύσεις. Και οι λύσεις της θα επιτρέψουν τον Αιγύπτιο γεωργό να πιεί το μολυσμένο νερό του Νείλου δίχως να το πληρώσει με βαριές δυσεντερίες.

Η Χημεία είναι δίπλα μας. Στα άσχημα και τα όμορφα. Στα πικρά και τα γλυκά. Στο αναγκαίο φάρμακο και το λυτρωτικό κρασί. 200-300 αρωματικές ουσίες περιέχονται στο κρασί και του δίνουν όλες μαζί το μεθυστικό του άρωμα! Το σηκώνετε το κρασί; Τότε είστε από τους τυχερούς που έχουν σε επάρκεια ένα ένζυμο που καταλύει την οξείδωση της αιθανόλης. Διαφορετικά περιοριστείτε στο ένα ποτηράκι ή πιείτε λίγο λάδι μετά τη «κατάχρηση» μήπως και ξεγελάσετε το όργανο του αλκοτέστ. Για όλα , ή σχεδόν για όλα, η Χημεία έχει απαντήσεις. Αξίζει να τις αναζητήσετε  .

Η Χημεία είναι το μέλλον. Αν νομίζετε ότι οι χημικοί ασχολούνται εδώ και χρόνια με τα «κλασικά χημικά»  δηλαδή, οξέα, βάσεις, άλατα ,  οργανικά σώματα και βαρετές χημικές αναλύσεις, μάλλον πέφτετε πολύ έξω. Τα επιτεύγματα της χημικής τεχνολογίας και των νέων υλικών στο άμεσο μάλιστα μέλλον, πιθανόν να βρεθούν μπροστά και από τις πλέον καλπάζουσες φαντασίες. Θα αναφέρω δύο μόνο παραδείγματα από τις δεκάδες φουτουριστικές εφαρμογές με χημικό ενδιαφέρον. Σε λίγο καιρό (εταιρεία ήδη έχει προαναγγείλει σχετική παραγωγή), ένα κινητό με χημικό αισθητήρα, θα προειδοποιεί τον κάτοχό του για την κακοσμία του στόματός του. Η στοματική κακοσμία οφείλεται στην παρουσία θειούχων ενώσεων που αποτελούν προϊόντα μεταβολισμού των βακτηριδίων της στοματικής κοιλότητας. Μόνο που λόγω αισθητηριακού κορεσμού των οσφρητικών υποδοχέων, δεν την αντιλαμβανόμαστε οι ίδιοι, αλλά δυστυχώς οι απέναντί μας. Μόλις οι χημικοί αισθητήρες του κινητού τηλεφώνου αντιληφθούν σημαντικές συγκεντρώσεις θειούχων ενώσεων , θα ενεργοποιείται ηχητικό σήμα, ή μήνυμα για στοματική φροντίδα του κατόχου του τηλεφώνου.

Ένα άλλο παράδειγμα υλικού που θα φέρει επανάσταση στην τεχνολογία υπολογιστών, οθονών, ρούχων, φωτισμού και δεκάδων άλλων εφαρμογών είναι το γραφένιο. Το γραφένιο είναι αγώγιμο υλικό που αποτελείται από λεπτότατα φύλλα πάχους ενός μόνο ατόμου (!) και το συνθέτουν άτομα άνθρακα ενωμένα μεταξύ τους σε κανονικά εξάγωνα. Το εξωτικό αυτό υλικό, πρέπει να το λάβετε σοβαρά υπόψη μιας και χάρισε βραβείο Nobel στους δύο Ρώσους επιστήμονες, Αντρέι Γκέιμ και Κονσταντίν Νοβοσέλοφ που το ανακάλυψαν το 2004. Θέλετε τώρα μερικά πιθανά πεδία εφαρμογών του γραφενίου; Εύκαμπτες λεπτότατες οθόνες υπολογιστών και κινητών σαν φύλα πλαστικού που δεν θα χρειάζεται να τις ακουμπάς, αλλά θα «αισθάνονται» και το πλησίασμα των δακτύλων. Πανίσχυρες ηλεκτρονικές συσκευές και υπολογιστές με την απίστευτη ταχύτητα των 100 GHz αλλά και θερμική αντοχή. Τοίχοι που θα «παράγουν» δευτερογενή φωτισμό και πολλά ακόμη που επιφυλάσσουν ένα γοητευτικό, τουλάχιστον από πλευράς τεχνολογίας, μέλλον.

Βασικά ο Χημικός είναι ένας ειδικευμένος καλλιτέχνης της ύλης. Παίρνει την πρώτη ύλη και μέσα από απίστευτα μονοπάτια, την πλάθει και την οδηγεί εκεί που θέλει. Την κάνει σκληρή σαν ατσάλι, ή ελαφριά σαν πούπουλο, την μεταμορφώνει σε φάρμακο, ή δηλητήριο, την διαπλάθει σε μαλακή, θερμοανθεκτική, υπεραγώγιμη, αρωματική, εκρηκτική, θελκτική, όμορφη ή πολύτιμη. Σου την παραδίδει χρήσιμη για να την αξιοποιήσεις με σύνεση και λογική. Αυτή έκανε το καθήκον της. Κάνε και συ το δικό σου και απόλαυσε τους καρπούς της με μέτρο και σεβασμό προς τη Φύση και τον Συνάνθρωπο.

Η Χημεία είναι μια γοητευτική Επιστήμη για πολλούς λόγους. Έχει ευρύτατες εφαρμογές, είναι άκρως ενδιαφέρουσα σαν πειραματική, και απαντά σε δεκάδες ερωτήματα  του ανθρώπου που σχετίζονται με  θέματα της καθημερινής του ζωής.

Ασχολούμαι πολλά χρόνια με την διδασκαλία της Χημείας και τις πρακτικές της εφαρμογές. Απέραντο πεδίο γνώσεων, που συχνά προκαλούν δέος ειδικά στον αμύητο. Αρμενίζοντας στον τεράστιο αυτό ωκεανό  των χημικών  φαινομένων, εφαρμογών, και πληροφοριών,  έρχονται στιγμές που αντικρύζεις «κάτι» που σε γοητεύει, σε εκπλήσσει, ή σε συγκινεί. «Κάτι» που αξίζει να το πεις στα παιδιά σου, στους μαθητές σου,  σε κάποιο φίλο, ή να το κρατήσεις για τον εαυτό σου.

Τα καλύτερα από αυτά κατά την προσωπική μου άποψη, θα προσπαθήσω να μεταφέρω στο χαρτί.

Αξίζει κάποιος να τα προσέξει!  Και ίσως αναθεωρήσει   την άποψή του για την «δύσκολη» και «αντιπαθητική» Χημεία των μαθητικών του χρόνων. Λένε άλλωστε ότι όσο περισσότερο γνωρίζεις ένα αντικείμενο, τόσο περισσότερο σε ελκύει. Και αυτός είναι ένας από τους στόχους του βιβλίου που κρατάτε στα χέρια σας. Κάπου στη διαδρομή θα συναντήσουμε   τον Ηρακλή Πουαρό της Αγκάθα Κρίστι να ασχολείται με ύπουλα δηλητήρια και την γοητευτική Μέρυλιν Μονρόε να μας συστήνει το channel 5.

Γι αυτό προτείνω: …. «Πάμε χημεία».