Bilim İnsanları Sonunda "İmkansız" Molekülü Evcilleştirdi

Elinizde su tutmaya çalışın. Şimdi bunu biraz daha zorlaştırın—çok daha zorlaştırın. Çıplak avucunuzda tutmaya çalıştığınız şey hava ile temas eder etmez buharlaşıveriyor. İşte kimyagerler son yılların onlarca yılında karbeni adlı bir molekül türüyle aynı sorunu yaşıyorlardı.

Karbenlerin problemi basit: tamamen istikrarsızlar. Normal bir karbon atomunun etrafında sekiz tane değerlik elektronu vardır ve bu, dengeyi sağlar. Karbenlerin ise sadece altısı bulunur. Bu eksik çift onları delicesine reaktif kılıyor—yakındaki her şeye canı sıkılmışçasına yapışıyorlar. Sudaki ömürleri milisaniye mertebesinde. Sanki sualtında ateş yakıp yakmamaya çalışıyorsunuz.

Bir Kimyager'in Çılgın Fikriyesi

1958 yılında Columbia Üniversitesi'nden Ronald Breslow garip bir teoriyle ortaya çıktı. B1 vitamini (tiamin) —yani vücudunuz için zorunlu bir madde— kısaca karben yapısına dönüşerek hücrelerinizin içinde kimyasal reaksiyonları yönetebilirdi. Zekice bir fikir miydi? Evet. Ama ispatlayabilen var mıydı? Yoktu. Breslow'un fikri 67 yıl boyunca böyle kaldı: akıllı fakat test edilemez.

Sonunda Yakalandı

UC Riverside'da Vincent Lavallo ve ekibi farklı bir yol denemeye karar verdi. Karbenleri stabil hale getirme yerine, onları "zırh" ile sarmaya çalıştılar. Reaktif merkezin çevresine bir moleküler kalkan koyup sudaki saldırılara karşı korumayı başardılar.

Ve işe yaradı.

Hem ilk kez suda stabil karbeni üretebildiler hem de onu izole edip bir tüpe klosed ettiler. Aylar boyunca bozulmadan kaldı. Nükleer manyetik rezonans spektroskopisi ve X-ışını kristalografisi ile mevcudiyetini kanıtladılar.

"İnsanlar bunun çılgınlık olduğunu düşündü" dedi Lavallo. "Ama Breslow haklı çıktı."

Bu Neden Önemli?

Altmış yıllık bir teoriyi ispat etmek güzel. Peki ya pratik tarafı?

Karbenler kimyada kullanışlıdır—katalizörlere yardımcı olan yapılar olarak görev yapıyorlar. Bu katalizörler ilaç imalatından yakıt üretimine, kimyasal sentezle en bilindik yerlerdedir. Sorun? Hepsi zehirli organik çözücülerde gerçekleşiyor. Çevre ve insan sağlığı için korkunç şeyler bunlar.

Ya sıradan suyla yapabilsek?

Yeşil Kimyaya Doğru

Su bolundur, toksik değildir, ucuzdur ve heryerdedir. Kimyagerlerin bağımlı olduğu tehlikeli çözücülerin tam tersi. Eğer bu güçlü reaktif moleküller suda davranışlı olabilse, kimyasal imalatta temiz bir devrim söz konusu.

"Su ideal çözücüdür" diyor ilk yazar Varun Raviprolu. "Eğer bu katalizörler suda çalışabilirse, yeşil kimyaya doğru büyük bir adımdır."

Soyut bir çevre felsefesi değil bu—ilaçlar, malzemeler, kimyasallar. Hayatımız buna bağlı.

Kapı Açılıyor

En güzel kısım bu: daha birçok başka istikrarsız molekül var ki, bilim insanları hiçbir zaman çalışamamıştır. Benzer koruma yöntemleriyle bunları da gözlemleyebilecekler.

Hücrelerin içinde meydana gelen kimyasalı—ki çoğunlukla su—doğasında izleyebilir hale geliyor. Doğanın kendi reaksiyonlarını yerli ortamında inceleyebiliriz.

Öğretileri

Lavallo iki dekadı karbenleri çalışmakla geçirdi. "Otuz yıl öncesi insanlar bu moleküllerin yapılabileceğini sanmıyordu" diye düşündü. "Şimdi onları suda şişeleyebiliyoruz."

Bunda garip bir güzellik var. Çözülmez görünen soru. Çılgın duyulan bir teori. Doğru yöntem ve sabırla, çılgın olan kişinin haklı olduğu ortaya çıkıyor.

Bilim kimi zaman tuhaflık yapıyor. Ama işe yarayınca? Sihir gibi.