NOBEL-DÍJASOKKAL BESZÉLGETTÜNK


 "Ma kell azon gondolkodnunk, amin a holnap technológiája alapszik"
Oláh György

Oláh György legjelentősebb tudományos eredményeit a karbokationok területén érte el, ezeket ismerték el 1994-ben kémiai Nobel-díjjal.  A pozitív töltésű szénionok létének bebizonyítása megdöntötte a szén négyvegyértékűségének dogmáját. A néhány nanoszekundum élettartamú köztitermékként létező karbokationok a szupersavak hatására keletkezhetnek például szénhidrogénekből. Az ilyen ionokat tartalmazó stabilis vegyületek előállítását  új reakciók kidolgozásával oldotta meg. A kutatási eredmények lehetővé tették az ólommentes benzin egy új gazdaságos előállítási eljárásának kidolgozását is. Jelenleg főként a metanollal működő tüzelőanyag-cellák kutatásával és az ezekhez szükséges metanol szén-dioxidból való előállításának kérdéseivel foglalkozik. Több mint ezer tudományos publikációja és mintegy száz szabadalma van.

- Néhány évvel ezelőtt volt alkalmam Professzor urat az energiatermelés jövőjéről kérdezni,  s akkor Ön nagy reményeket fűzött a metanolalapú tüzelőanyag-cellákhoz, melyeknek kutatásával foglalkoznak. Történt-e előrelépés ezen a területen?

- Feltétlenül. 2007 elején például a Toshiba és a Hitachi cégek piacra lépnek mobiltelefonokban, illetve laptopokban használható áramforrásaikkal. Ezek (ellentétben a ma használatos elemekkel, akkumulátorokkal) tűzbiztosak, hosszú ideig használhatók, újratöltésük a metanolkapszula cseréjével megoldható (!), és megfelelő számú egység párhuzamos kapcsolásával produkálni tudják azt az áramerősséget, amelyre az egyre több funkcióra használt eszközöknek szükségük van.

 Egy gépkocsi természetesen nagyságrendekkel több energiát igényel, mint az előbb említett eszközök. Semmilyen elvi akadálya nincs korlátlan számú tüzelőanyag-cella összekapcsolásának, de belátható, hogy a gyakorlati kivitelezés számos problémát vet fel. Ezeken dolgoznak a kutatók, ám a megoldás nyilván hosszabb időt igényel. Mi alapkutatásokat végzünk, és érthetően türelmetlenek vagyunk, de be kell látnunk, hogy az ipari, technológiai fejlődés üteme lassúbb, s a gépjárművek esetében nem is fog különösebben felgyorsulni mindaddig, amíg a benzin, bármilyen drágán, de rendelkezésre áll.

 Úgy vélem, 10-15 év múlva a most magasnak tűnő benzinárak alacsonyaknak fognak tűnni, hiszen egyre fokozottabb mértékben feléljük a természettől ajándékba kapott szénhidrogén-készleteket. Az olaj ára persze - az aranyéhoz hasonlatosan - mindig függvénye a gazdasági és politikai megfontolásoknak, nemzetközi viszonyoknak is. Norvégia például bővelkedik olajlelőhelyekben, de ezekkel takarékosan bánik, az olaj árát magasan tartja, a bevételekből magas színvonalú szociális ellátórendszert működtet, és a készletek jó beosztásának köszönhetően ezt nyilván hosszú ideig fenn is tudja tartani.

 - Ígéretesnek látszanak azok a kutatások, amelyek a metanol szén-dioxidból való előállítására vonatkoznak, megoldást kínálva ezzel nemcsak az energiatermelés problémájára, hanem az üvegházhatás csökkentésére is.

 - 2006 tavaszán jelent meg "Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy" (Az olaj és gáz után: a metanolgazdaság) című könyvem, amelyben részletesen foglalkozom ezzel a kérdéssel. A könyv magyar kiadásának megjelenése 2007 tavaszán várható.

 Hangsúlyozni kívánom, hogy az emberiség nem termeli, hanem csak tárolja és felhasználja, illetve átalakítja a természettől kapott energiát.
 Sokan a hidrogéngazdaságban látják a megoldást, azonban a hidrogént hatalmas energiafelhasználással (s így környezetszennyezéssel) lehet csak előállítani (ezért hamis az az okoskodás, hogy a hidrogén, mivel égésénél csak víz keletkezik, "tiszta" energiaforrás). A hidrogén tárolása és szállítása, mint igen illékony gázé, komoly problémát jelent, s ráadásul attól is óvni kell, hogy a levegő oxigénjével érintkezésbe lepjen, hiszen azzal robbanásveszélyes elegyet, durranógázt képez. Magam nem szívesen ülnék egy olyan autó hátsó ülésén, amely alatt magas nyomású folyékony hidrogénnel töltött tartályok vannak…Mi történik, ha hátulról belém hajt valaki?

 - Professzor úr könyvéből idézek: "Az egész emberiség el akarja érni azokat az előnyöket, amelyeket egy ipari társadalom nyújt polgárainak." Lehetségesnek látja, hogy az új energianyerési módok segítségével ez a vágy akár csak nagyjából megvalósuljon, különös tekintettel az "ökológiai  lábnyom" problémájára?

 - Az eltelt négy év alatt sokat haladtunk előre kutatásainkkal, de mi az egyetemen nem valósítunk meg technológiákat, nem építünk üzemeket. Az ipari eljárások kifejlesztése most kezdődött el, de e téren csak nagyvállalatok tudnak eredményeket elérni, s nem lehet megmondani, hogy mikorra várhatók az első konkrét eredmények. Úgy érzem azonban, hogy az üvegházhatás problémája hajtóerőt jelent azoknak a fejlesztéseknek, amelyek olyan energianyerési módokra vonatkoznak, melyek nemcsak termelik a szén-dioxidot (mint valamennyi égetésen alapuló erőmű, a szenet használóktól a földgázüzeműekig) hanem fogyasztják is. Ma az emberiség energiaszükségletének 85 százalékát szénalapú nyersanyagok elégetésével állítja elő, s eközben 20 milliárd tonna (!) szén-dioxidot enged ki a légkörbe. A másik nagy szén-dioxid-forrás a földgáztermelés: számos lelőhelyen, így például Algériában vagy Norvégiában a földgáz 10-25 százalék szén-dioxiddal keverve jön a felszínre, s ez a hatalmas mennyiség ugyancsak a légkörbe kerül. A természetes folyamatok, például a vulkánkitörések is termelnek szén-dioxidot. Úgy vélem, mára már be van bizonyítva, hogy a klímaváltozás egyik oka mindenképpen az emberi tevékenység által a légkörbe kerülő szén-dioxid.

 A probléma egyik megoldása a tartós elzárás (sequestration) lehet, azaz az erőművekből, illetve földgázlelőhelyekről összegyűjtött gáznak a föld alá juttatása és ott tartása. Norvégiában és Algériában már alkalmaznak ilyen megoldásokat, azonban ezek drágák, a környezetin kívül semmilyen gazdasági hasznot nem hoznak, s nem tudjuk, hogy a tárolóhelyekről - amelyek lehetnek bányák, kiürült olajmezők, vagy akár a tengerfenék - az illékony szén-dioxid mikor fog kiszabadulni. Ha a nagy nyomás alatt tárolt folyékony szén-dioxidnak csupán fél százaléka illan el évente - ami technológiai szempontból már csaknem tökéletes megoldásnak tekinthető - történelmileg igen rövid idő alatt akkor is az egész visszakerül a légkörbe. (A kétszáz év különösen akkor tűnik rövidnek, ha figyelembe vesszük, hogy az Egyesült Államokban a radioaktív hulladéktárolók létesítésénél 10 vagy akár 100 ezer éves biztonsági garanciákat írnak elő a jogszabályok, s vannak olyan törekvések is, hogy a követelményeket egymillió évre, azaz az emberiség létének szempontjából is beláthatatlan időtartamra emeljék.)

 A másik probléma, hogy ha valamilyen külső hatás, például földrengés következtében egyszerre szabadulna ki a tárolt gáz, az éppen olyan tragédiát okozhatna, mint ami 1986-ban történt Kamerunban, ahol egy krátertó mélyéből valószínűleg tektonikus hatásra felszínre jött - becslések szerint - 80-200 ezer köbméternyi szén-dioxid s a környező völgyeket ellepve 1800 ember és 3500 állat halálát okozta, még a kitörés helyétől 26 kilométer (!) távolságban is.

 Mi azt javasoljuk, hogy a szén-dioxidból - a tárolás helyett - állítsunk elő inkább metanolt, s ezt használjuk energiaforrásul. Természetesen ehhez hidrogénre van szükség, amit energia befektetésével kell előállítani, de legalább nem kell szállítani és tárolni, ami a korábban már említett nehézségekkel jár. A tüzelőanyag-cellákban való alkalmazás mellett a metanol a benzinnel is keverhető. Ezt a megoldást alkalmazták is mindaddig, amíg az olajárak annyira leestek, hogy már nem volt gazdaságos. Egy újabb olajár-emelkedés esetén talán ismét előtérbe kerül.

 A metanolnak az is nagy előnye, hogy kémiai szintézissel csaknem minden olyan termék előállítható belőle, amelyekhez eddig kőolajtermékeket használtunk nyersanyagul. Ezek a folyamatok szolgálhatnak a köztudatban lassan, de a gyakorlatban egyre inkább teret nyerő metanolgazdaság alapjául.

 - Erre a biztató perspektívára alapozva lát-e reményt Professzor úr arra, hogy valamennyi egyéb körülmény kedvező alakulása esetén nagyobb tömegek számára válik elérhetővé a számukra kívánatos jólét, vagy legalább egy kicsivel jobb lét?

 - Nem bizonyos, hogy az általunk javasolt megoldás az egyetlen vagy a legjobb, de abban biztos vagyok, hogy új és realisztikus. Előnye például, hogy a meglévő töltőállomás-rendszer alkalmazható, nem kell új, jóval nagyobb biztonságú tankolóhelyeket építeni, mint a hidrogén esetében kellene.
 Az űrhajózásban, ahol százszoros biztonsági ellenőrzés mellett, kivételesen bátor személyzet alkalmazza, jó hajtóanyag lehet a hidrogén (bár mint a tapasztalatok mutatják, a tragédiák itt sem kerülhetők el), de a mindennapi életben egy könnyen szállítható és tárolható folyadék alkalmazása célszerűbbnek látszik.

 Érdekes példa, hogy Izland, amely jelentős geotermikus energia birtokában néhány éve még a víz elektrolízisével előállítható hidrogéntermelésből akart hasznot húzni, a szállítási és tárolási problémákkal szembekerülve ma már inkább a metanolgazdaság által kínált megoldások iránt érdeklődik.
 Javaslatunk alapján az emberiség kifogyhatatlan szénforráshoz juthat, amely a kőolaj- és földgázkészletek kimerülése esetén is mindig rendelkezésre fog állni, az üvegházhatás is csökken, s így éppúgy a szén-dioxid cirkuláltatásával tudunk energiát előállítani, mint a növények. Először persze csak ott leszünk képesek erre, ahol a szén-dioxid nagy töménységben van jelen, mint az erőműveknél vagy földgázkutaknál, s rengeteget kell még fejlődnünk addig, amíg elérjük a növények hatásfokát. Ezek a levegő mindössze 0,037 százaléknyi szén-dioxid-tartalmát is képesek hasznosítani, de a kutatások már ebbe az irányba is elindultak.

 Visszatérve kérdésére, az emberiség egészének, a ma még döntően szegény országok lakóinak, a kínai, indiai, afrikai embermilliárdoknak is nyilván joguk van a jobb élethez, ehhez azonban rengeteg energia szükséges. Kína és India például több mint 1000 széntüzelésű erőmű üzembe állítását tervezi, de ez nyilván nem lehet az igazi megoldás.  Kutatásainknak tehát nagy hajtóerőt ad az energia- és környezeti problémák szimultán megoldásának szükségessége és egyben lehetősége.

 Azt is meg kell említeni, hogy az energiatárolási, illetve -szállítási problémák ekként való megoldása lehetőséget adhat például a sivatagos országokban bőséggel rendelkezésre álló napenergia célszerű felhasználására is.

 Az általunk kifejlesztett alapeljárásokat (melyek természetesen szabadalmi oltalom alatt állnak) a nagyvállalatoknak kell működőképes technológiává fejleszteniük. A nagy olajcégektől persze csak azután várhatjuk, hogy az alternatív eljárások felé fordulnak, ha már érezhető az olajtartalékok kimerülése. Önmagától, kényszerítő ok nélkül senki sem fog magának konkurenciát teremteni.

 - Professzor úr említette a szabadalmi oltalmat az imént. Mivel a Magyar Szabadalmi Hivatalban dolgozom, mindenképpen meg szeretném kérdezni, lát-e Professzor úr arra utaló jeleket, hogy a szabadalmi rendszer esetleg paradigmaváltás előtt állna, mint az részben már megtörtént például a bizonyos afrikai országok részére díjmentesen rendelkezésre bocsátott AIDS- gyógyszerek esetében?

 - Az AIDS különleges eset, hiszen a nincstelen betegek millióin feltétlenül segíteni kell, az ipari eljárások esetében azonban más a helyzet. Nyilván egyetlen cégtől sem várható el, hogy milliókat, milliárdokat öljön a fejlesztésekbe, ha a befektetéseit nem érzi biztosítva.

 - Professzor úr írásaiban többször is hangsúlyozza az oktatás fontosságát. Mit lehetne tenni azért, hogy az egyre bonyolultabbá és elvontabbá váló természettudományoknak legalább az alapjait olyan mértékben elsajátítsák a tanulók, hogy később ne váljanak áldozatává a bulvár médiából egyre erőteljesebben áradó áltudományos szemfényvesztésnek?

 - A jó oktatás hosszú távon mindennek az alapja. Az oktatás persze fejlődik, de ez a folyamat lassú. A tanulók, hallgatók általában a tudományok 10-20 éve stabilizálódott eredményeivel ismerkednek meg. A mi intézetünk azzal segíti elő a fiatal kutatók képzését, hogy rendszeresen fogadunk magyar fiatalokat. Szóbeli miniszteri ígéretet is kaptunk ösztöndíjak létrehozására, de ez eddig még nem realizálódott.

 Ma úgy látszik, hogy az általunk elért alapvető eredmények körülbelül öt év múlva bele fognak kerülni az egyetemi tankönyvekbe.

 Valószínű, hogy az általunk feltárt lehetőségekből csak több mint egy emberöltő múlva fejlődik ki a gyakorlatban is használható technológia. Nem törekedhetünk csak olyan eredményekre, amelyek már a mi életünkben hasznot hajtanak. Gyermekeinkre és unokáinkra is gondolnunk kell, ezért ma kell azon gondolkodnunk, amin a holnap technológiája alapszik. Hiszek abban, hogy az emberiség számára ezekkel a módszerekkel a mai, vagy akár a jelenleginél jobb életszínvonal is biztosítható az olaj- és földgázkorszak után is.

 Szólni szeretnék még egy alternatívnak látszó megoldásról, amelyről a sajtóban is sok szó esik Ez a bioetanol, illetve biodízel. Kevéssé közismert, hogy már Lenin is felvetette, hogy a nagy területeken termelt gabonából alkoholt gyártsanak, s azt energianyerésre használják fel. Ezt a rendeletét azonban még életében visszavonta, mert belátta, hogy országában elviselhetetlen társadalmi feszültséget keltene, ha a vodka esetleg hiánycikké válna.

 A mezőgazdasági alkohol előállítása valójában sok energiába kerül, s ha együtt vizsgáljuk a talajművelés, a műtrágyázás, a betakarítás és a szállítás energiaszükségletét, nem biztos, hogy nyereség mutatható ki. A rendelkezésre álló termőterületeken az energiaszükségletnek csak elenyészően csekély hányada termelhető meg.

 A másik probléma, hogy az etil-alkohol (etanol) csak akkor keverhető a benzinhez, ha teljesen száraz. Mivel ez a folyadék erősen vonzza a vizet (higroszkópos), a fellépő nedvesedés miatt nem szállítható csővezetéken, s az esetleges helytelen kezelés következtében mégis fellépő nedvesedés tönkreteheti a gépjárművek motorjait. Képzeljük el, mi történne, ha egy nagyvárosban futó autóknak akár csak 10-20 százaléka leállna.

 A biodízelként használt repceolajat is alkohollal kell észterezni, ez is pénzbe és energiába kerül. Európában jelenleg az üzemanyag-szükségletnek mindössze 0,5 százalékát adja a biodízel, s ha ez a mérték tízszeresére növekednék is, az sem volna megoldás.

 Márpedig a problémák elől nem lehet a múltban bevált megoldásokhoz menekülni, azokat előretekintve kell megoldani. Ha a magas gázárak miatt mindenki vissza akarna térni a fatüzeléshez, ki kellene irtanunk erdeinket, mint hajóépítő elődeink tették a dél-angliai, palesztínai vagy balkáni erdőségekkel. A természet máig sem tudta begyógyítani ezeket a sebeket. (Igaz, a hegyek lecsupaszításába a birkák is besegítettek.) Ha elegünk van az autókból s vissza akarnánk térni a lóvontatáshoz, nagyvárosainkat térdig, nyakig vagy akár még magasabbban borítanánk be lótrágyával.

 Az atomenergia ellenzői gyakran hivatkoznak a balesetveszélyre, pedig az atomenergia felszabadítása az egyik legbiztonságosabb energianyerési módszer. Még ha Csernobilt is számításba vesszük (pedig az ottani katasztrófa emberi mulasztás következménye volt), az áldozatok száma akkor sem ér nyomába annak, hogy minden évben 40 000 ember (nagy részük Kínában) szénbányákban bekövetkező balesetek áldozata lesz. A közlekedési balesetek áldozatainak száma is igen magas, mégsem akarja az autókat senki betiltani.

 Véleményem szerint a huszadik század legnagyobb felfedezése az, hogy rájöttünk, hogyan lehet a természet által adott atomenergiát felszabadítani és felhasználni. Sajnos először ezt is pusztításra használták, miként annyi nagy találmányt a lőportól a dinamitig, pedig azok is használhatók jó célra, bányászatra, építésre is. Végül is a Nobel-díjat is annak köszönhetjük, hogy Alfred Nobel lelkiismeret-furdalást érzett az általa feltalált dinamittal végzett pusztítások miatt.

 Szent-Györgyi Alberttől hallottam egyszer, hogy ő azt hitte, a C-vitamint csak jó célra lehet használni. A német tengeralattjárók legénysége azonban a bőséges C-vitamin-ellátásnak köszönhette, hogy két héttel tovább tudott a hajókban tartózkodni, mert nem kapott skorbutot. Ebből látszik, hogy a kutatók nem tehetők felelőssé eredményeik káros célú felhasználásáért.

Bármi felhasználható rossz célra, konyhasóval vagy vízzel is lehet embert ölni.

 Visszatérve az atomenergiára, annak biztonsága viszonylagosan éppúgy a legnagyobb, mint a repülőgépé a közlekedésben (még a merényletekkel együtt is), csak éppen a repülő- vagy az atombalesetből mindig elsőoldalas hír lesz a világsajtóban, nem úgy, mint egy távoli kínai bánya vagy akár egy afrikai országút halottaiból.

 A tudományt és a technikát mostanában gyakran ítélik el a pusztítás és a környezetszennyezés miatt, ugyanakkor gyakorta megfeledkezünk arról, hogy ezek tették lehetővé az átlagéletkor jelentős emelkedését, a kényelem növekedését, a hírközlés forradalmát. Jó lenne, ha a médiumok a pozitívumokra is nagyobb figyelmet fordítanának.
 
 
 

Az interjút készítette: Gács János

A vegyészek művészete
Jean-Marie Lehn

Jean-Marie Lehn 1987-ben kapott kémiai Nobel-díjat - Donald Crammel és Charles Pedersennel - olyan molekulák előállításáért és alkalmazásáért, amelyek csak jól meghatározott, kémiai szerkezettől függő kölcsönhatásokban vesznek részt.  Kutatási területe a szupramolekuláris kémia, amely nemkovalens kölcsönhatások révén hoz létre bonyolult kémiai rendszereket. Lehn professzor jelentős szerepet vállal a vegyészek európai együttműködésének elősegítésében is. Ezúttal az 1. Európai Kémiai Kongresszus tudományos bizottságának elnökeként járt Budapesten. Ő volt az egyik legelfoglaltabb ember a konferencián: előadásokat tartott és hallgatott meg, kollégákkal, tanítványokkal, újságírókkal és fiatalokkal beszélgetett.

- Bár ez az első európai vegyészkonferencia, talán elmondhatjuk, hogy van elődje is: 1860-ban a kémikusok rendezték az első nemzetközi tudományos konferenciát - ahol például az atom és a molekula definícióját igyekeztek tisztázni. Az utóbbi időben azonban egy-egy szakterület kutatói gyűlnek inkább össze, hogy megvitassák elképzeléseiket, eredményeiket. Ezúttal miért "európai" konferenciát szerveztek?

- Minden országnak megvan a maga kémiai társasága, és ezek kapcsolatait ápolnunk kell, a fiatal tudósoknak pedig alkalmat kell adnunk a találkozásokra. Természetesen más konferenciákon is beszélgethetnek a kollégákkal, de néha - mondjuk, kétévenként - szükség van az európai összejövetelekre. Meg kell őriznünk az európai szellemet: fontos, hogy előbb európainak érezzük magunkat és csak azután magyarnak vagy franciának.

- Amikor a Chemistry: a European Journal alapításának 10. évfordulóján a lap kezdeményezőjeként kitüntették Professzor urat, a méltatásban arra is kitértek, hogy még a középiskolásoknak is rendszeresen tart előadásokat.

- Népszerűsítenünk kell a tudományt. Különösen a fiatalokat kell meggyőznünk a fontosságáról - nem magáért a tudományért, hanem azért, mert a kultúránkhoz tartozik. Tudományos műveltséggel másképpen gondolkozunk, mint anélkül.

- Hogyan változott a "molekulán túli kémia" - a szupramolekuláris kémia - az évek során, hogyan tolódott el a hangsúly a molekuláris felismerésről a dinamikára és a "kémiai evolúció"-ra?

 - Ha jobban értjük az összefüggéseket, változik a szemléletünk. A szupramolekuláris kémia abból a felismerésből fejlődött ki, hogy a molekulaegyüttesek új tulajdonságokra tesznek szert az őket felépítő molekulákhoz képest. A szupramolekuláris rendszerekben gyenge, reverzibilis kötések vannak, ezért fölvetődött, hogy talán molekuláris szinten is megvalósíthatjuk a reverzibilitást; ennek a vizsgálatával foglalkozom most.
Néha előfordul, hogy azt, amivel nap mint nap találkozunk, hirtelen érdekesnek látjuk és új jelenségeket fedezünk fel. Erre próbálom felhívni a figyelmét azoknak a fiataloknak is, akik a laborunkban készítik a PhD-dolgozatukat. Azt mondom például egy hallgatónak, hogy keverékeken fog dolgozni. Rám néz és nyilván azt gondolja, hogy megbolondultam. Bizonyos értelemben bátorság kell ahhoz, hogy keverékekkel dolgozzunk, mert jóval bonyolultabbak, mint a tiszta komponensek. Észre kell venni, hogy valami új jelenhet meg bennük. Ha egy rendszer reverzibilissé válik - disszociálhat, újraegyesülhet -, esetleg olyan molekulaegyüttes jelenik meg, amely képes az alkalmazkodásra, a fejlődésre, az evolúcióra. Ezek nagyon nagy szavak, de ezt a trendet látjuk. Természetesen még csak az út elején járunk. Szeretnénk kihasználni a keverékekben rejlő változatosságot, és olyan rendszereket próbálunk létrehozni, amelyek képesek lehetnek az alkalmazkodásra.

- Részben Professzor úr nevéhez fűződik a kombinatorikus kémia továbbfejlesztése dinamikus kombinatorikus kémiává. Miben különbözik ez a klasszikus módszertől?

- Válasszuk a jól ismert kulcs-zár analógiát. Amikor gyógyszert akarunk előállítani, egy biológiai zárhoz kell kulcsot keresnünk. Ha tudjuk, rögtön elkészítjük a zárba illő kulcsot. Többnyire azonban a kombinatorikus kémiát hívjuk segítségül, melynek kidolgozásában Furka Árpád fontos szerepet játszott: sok kulcsot állítunk elő és mindet ki is próbáljuk. Ez ma már könnyebb, mint kezdetben, mert az eljárás automatizált. De eljárhatunk úgy is, hogy nem a kulcsokból, hanem a komponenseikből indulunk ki, és azt reméljük, hogy a rendszer majd kiválasztja ezekből a megfelelőket.

  - Így válik dinamikussá a folyamat?

- Igen, a dinamika a válogatáshoz kötődik.

- A molekuláris elektronika, amelynek fontos eleme a "lentről fölfelé" építkezés, számíthat a szupramolekuláris kémiára?

- Reméljük, hogy a jövőben a kémia fontos lesz az elektronika számára. A mágneses molekulákat a spintronika használhatja fel. A molekuláris elektronikában egyelőre főként a speciális elektromos tulajdonságú molekulákat, nem a szupramolekulákat alkalmazzák. Például könnyen oxidálható vagy redukálható molekulákból rendezett rácsot állíthatunk elő. Szupramolekuláris szinten a komponensekből szerveződő rendszer jellemzőit aknázzuk ki. Azt hiszem, a szupramolekáris kémia először önszerveződő tulajdonságával szolgálhatja majd a molekuláris elektronikát.

 - A kémia jövőjét sokan borúlátóan ítélik meg.

- Pedig a kémia központi szerepet tölt be. Felhasználhatja a biológia és a fizika is. Persze, a fizikusok mondhatják, hogy a fizika áll a középpontban. Elfogadom: nem vagyok soviniszta vegyész, a fizikát is rendkívül izgalmasnak tartom. De a kémiának az a különlegessége, hogy új anyagot teremthet. Megismerjük a különböző rendszerek viselkedését, és olyan molekulákat állítunk elő, amelyek a természetben nem léteznek.

Népszerűsítő előadásaimban a kémiát gyakran hasonlítom a művészethez. A Bartók-vonósnégyeseket senki sem írta meg Bartók Béla előtt. Az új molekulák - még ha nem mérhetők is Bartók művészetéhez - szintén nem léteztek korábban. A vegyész munkája a művészi alkotáshoz hasonlítható. Meg kell próbálnunk, hogy ezt az analógiát bevezessük a köztudatba. De mondhatjuk azt is, hogy a kémia nyelv, amelyet nem könnyű elsajátítani. Ha magyarul akarok beszélni, meg kell tanulnom magyarul. Ha a kémia nyelvét akarom érteni, meg kell tanulnom a kémiát.

Az interjút készítette: Silberer Vera

 

Mi a kedvenc molekulája?

A kongresszusra meghívott Nobel-díjasokkal a fiatal kutatók külön is találkozhattak. Ezúttal a Jean-Marie Lehn részvételével rendezett beszélgetés néhány gondolatát idézzük fel.

- Professzor úr, ön nagyon sikeres vegyész...

- Mit gondol, hogy hány olyan munkám volt, ami nem sikerült? 

- Kik azok az írók, akik a leginkább inspirálták? 

- Sigmund Freud "Álomfejtés" című könyve fontos volt - nem is annyira a tartalma miatt. Ha egy könyv vagy történet egyszerűen követhető, akkor nem gondolkozik rajta az ember. Freud könyve gondolkodásra késztetett. A második Kant; az ő műveiből nagyon sokat elolvastam. Kémiai olvasmányaim közül a legfontosabb Gattermann szerves kémiai praktikuma volt. 

- Segíthet az önszerveződés az élet eredetének megértésében? 

- Az élet eredetével külön tudományág foglalkozik, a "prebiotikus kémia". Christian de Duve írt nemrég egy könyvet; "Life evolving: molecules, mind and meaning" a címe. De Duve szerint az adott körülmények között ki kellett alakulnia az életnek, mert sokféle lehetőség volt rá. Azt már sajnos nem tudom, hogyan fejlődtek ki az olyan bonyolult lények, mint amilyenek mi vagyunk, akik megkérdezhetjük: hogyan keletkezett az élet és miért vagyunk itt a Földön. 

- Mi a véleménye az őssejtek kutatásáról? 

- Teljes mértékben támogatom! Ha néhány ország megszakítja is a kutatást, a többiek folytatni fogják. 

- Hogyan válhatunk sikeres kutatóvá?

- Erre nincs recept, de azt tanácsolom, mindig gondolja végig az ellenkezőjét is annak, amire jutott. Például, ha valamiről kiderül, hogy stabil, gondolkozzon el azon, hogy mi történne, ha nem lenne stabil. Ez a módszer ugyan rossz irányba is eltérítheti a kutatást, de új ötleteket is adhat.

- Sokan megkérdezik a véleményét politikai kérdésekről is. 

- Igen, pedig egy Nobel-díjas nem ért jobban például a harmadik világ problémáihoz. De talán tud segíteni. 2005 novemberében a Nobel-díjasok közül többen részt vettünk egy máltai konferencián, amelyet azért szerveztek, hogy a közel-keleti tudósok tárgyaljanak egymással a tudományról. Öröm volt nézni, ahogy izraeli és arab kutatók a kémiáról beszélnek. A szerepvállalás persze felelősség is, mert az ember nevét felhasználják, esetleg visszaélnek vele. 

- Mi a kedvenc molekulája?

- Talán a B12-vitamin, amelynek szintézisén Woodwarddal is dolgoztam, vagy a bullvalén, amelyben folyton vándorolnak a kötések, ha felmelegítik. De ezen a kérdésen még gondolkoznom kell. 

- Hogyan követi a rengeteg új cikket?

- Magam sem tudom. Korábban napokig ültünk a könyvtárban, ha szükségünk volt egy információra. Közben találtunk olyat is, amit nem kerestünk; ennek is megvolt az előnye. Egy pontos adatra azonban csak számítógéppel tudunk azonnal rátalálni, így is sok érdekesség bukkan elő. Kellene egy program, amely kiszűri a keresett információt a "zajból"; ezen rengetegen dolgoznak ma már. A konferenciára is azért jöttem el, hogy a kollégákat meghallgassam, itt egy óra alatt megbeszélhetjük azt, amire különben csak hosszas keresés után találnánk rá. 

Simon Ágnes összeállítása



A tünékeny idő nyomában

Ahmed Zewail

Ahmed Zewail Egyiptomban született és tanult, majd az Alexandriai Egyetemen szerzett vegyészdiplomájával doktori tanulmányait az Amerikai Egyesült Államokban folytatta. Fokozata megszerzése után nem sokkal a neves Kaliforniai Műszaki Egyetemen (Caltech) kapott állást, ahol úttörő munkát folytatott elemi reakciók molekuláris történéseinek kísérleti megfigyelése terén. Pikoszekundumnál  rövidebb lézerimpulzusok alkalmazásával meghatározta a reagáló molekulák átmeneti állapotainak spektrális változását mintegy 10 femtoszekundum1 időfelbontással. Ezért a tevékenységért 1999-ben kapta meg a kémiai Nobel-díjat.  A femtokémiának elnevezett új tudományterület azóta hatalmas fejlődésen ment át, de még mindig meghatározó szerepe van a kutatásokban Ahmed Zewailnak és kutatócsoportjának. Az 1. Európai Kémiai Kongresszus megnyitó előadását ő tartotta, pedig nem európai születésű és nem is dolgozott Európában. Nagy tisztelője a XX. század elején Magyarországon tanult híres tudósnemzedéknek, amelynek tevékenységéről a Nobel-díj alapításának 100 éves évfordulóján Stockholmban is elismeréssel nyilatkozott.

- A Nobel-díj bejelentése után tartott sajtókonferencián említette, hogy a hír hatására azonnal elmúlt az influenzája, és hozzátette, hogy mindenkinek tudja ajánlani ezt a hatásos gyógymódot.  Azóta is hat még a Nobel-díj az influenza ellen?

- Ha őszinte akarok lenni, azt kell mondanom, hogy a dózis nagysága volt hatásos, amikor megtudtam, hogy én kapom a Nobel-díjat. Azt tapasztalom azonban, hogy hét év után már nincs akkora hatása, amivel biztosan megvédene az influenzától.

 - Növelte-e jelentős mértékben tudományos kutatásokra kapott támogatásait a Nobel-díj elnyerése?

 - Ha megengedi, ezt egy kissé árnyalnám. Mivel a Nobel-díj elnyerése után egyáltalán nem állt szándékomban abbahagyni az intenzív kutatást, ezért egy nagyon új és ismeretlen terület felderítését tűztem ki célul, amire talán részben a Nobel-díj is ambicionált. A tervezett kutatási terület azonban sokkal nagyobb anyagi ráfordítást igényelt, mint amekkora rendelkezésemre állt. A díj tehát abban segített, hogy mertem álmodni erről a kutatási területről, és valószínűleg abban is, hogy valóban sikerült megszerezni a szükséges forrásokat.

 - Tudományos tevékenysége egyre inkább a reagáló molekulák szerkezeti változásainak pikoszekundumnál rövidebb időfelbontású kísérleti megfigyelésére irányul - innen ered a "négydimenziós kémia" név is, utalva arra, hogy a háromdimenziós szerkezet igen gyors változásait a negyedik dimenzióban, az időben is nyomon követi. Hat éve, amikor először vizsgálta kis molekulák szerkezetét hasonló időfelbontással, a kapott képek még nagyon életlenek voltak. Közleményeiben mostanában nagy molekulák, sőt élő sejtek szerkezetének pikoszekundum-felbontású nyomon követéséről számol be, sokkal élesebb képek bemutatásával. Hogyan tudott ilyen gyorsan fejlődni a "négydimenziós vizsgálati módszer"?

 - A jelentős javulást egyrészt elméleti megalapozás, másrészt technikai fejlesztés tette lehetővé. A molekulák szerkezetének nyomon követésére elektrondiffrakciós módszert használunk, ami hasonlít az elterjedtebb röntgendiffrakcióhoz. Az ultragyors mikroszkópban is elektronsugarat alkalmazunk a leképezéshez. Az elektronnyaláb tulajdonságai miatt volt egy határozott időkorlát, kb. 10 pikoszekundum, amit a szokásos berendezésekben sehogy sem lehetett túllépni. A szokásosan alkalmazott elektronnyalábok ugyanis nagyjából százmillió elektront tartalmaznak, az elektronok pedig erősen taszítják egymást azonos töltésük miatt, ezért a kis időbeli kiterjedéssel indított elektronnyaláb is jelentősen kiszélesedik. Számításaink azt mutatták, hogy ha az elektronok száma radikálisan csökken, mondjuk mindössze ezerre, akkor az időbeli kiszélesedés sokkal kisebb lehet. Ennek viszont az az ára, hogy a mérés során minden egyes elektront detektálni kell, mert csak így kaphatunk mérhető jelet. Megpróbáltuk megvalósítani ezt az elképzelést, és akkor derült ki, hogy valóban működik. A nagy áttörést az elektronmikroszkópos alkalmazás jelentette, amivel kisebb tárgyakat, például sejteket lehet leképezni. Ennél az elektronok számát a nyalábban egyre csökkentettük, és a kvantummechanika elveinek alkalmazásával lehetővé vált az elektronnyaláb pontos fókuszálása is. Eredményképpen ugyanolyan élességű és felbontású képeket kaptunk, mint a hagyományos módszerrel, ahol százmillió elektron van a nyalábban, csak éppen lehetővé vált a nagyon kis időfelbontás.

 - A molekulaszerkezet meghatározására alkalmas diffrakciós berendezés sokban különbözik a sejtek leképezéséhez használatos elektronmikroszkóptól. Mindkét problémát sikerült megoldani?

 - Igen. A legnagyobb különbség az, hogy elektrondiffrakció esetében egyedi molekulákról szórt elektronokat kell detektálni, így a korábban is alkalmazott molekulasugarakat kellett előállítanunk, és az azokról szóródott elektronokat kellett különböző irányokban mérnünk. Ehhez természetesen nem elegendő egyetlen elektron, ami sokfelé szóródhat. Az elektronmikroszkópban viszont az elektron áthalad a sejten, vagy más makroszkopikus anyagon, és ezt követően fókuszáljuk egy szűk területre. Ezért elegendő egyszerre egy elektront elindítani, ami lehetővé teszi, hogy a beérkezését akár egy femtoszekundum pontossággal meg tudjuk határozni.

 - Van-e lehetőség arra, hogy ezt élő sejtek megfigyelésére is alkalmazzák?

 - Kitűnő kérdés. Ezt ugyan még nem sikerült megoldani élő sejtben, de kifejlesztettünk egy módszert arra, hogy a sejtet működése közben valamely érdekes állapotában megfagyasszuk, és megfigyeljük, ahogy ebből az egyensúlytól távoli állapotból visszatér az egyensúlyi állapotba.

 - Magyarországon mostanában vita folyik arról, mennyire kell az alapkutatásokat finanszírozni az alkalmazott kutatásokkal szemben, vagy azok mellett. Az Ön véleménye szerint főképpen a kormányzatnak kell-e finanszíroznia az alapkutatásokat, illetve kell-e egyáltalán ezeket finanszírozni kormányzati forrásokból, vagy elegendő csak az alkalmazott tudományokat támogatni?

 - Erről a kérdésről egy egész napot is lehetne beszélni, de megpróbálom röviden összefoglalni a véleményemet. Mindenekelőtt felületesnek találom az alapkutatások éles elkülönítését az alkalmazott kutatásoktól. Tekintsük például a kvantummechanikát. Ezt sokan alapkutatási területnek tartanák. Ha a kvantummechanika "felfedezése" előtt, az 1920-as években bármelyik kormányhoz fordultam volna azzal a kéréssel, hogy anyagilag támogassa a kvantummechanikai kutatásokat, a politikusoknak több mint 90 százaléka azt kérdezte volna, mi a haszna a kvantummechanikának. Manapság viszont a legújabb statisztikai adatok szerint a nyugati technológia több mint fele kvantummechanikai alkalmazásokon alapszik, ami a tranzisztoroktól a lézerekig, a távközlésig rengeteg mindent magában foglal. Ebből jól látszik, hogy nem érdemes elkülöníteni az alapkutatást az alkalmazott kutatástól. Ha igazán nagy ötletek jelennek meg az alapkutatásban, azok némelyike alkalmazást nyerhet és megváltoztathatja az egész társadalmat.

 A probléma másik oldala abban áll, hogy nem lehet egy tudósnak azt a feladatot adni, hogy találjon ki valami alkalmazható, a gyakorlatban hasznosítható dolgot. Emiatt okvetlenül támogatni, de nemcsak támogatni, hanem tanítani is kell az alapkutatásokat. Hatalmas tévedés lenne az ország legnagyobb tehetségeit eltéríteni az új tudás iránti szenvedélyüktől. Új tudás pedig csak alapkutatásokból származhat.

 Harmadjára pedig szeretném hangsúlyozni, hogy a nyugati civilizáció sikereinek kulcsa az utóbbi mintegy 300 évben a tudomány támogatása és finanszírozása volt. Ha tehát szűklátókörűen azt mondjuk, hogy csak a hasznosítható tudást támogatjuk, akkor lehetetlenné tesszük az új tudás felfedezését, amiről előre nem tudhatjuk, mennyire lehet hasznos.

 Bármilyen szempontból nézem is, rendkívül hátrányosnak tartom egy ország számára, ha csak az alkalmazott tudományos kutatást támogatja. Magyarország például azt tűzte ki célul, hogy mielőbb a világ legfejlettebb részéhez tartozzon. Ezt a célt azonban biztosan nem érheti el, ha nem nyújtja fiataljainak a lehető legnagyobb esélyt arra, hogy igazán jó oktatást kapjanak. Az ehhez vezető egyetlen út pedig csak az, hogy a kormány a lehető legnagyobb erőforrásokat fordítja az oktatásra, ezen belül is a tudományos oktatásra és az azzal együtt járó alapkutatásokra. Magyarországon már volt erre példa a XX. század elején, amire az ország igazán büszke lehet.

 - A mostani kongresszus az európai kémikusok szövetségének legelső ilyen rendezvénye. Az Amerikai Kémiai Társaság (ACS) évente többször is szervez hasonló nagyméretű összejöveteleket. Hasznosnak tartja ezeket a nagy kongresszusokat a tudományos ötletek hatékony cseréje szempontjából? Hogyan viszonyíthatók ezek például az amerikai regionális konferenciákhoz, vagy európai megfelelőjükhöz, az országos kémikuskonferenciákhoz?

 - Ezeknek a kongresszusoknak két haszna is van. Az ACS éves összejövetelei a kutatói és az ipari szektor találkozására összpontosítanak. Ez rendkívül fontos az Egyesült Államokban, ahol egyrészt nagyon sokan végeznek kutatásokat gyógyszerkémiai, polimerkémiai, légkörkémiai és még sok más érdekes területen, másrészt az ezek iránt érdeklődő gyakorlati szakemberek elemi érdeke, hogy megtudják, mi a legújabb alapkutatások eredménye. Amikor viszont a tudósok eszmecserét folytatnak az ipari szakemberekkel legújabb kutatásaikról, egyúttal ők is tájékozódnak az iparban aktuális legfontosabb problémákról. Ez a kétirányú információcsere véleményem szerint az egyik legnagyobb haszna ezeknek a kongresszusoknak.

 - Ha jól értem, úgy gondolja, hogy a nagy tömegeket mozgató tudományos kongresszusok az alkalmazott kutatásokat is jelentős mértékben előmozdítják.

 - Pontosan. Ezen túlmenően azonban az is fontos hozadéka ezeknek a kongresszusoknak, hogy például az amúgy egymással ritkán találkozó szerves kémikusok és fizikai kémikusok itt a szünetekben is találkozhatnak és kicserélhetik gondolataikat, elképzeléseiket. Hasznosak tehát a tudósok közötti kommunikáció szempontjából is. Amint hallhatta, a kongresszus megnyitó előadásán magam is felhívtam a fiatalok figyelmét arra, hogy érdemes odafigyelni az alkalmazott kutatásokról szóló előadásokra is. Háromezer körüli résztvevő előadásait, bemutatóit ismerhetik meg, és ez kiváló lehetőség arra, hogy tájékozódjanak a jövő kutatási irányairól: arról, hogy hová tart a kémia és annak biológiai alkalmazása, hol nyílik lehetőség a fizika és a kémia kölcsönhatásainak kiaknázására. Meggyőződésem, hogy a hasonló konferencián tapasztaltak alapján a kutatók feladata nem az, hogy utánozzák más országok legjobb kutatóit, hanem hogy megérezzék a tendenciákat és új kutatásokat kezdeményezzenek új irányokban.

Az interjút készítette: Keszei Ernő

Csúcsról csúcsra
Kurt Wüthrich

Kurt Wüthrich 2002-ben kapott Nobel-díjat azokért az eredményeiért, amelyek lehetővé tették a biológiai makromolekulák oldatfázisú szerkezetének meghatározását NMR-spektroszkópiával.  Megmutatta, hogy egy fehérje szekvenciája ismeretében - a molekulában található protonok távolságadatai segítségével - meghatározhatók az egyes aminosavakhoz tartozó spektrumrészletek és azonosíthatók az egymást követő, továbbá a szekvenciálisan távoli, de térben közeli aminosavak. A spektrumban fellelhető csúcsok azonosításával nyílt lehetőség az első, NMR-mérésből kiinduló fehérjeszerkezet-meghatározásra, ami szintén Wüthrich és munkatársai nevéhez fűződik.

Kurt Wüthrich professzort a kezdetekről és legfrissebb kutatási területeiről kérdeztük.

- A svájci Biel/Bienne város gimnáziumában két nyelven folyt az oktatás. Professzor úr, hogyan emlékszik vissza a középiskolás évekre?

- Nagyon jó dolog volt így tanulni. Mind Németország, mind Franciaország hatalmas és gazdag kultúrával rendelkezik. A nyelveket tanulva egyszerre megnyílik az út a kultúrák felé is.

 - "Naplóm szerint 1984. december 1. és 1985. április 10. között egyetlen napom sem telt el síelés nélkül" - írja életrajzában arról az időszakról, amikor a svájci Alpokban fekvő Wengenben dolgozott. Fontos szerepet játszik életében a sport?

 - Wengen késői példa. Fiatalkorom óta sportolok, sőt testnevelő tanári diplomám is van. Ha 19 éves koromban nem töröm el a lábam egy baleset során, eszembe sem jutott volna, hogy a természettudományok felé forduljak az egyetemen. Azelőtt 25 órát sportoltam hetente! Vasárnap is, este is edzettem.

A sport sokat segített a pályafutásom elején. Kezdő kutatókoromban tornaórákat tartottam egy középiskolában és síoktatást is vállaltam. Sokkal könnyebben kerestem így pénzt, mint tanársegédi munkával az egyetemen.

 - Manapság egyre több fehérje térszerkezetét derítik fel. A röntgendiffrakcióval történő szerkezetmeghatározás legnehezebb és leginkább munkaigényes lépése azonban a fehérje kristályosítása, melyhez minden egyes fehérjetípusnál meg kell találni az optimális körülményeket. Hogyan segíthet az NMR-módszer annak eldöntésében, hogy melyik fehérjéről készüljön röntgendiffrakciós felvétel?

 - Egy szerkezeti genomikai projekt keretében épp ilyen feladaton dolgozunk. Nagyszámú fehérjét nézünk át ebből a szempontból, és magam is meglepődtem, mennyire alkalmas a feladatra a legegyszerűbb NMR-mérés is. A projekt első lépésében kollégáink egy-egy teljes genomból fejeznek ki géneket, így több száz fehérjét kapnak, kis mennyiségben. Vigyázniuk kell, persze, mert nem biztos, hogy mindig az a fehérje jelenik meg, amit vártak. Ezekről a fehérjékről mi egydimenziós NMR-felvételt készítünk, és rögtön kiderül, hogy az adott fehérje rendelkezik-e szabályos térszerkezettel, érdemes-e próbálkozni a kristályosításával, vagy rendezetlen szakaszokat tartalmaz, amelyek a röntgendiffrakciós felvételen nem lesznek láthatók.

 - Ezzel párhuzamosan azon dolgoznak, hogy automatikussá tegyék az NMR-módszerrel történő szerkezetmeghatározást, automatizálják a csúcsok azonosítását. Mondhatjuk, hogy gyakorlatilag már küszöbön áll ez a lehetőség?

 - Elvileg minden egyes lépés automatizálható, és szükség is lesz rá, hogy versenyképesek maradjunk. A gondot az okozza, hogy ha felveszünk egy spektrumot, akkor a jelek mellett ott találjuk a zajt, más szóval megjelennek nem valódi csúcsok is. Ahhoz, hogy azonosítsuk a valódi csúcsokat (jeleket) és megkülönböztessük őket a zajtól, emberi beavatkozásra van szükség: ezt a problémát igyekszünk most megoldani. A feladatnak van egy elvi része és egy tisztán számítástechnikai oldala. Alapvető nehézségeket sikerült leküzdenünk, de ez a munka még folyamatban van: egy-két év múlva készülünk el.

 - Az első prionfehérje szerkezetének meghatározása az Ön nevéhez fűződik. Érdekesnek találja, hogy azóta több, hasonló típusú, ún. rendezetlen fehérjét fedeztek fel és ezek sokszor nem betegségekben, hanem a sejtek egészséges működésében játszanak szerepet?

 - Hogyne, rengeteg részlegesen feltekeredett vagy rendezetlen fehérje létezik, amelyek sajátosan kötődnek egy-egy partnerfehérjéhez. Ilyenek például az RNS-molekulákkal kölcsönható fehérjék, vagy a hisztonfehérjék, melyek a DNS-molekulákkal együtt vesznek részt a kromatin felépítésében. A hisztonfehérjék esetén a hosszú N-terminális - aminocsoporthoz közeli - farokrész tűnik rendezetlennek, amely a szabályzó működések során kovalensen módosul (acetileződik). Egyre több fehérjéről derül ki, hogy rendezetlen farokkal rendelkezik. A prionok esetében a rendezetlenségnek az aggregáció elindításában is szerepe lehet.

 - Korábban azt mondtuk: az a fehérje, aminek önálló "foldja" (feltekeredett szerkezete) van. Most, hogy ismerünk rendezetlen fehérjéket, hogyan tehetünk különbséget egy kis fehérje és egy nagy peptid között?

 - Ezek mindegyike polipeptidlánc, úgyhogy véleményem szerint szükségtelen ez a megkülönböztetés.

 - Munkacsoportjában sokan foglalkoznak szoftverek írásával. A mérésekhez szükséges programokon kívül grafikus programokra is gondolok, melyek a kapott fehérjeszerkezet áttekintéséhez szükségesek. Mekkora szerepet kap ez a feladat a kutatómunkában?

 - Hatalmasat! Mi nemcsak felhasználók vagyunk, hanem fejlesztők is, mivel szükségünk van új programokra és ezeket meg kell írnunk. Van egy egyszerű recept: ha megtalálja a kutatómunkájához szükséges szoftvert, akkor nagy valószínűséggel nincs az élvonalban. Ha igazán az élvonalban van, akkor feltehetően nem talál magának programot. Ez egyszerű mutató, amivel bárki megállapíthatja, hogy valóban új utakon jár-e, vagy olyasmivel foglalkozik, amivel mások már régóta bíbelődnek.

 Soha nem jutottunk volna el idáig, ha nem kezdünk intenzív szoftverfejlesztésbe. Kétdimenziós NMR-re én írtam az első programot, ami kereskedelmi forgalomba is került az 1970-es években. Programokat kellett írnunk, hogy üzemeltethessük az NMR-készüléket, mérhessünk, majd programot kellett írni a Fourier-transzformációra és így tovább. Ezeket azonnal el is adtuk, más sem foglalkozhatott volna kétdimenziós NMR-rel szoftver nélkül.

 - Noha megtartotta helyét a svájci ETH (Eidgenössische Technische Hochshule) egyetemen, jelenleg a Scripps Intézetben is dolgozik. Mi teszi vonzóvá ezt a helyet az Ön számára?

 - Különlegesen magas színvonalú kutatóintézet, egyetemi alapszintű oktatás nem folyik, csak doktori programok vannak. Sok a szerkezeti biokémikus és kiváló a kémia tanszék, főleg a gyógyszerkémia. Az ETH-ban zömmel fizikával és programfejlesztéssel foglalkozom, a Scripps Intézetben ezeket az eredményeket biomedicinális területen tudom alkalmazni, úgyhogy a kétféle munka éppen kiegészíti egymást.

 - Közvetlen kollégája, Richard Ernst professzor 1991-ben szintén Nobel-díjban részesült az NMR-módszert alkalmazó fehérjeszerkezet-meghatározásban elért eredményeiért. Mi a véleménye, Professzor úr, meg kellett volna akkor osztani ezt a díjat?

 - Mai szemmel nézve úgy a legjobb, ahogy történt. Nagyjából tíz év különbséggel mindketten megkaptuk a díjat, ez előnyére szolgál az egyetemnek is, nekünk is. Ami engem illet, épp a legmegfelelőbb pillanatban kaptam, különben nyugdíjba kellett volna vonulnom. Ennek a díjnak köszönhetem, hogy elkerültem a nyugdíjazást, jobbkor nem is jöhetett volna.

 - Az NMR orvosi alkalmazásáért, az MRI-módszerért 2003-ban adtak orvosi Nobel-díjat. Nem kellett volna már korábban díjazni ezt a felfedezést?

 - Korábban kellett volna Nobel-díjat kapniuk… Nekik is és nekem is. Az MRI-módszerért két kutatót díjaztak. Inkább velük kaphattam volna meg a megosztott Nobel-díjat, mint a tömegspektrometriás szakemberekkel, akikkel végül összepárosítottak. Még az is lehet, hogy volt ilyen elgondolás, csak később kimaradtam - persze, ez csak feltételezés, igazán azok tudják, akik a döntést meghozták.

 - Az MRI kifejlesztéséért kémiai díjat is adhattak volna?

 - Nem gondolom, hogy kémiai díjat kellett volna érte adni, fizikait esetleg. Tény, hogy az egyik díjazott, Paul C. Lauterbur, vegyész. Hasonló képzettségű, mint én, az 1970-es években hasonló témával is foglalkoztunk.

 - Professzor úr 2002-ben vette át a Nobel-díjat, éppen abban az évben, mikor Kertész Imre is ebben az elismerésben részesült.

 - Emlékszem Kertész Imrére. Megragadott életrajzi ihletésű regénye, a Sorstalanság, amit német nyelven olvastunk. Igyekeztünk megismerni minden díjazott munkáját, amint kihirdették a díjakat. Az ember érdeklődik a "kollégák" iránt, akiket még nem ismer, hiszen tudja, hogy Svédországban találkozik majd velük.

Az interjút készítette: Simon Ágnes

"A kétkedő vegyész"
Paul Crutzen

A holland származású, Németországban és Amerikában dolgozó Paul Crutzen 1995-ben kapott kémiai Nobel-díjat - Mario Molinával és Sherwood Rowlanddel - légkörkémiai kutatásaiért, elsősorban az ózon keletkezésének és bomlásának vizsgálatáért.  Nem sokkal az 1. Európai Kémiai Konferencia előtt jelent meg nagy érdeklődést és vitát keltő cikke a Climatic Change című folyóirat 2006. augusztusi számában.  Az üvegházhatást okozó gázok kibocsátására tett eddigi kísérletek - írja - sikertelenek voltak. "Noha a szén-dioxid-szint állandósítása érdekében 60-80 százalékkal kellene csökkenteni az emberi tevékenység nyomán kibocsátott szén-dioxid mennyiségét, 2001 és 2002 között két százalékkal nőtt a széndioxid-kibocsátás. ... Ezért - bár távolról sem ez a legjobb megoldás - meg lehetne vizsgálni és vitatni, hogy milyen haszonnal jár, ha napfény-visszaverő aeroszolt juttatunk a sztratoszférába, amivel mesterségesen növeljük a Föld albedóját [fényvisszaverő képességét] és ennek folytán hűtjük az éghajlatot." Az aeroszol kén- vagy kén-hidrogén-részecskéket tartalmazna, amelyek szulfátrészecskékké alakulnak át a légkörben.

- Remélem - mondja Crutzen professzor -, hogy a javasolt kísérletet soha nem kell elvégezni. Hiszen fontos folyamatokba avatkoznánk be a légkörben és a Föld felszínén. De lehet, hogy azért sem kell elvégeznünk ezt a kísérletet, mert az emberi tevékenység annyira módosítja a légkör sugárzási egyensúlyát és a Föld éghajlatát, hogy alapvetően megváltozik az emberi élet és a környezet. Például a tengerszint-emelkedés komoly gondot okozhat a jövőben - különösen ott, ahol az emberek a tenger közelében élnek.

- Mint Hollandiában.

- Igen. Magyarországot az áradás kevéssé fenyegeti, de vannak olyan sűrűn lakott vidékek, ahol súlyos problémát jelenthet.
  Valami azt súgja, hasonló helyzet állhat elő, mint az ózonlyuk kialakulásakor: senki sem számított rá, hogy az Antarktisz fölött ennyire lecsökken az ózonkoncentráció. Ilyen váratlan szituációt teremthet az éghajlat is.

 - Honnan ered az a "geomérnöki" (geo-engineering) elképzelés, hogy szulfátrészecskéket juttassanak a légkörbe?

- Egy orosz tudós, Mihail Budiko javasolta. Ő számolta ki először a beavatkozás várható hatását is. Azután egy ideig nem történt semmi, majd a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium munkatársai vizsgálták meg, mi történne, ha kis tükröket küldenénk a sztratoszférába. Azt találták, hogy a napsugárzás mintegy másfél százalékkal csökkenne - ugyanúgy, mint a szulfátrészecskék hatására -, és az üvegházhatás eltűnne. A kísérletet azonban nagyon nehéz elvégezni: a Földet az űrből kellene kis tükrökkel "körbevenni". Ha kénnel dolgozunk, olyan természetes folyamatot imitálunk, amely minden vulkánkitöréskor lejátszódik.

 - Hogyan utánoznák a vulkánkitörést?

- Rakétákkal. Kétfokozatú rakétát kellene felküldeni. A troposzférába a szokásos szénhidrogén üzemanyag vinné fel a rakétát, a sztratoszférában pedig begyújtanánk a második fokozatot, amely kén-hidrogént éget el. A reakcióban kén-dioxid keletkezik - a többi már a légkör kémiáján múlik. Az eljárás azzal az előnnyel is jár, hogy minél magasabbra kerülnek a szulfátrészecskék, annál tovább maradnak a légkörben - minél magasabbra megy a rakéta, annál kevesebb anyagot kell fellőni. A szulfátkémiát pedig már elég jól ismerjük.

 - Az elképzelt beavatkozás nyilvánvalóan számos kérdést is felvet. Például nem fokozódik az ózonbomlás a szulfátrészecskék felületén?

 - Ezt a hatást alaposan meg kell fontolnunk. A cikk írásakor arra az eredményre jutottam, hogy az ózonbomlás nem változik számottevően. De másoknak is ellenőrizniük kell az eredményt.

Tudja, egyáltalán nem erőltetem ezt az eljárást. A kutatást viszont igen. Ha kiderül, hogy a kísérletnek sok negatív hatása lenne, nem ragaszkodom hozzá. Akkor nem végezzük el.

 - Azt a geológiai korszakot, amelyben élünk, Ön nevezte el antropocénnek.

- Büszke is vagyok rá!

 - Mit takar ez a kifejezés?

 - Akármerre járunk, azt tapasztaljuk, hogy az ember megváltoztatta a környezetet. A legsúlyosabb hatást a klór-fluor-szénhidrogének váltották ki az Antarktisz fölött. Hatalmas gépekkel túrjuk fel a földet, házat építünk, erdőt irtunk, erdőt telepítünk. Még az antarktiszi jégmintákon is látszik az emberi tevékenység nyoma.

A Nemzetközi Geoszféra-Bioszféra Program (IGBP) egyik ülésén az elnök folyton a holocénről beszélt, én meg hirtelen felkiáltottam: nem a holocénben élünk, hanem az antropocénben! Az emberek annyira meglepődtek, hogy néhány pillanatra elakadt a szavuk: egy pisszenés sem hallatszott. Azóta már elterjedt ez a kifejezés, sokféle összefüggésben használják, és nem is tudják, hogy tőlem származik, ami persze nem baj.

 - A hetvenes években Professzor úr és Harold Johnston hívta fel a figyelmet a tervezett szuperszonikus repülőgép-családok káros hatására. Hogyan tudja befolyásolni a döntéshozókat?

 - A szuperszonikus közlekedés esetében valóban elértük a célunkat: a gépeket nem gyártották le. Ennek két oka volt. Be kell vallani, hogy elsősorban gazdasági szempontokat mérlegeltek. Az adófizetők pénzén nem szabad olyan repülőket építeni, amilyeneket a milliomosok használnak. Ez erkölcsi szempontból megengedhetetlen. A repülők - az ózónkoncentráció csökkentésével - a légkört is veszélyeztették volna.   Később kiderült, hogy az a kémiai kép, amelyet Harold Johnston és én felvázoltunk, nem volt teljes, és több sebességi állandó jelentősen különbözött a valódi értéktől. De a döntéshozásban a mi véleményünk is szerepet játszott. A "nukleáris tél" gondolatával már sokkal nagyobb hatást értem el.

 - Hogyan vetődött fel ez az elképzelés?

 - A NATO 1979-ben úgy döntött, hogy modernizálja atomfegyver-arzenálját, s a nyolcvanas évek elején sok fegyver került Németországba. Egy tanulmányban kimutattuk, milyen következményekkel járna, ha a fegyvereket városok és ipari területek ellen vetnék be. A levegő a koromtól elsötétedne, a Föld felszíne lehűlne. Egy későbbi számítás szerint a hőmérséklet nagy területeken fagypont alá süllyedne, ami elpusztítaná a termést és éhínség következne be. Reagan és Gorbacsov is tudott a nukleáris tél veszélyéről, ami valószínűleg szerepet játszott a fegyverkezés csökkentésében. Ma is a nukleáris téllel kapcsolatos kutatásaimat tartom a legfontosabb munkámnak.

 - Tudományos szempontból mi a legértékesebb eredménye?

- A nitrogén-oxidok szerepének kimutatása a sztratoszférában és a troposzférában.

 - Ez hozta meg a Nobel-díjat.

 - Igen. Amikor ezen a témán dolgoztam, még kezdő voltam a légkörkémiában. A PhD-dolgozatom idején és közvetlenül utána vizsgáltam a nitrogén-oxidok reakciót.

 - Beszélgetésünk elején említette a tengerszint emelkedésének veszélyét. Hollandiában  tudatosult, hogy védekezni kell a globális felmelegedés ellen?

 - Még ott is sok energiát pazarolnak. Az emberek autóznak, és akinek autója van, ragaszkodik hozzá. Olyan, mint egy harmadik láb. Nekem már 15 éve nincs autóm. És nagyon jól megvagyok nélküle.

 - Hogyan jár dolgozni?

 - Gyalog. Negyedórára lakom a munkahelyemtől.

 -  Megkérdezhetem, mi a sikeres kutatói pálya titka?

 - Nincs recept a sikerre. Én valahogy érdekes kérdésekbe botlottam. De az jellemző rám, hogy nem hiszem el könnyen, amit mondanak. Mindent ellenőrizni akarok. Ha azt hallom, "nagyon jól tudjuk, hogy...", rögtön fölkapom a fejem, mert valószínűleg nem is tudjuk olyan jól. Különösen így volt ez a légkörkémia esetében. Amikor azt hittük, mindent értünk, rájöttem, hogy sok mindent kell még tisztáznunk.
 

Az interjút készítette: Silberer Vera

Természet Világa Napjaink kémiája, 2007. május
http://www.termeszetvilaga.hu/
http://www.chemonet.hu/TermVil/