Grad: Rijeka (DHMZ)
Danas: °
Sutra: ° °
25. rujna 2018.
Svjetski uspjeh

Hrvatska metoda Friščića i Halasza unaprijedila "zelenu" kemiju

Ivan Halasz i Tomislav Friščić
Ivan Halasz i Tomislav Friščić
Autor:
Objavljeno: 10. prosinac 2012. u 22:43 2012-12-10T22:43:00+01:00

Hrvatski kemičari dr. sc. Tomislav Friščić i dr. sc. Ivan Halasz predvodili su tim koji je riješio jedan od poznatih problema ekološki najprihvatljivijeg područja kemije i osmislio novu metodu izvođenja kemijskih reakcija 

Hrvatska je znanost ubilježila još jedan uspjeh – dvojici mladih hrvatskih kemičara, dr. sc. Tomislavu Friščiću (35) i dr. sc. Ivanu Halaszu (32) objavljen je rad u najprestižnijim kemijskom znanstvenom časopisu Nature Chemistry. Jedan od sestrinskih časopisa velikog Naturea ima faktor odjeka 20, što između ostalog znači i da samo istraživanje mora biti od izuzetne važnosti da bi se tamo objavilo. 

  Nature Chemistry mjesečno zaprimi nekoliko stotina radova iz cijelog svijeta, a prolaz dobije tek nekoliko, no Friščić, jedan od trenutno vodećih svjetskih znanstvenika na polju mehanokemije koji je trenutno profesor na McGill Sveučilištu u Kanadi, te Halasz, sve poznatiji stručnjak na području difrakcije u prahu koji je u trenutku nastanka istraživanja radio na kemijskom odsjeku PMF-a, uz još su šestoro suradnika imali odličan adut u rukavu – razrješenje jednog od problema koji je već neko vrijeme mučio znanstvenike koji se bave mehanokemijom. 

  Ovo područje kemije naime, trenutno je vrlo »in« tema u svijetu znanosti. Naime, mehanokemijska sinteza je vrlo jednostavan pristup izvođenju kemijskih reakcija, a posljedično i stvaranju novih materijala. Umjesto da se kemijske reakcije, kao što je to sad to bio običaj, izvode pomoću raznoraznih, najčešće organskih otapala koja mogu biti toksična, te podrazumijevaju velike unose energije i kasnije otpad koji treba zbrinuti, mehanokemija u te svrhe »koristi« jednu od najstarijih praksi u povijesti čovječanstva – mljevenje. 

 Snimanje tijeka reakcije

OD BAKINOG UTJECAJA DO CAMBRIDGEA

Pitali smo Tomislava Friščića da na svom primjeru objasni kako se u samo 35 godina života postaje vrhunskim kemičarem. 

  – Zaljubljenik u kemiju sam uvijek bio, vjerojatno zbog znatnog utjecaja moje bake, Irene Ranogajec, koja je svojedobno unaprijedila nastavu organske kemije prvim prijevodima raznoraznih udžbenika i tekstova. Još kao srednjoškolac sam počeo volontirati u Zavodu za opću i anorgansku kemiju pri Kemijskom Odsjeku PMF-a, uz doista jedinstvenu potporu tima mladih istraživača, poput Nenada Judaša i Ernesta Meštrovica, koje je okupio u svojem laboratoriju profesor Branko Kaitner. U sklopu takvog istraživackog tima, koji je imao i volje i vremena raditi s mladim nadobudnim srednjoškolcem, vrlo sam rano prikupio mnoga vrijedna iskustva i saznanja u kemijskoj sintezi, te rentgenskoj kristalografiji. Na kristalografskoj školi u Italiji sam upoznao mentora za svoj budući doktorat, profesora Leonarda MacGillivraya. Radeći u njegovom laboratoriju na Sveučilištu u Iowi upoznao sam se sa poljima supramolekulske kemije, te fotokemije u organskim krutinama. Jedan od najboljih savjeta koje sam dobio za vrijeme doktorata je: »«istraživanje koje nije objavljeno jednako je istraživanju koje nikad nije obavljeno«, priča nam Friščić za kojeg je nakon toga uslijedilo post-doktorsko mjesta na Cambridgeu, gdje je ubrzo dobio i položaj nezavisnog istraživača, da bi potom postao profesor na Sveučilistu McGill u Kanadi, gdje i danas živi sa suprugom Robin 

Problem ovakvih metoda do sad je predstavljala činjenica da su posudice u kojima se reakcijska smjesa »melje« zatvorene i neprozirne – uglavnom napravljene od čelika ili aluminija, što znači da pratiti tijek reakcije podrazumijeva zaustavljanje mljevenja, otvaranje posudice, uzimanje uzorka, pa nastavak mljevenja. Postavljanje bilo kakvog mjernog »detektora« unutar posudice ne dolazi u obzir jer se mljevenje odvija uz pomoć specijalnog mlinca i kuglica unutar posudice koje svojim brzim sudaranjem »melju« reakcijsku masu. Istraživački tim na čelu sa Friščićem doskočio je tom problemu postavivši posudice na udar rendgenskih zraka Sinhrotrona u Grenobleu. Da bi dobili željeni rezultat trebalo je, međutim, puno improvizacija. 
 

  – Zamjenili smo čelične posudice s plastičnima, jer čelik raspršuje rendgensko zračenje i stvara veliki signal na detektoru, koji može pokriti signal s uzorka. Morali smo koristiti rendgenske zrake vrlo visoke energije da bi zračenje ušlo u posudicu i izašlo van, no, s druge strane, energija zračenja nije smjela biti ni previsoka jer tada zračenje ne bi međudjelovalo s našim uzorcima, pojasnio je Halasz tijek njihovih eksperimenata. U konačnici, znanstvenici su po prvi put uspjeli snimiti tijek mehanokemijske reakcije, osmislivši potpuno novu i precizniju metodu izvedbe kemijskih reakcija. 

  Tomislavu Friščiću ovo nije prvo istraživanje koje je izazvalo veliki interes među kolegama. Štoviše, u znanstvenim ga krugovima smatraju jednim od trenutno najutjecajnijih znanstvenika na području mehanokemije, pa je i sam Nature Chemistry svojedobno u svom on-line izdanju s njim napravio kraći intervju. 

  – Mehanokemija me je zaintrigirala još početkom mojeg doktorata na Sveučilištu Iowa, gdje sam slučajno otkrio da se jednostavnim miješanjem u tarioniku mogu izvesti zanimljive i lijepo obojane reakcije. To me je fasciniralo dovoljno za odlazak na postdoktorski studij u Cambridge gdje sam se potpuno fokusirao na mehanokemijske metode za pripravu i otkrivanje novih farmaceutskih materijala, tzv. kokristala. Kasnije sam preusmjerio taj interes za mehanokemiju prema pripravi metalorganskih materijala i otkrivanju novih metoda za aktivaciju anorganskih krutina. 
 

Otapala prokletstvo

Inače, uloga mehanokemije u »zelenoj« kemiji je doista jedinstvena i vjerujem da će kemijske transformacije mljevenjem postati centralni dio moderne »zelene kemije«. Jednostavno rečeno, mehanokemija pruža mogućnost vrlo efikasnog korištenja energije, te izbjegavanje upotrebe otapala. Otapala su »prokletstvo« kemijske sinteze – ne samo zapaljiva ili toksična organska otapala, nego čak i voda, koja će za buduće generacije vjerojatno postati previše vrijedna za razbacivanje u kemijskoj industriji ili laboratorijima. Primjena sigurnijih, čišćih i jeftinijih »zelenih« metoda je jedan od nužnih uvjeta za opstanak moderne kemijske industrije, pojasnio je Friščić. 
 

HRVATSKU ZNANOST UPROPAŠTAVA NEDOSTATAK NOVCA

 Osim sa dr. sc. Ivanom Halaszom, koji danas radi na institutu Ruđer Bošković, Friščić često surađuje i s drugim kolegama iz Hrvatske. 

  – Nisam upoznat s detaljima znanstvene situacije u Hrvatskoj, ali mi je jasno da novaca nema mnogo, te da je financiranje mnogih znanstvenih projekata i instrumenata trenutno vrlo slabo, iako je situacija već bila nelijepa 2002. godine kada sam započeo doktorat u Americi. Iz razgovora s kolegama u Hrvatskoj, vjerujem kako nema mnogo, možda čak ni dovoljno, puteva koji bi omogućili mladim znanstvenicima boravak u stranim laboratorijima i institucijama. Koliko god hrvatska znanost bila konkurentna u ovom trenu, njezine se mogućnosti vrlo brzo smanjuju. To je žalosno s obzirom da u Hrvatskoj živi jako puno izvrsnih i nadobudnih istraživaca koji postižu znanstvene i profesionalne ciljeve koji mogu biti jednaki onima koje postižu istraživaci ekonomski jačih zemalja.

  Odjek istraživanja objavljenog u Nature Chemistryju iznenadio je i njega samog, kao i Halasza i ostale suradnike na radu. 

  – Kad pogledate koliko ljudi se bavi mljevenjem, jako je čudno da nitko nije bio u stanju do sad naći način da se »pogleda« što se zbiva unutar mlinca. Prekrasno je bilo da smo od Sinhrotrona uspjeli dobiti tjedan dana za rad. Mislim da dan na Sinhrotronu obično košta između deset i dvadeset tisuća eura. Već nakon prvih par eksperimenata po pola sata vidjeli smo da možemo jako puno toga opaziti i izmjeriti. I onda smo počeli improvizirati. Imali smo tim ljudi sa Cambridgea, iz Hrvatske, Njemačke, Francuske i radili smo u smjenema, 24 sata dnevno. Na kraju smo izmjerili jako puno rezultata ne samo na poroznim materijalima, već smo skupili podatke i na farmaceutskim i mnogim drugim materijalima, kazao je Friščić, dodavši da se mehanokemijske reakcije u široj primjeni često koriste upravo kao metoda za istraživanje i dizajniranje farmaceutskih materijala. 
 

Energije stvaranja

Naime, iako većina nas u raznoraznim tabletama vidi prvenstveno lijek i njegove učinke na organizam, svaka tableta mora sadržavati i materijal koji je u stanju otopiti se u organizamu i pri tome izdržati visoke pritiske koje zahtijeva komprimiranje materijala i slični postupci uslijed kojih nastaju tablete. Farmaceutski materijali su, u stvari, različite kristalne strukture istog spoja koje se ponašaju na različiti način. 

    – Znači ukoliko želite dizajnirati farmaceutski materijal, možete iskoristi različite strategije stvaranja tih tzv. ko-kristala u kojima instruirate molekule da se međusobno organiziraju na drugačiji način, što će onda uzrokovati sasvim drugačija svojstva tog lijeka, u smislu topljivosti, osjetljivosti na vlagu, pojasnio je Friščić jednu od primjena spoznaja iz moderne kemije. 

  – Što se mene tiče, jako mi je teško uživati u bavljenju kemijom ako ne mogu pronaći vezu sa značajnim praktičnim ili teorijskim problemima današnjice. Vjerujem da, ako kemičar želi doista iskoristiti svoje znanje, iskustvo i ideje kako bi učinio svijet boljim, to može učiniti samo uz razumijevanje i rješavanje problema kemijskih industrija koje svake godine koriste i proizvode tisuće i tisuće tona različitih sirovina, goriva, otpada i korisnih materijala.

Novi list pratite putem aplikacija za Android, iPhone/iPad ili Windows Phone.

HNK Rijeka