17 phân tử hóa học thay đổi thế giới

0
87

Trong cuốn sách thú vị Chiếc nút áo của Napoleon – 17 phân tử thay đổi lịch sử, Penny Le Couteur và Jay Burreson đề cập 17 loại phân tử hóa học có trong tự nhiên như trong hồ tiêu, nhục đậu khấu, đinh hương, glucose, lụa, thuốc nhuộm, muối ăn…

Các tác giả đã rất thành công trong việc nêu lên những ý tưởng độc đáo như làm sao những hạt tiêu bé nhỏ, hay chính xác hơn là những phân tử có trong hạt tiêu, lại có thể thay đổi lịch sử, hay vì sao tơ tằm lại đóng vai trò vô cùng quan trọng trong sự phát triển của xã hội?

Vào tháng 6/1812, quân đội của hoàng đế Napoleon bao gồm 600.000 binh sĩ mạnh mẽ. Chỉ đến đầu tháng 12, đội quân Grande Armée bất khả chiến bại một thời chỉ còn lại chưa tới 10.000 người. Đoàn bại binh tơi tả của Napoleon đang vượt sông Berezina, gần thành phố Borisov phía tây nước Nga, trên đường rút lui từ Moscow.

Một trong những lý do chính yếu dẫn đến thất bại của đội quân bất diệt này lại chính là những bộ đồng phục của tất cả các binh sĩ, hay đúng hơn là những nút áo trên những bộ đồng phục ấy, từ những tướng lĩnh cao nhất đến những binh sĩ nhỏ nhất. Những chiếc nút áo được làm bằng thiếc và Napoleon đã không ngờ rằng thiếc lại có thể biến thành bột vụn ở nhiệt độ dưới -30°C, một nhiệt độ bình thường của mùa đông Nga. Vì phải chịu lạnh do không thể cài nút áo được, đội quân bất diệt ngày càng suy yếu đi và thất bại thảm hại dưới cái lạnh khủng khiếp trong cuộc xâm lược này.

Một ví dụ khác, bởi lụa rất đắt và có nhu cầu rất lớn nên từ khoảng cuối thế kỷ 19, đã có rất nhiều người cố gắng tạo ra phiên bản lụa tổng hợp. Nhưng cho đến tận thế kỷ 20, sự phức tạp trong cấu trúc hóa học của lụa vẫn chưa được biết đến, do vậy, các nỗ lực ban đầu để tạo nên phiên bản tổng hợp của lụa thường là kết quả của những sự tình cờ may mắn. Khoảng cuối những năm 1870, bá tước người Pháp Hilaire de Chardonnet, trong khi theo đuổi sở thích nhiếp ảnh, đã phát hiện ra rằng dung dịch colloidon – vật liệu nitrocellulose được dùng để phủ lên các tấm ảnh – có thể tạo thành một khối kết dính, từ đó có thể kéo ra được những sợi dài và mảnh khá giống với các sợi tơ. Điều này gợi cho Chardonnet những sự việc ông đã nhìn thấy một vài năm trước đó: khi còn là một sinh viên, ông đã đi cùng thầy của mình, nhà bác học Louis Pasteur vĩ đại, đến Lyons, phía nam nước Pháp, để tìm hiểu về một loại bệnh trên sâu tằm đang gây ra những vấn đề vô cùng khó khăn cho ngành công nghiệp tơ lụa của Pháp. Mặc dù không tìm ra nguyên nhân gây bệnh, Chardonnet đã dành nhiều thời gian để nghiên cứu sâu tằm và cách chúng nhả tơ. Với những ký ức đó, ông đã thử ép dung dịch colloidon qua một loạt lỗ nhỏ. Với cách này, Chardonnet đã tạo ra bản sao khả dĩ đầu tiên của sợi tơ tằm.

Lụa đã tạo ra những thay đổi lớn lao cho sự thịnh vượng của nền kinh tế trong thời đại của chúng. Nhu cầu về lụa tơ tằm không chỉ mở ra những con đường thương mại và những giao dịch thương mại mới trên toàn thế giới, mà còn dẫn đến sự phát triển của rất nhiều thành phố phụ thuộc lụa hoặc ngành thương mại lụa, và giúp lập các ngành nghề công nghiệp khác phát triển cùng việc nuôi tằm như nhuộm, kéo sợi, dệt vải. Lụa tơ tằm thực sự đã mang lại những thay đổi và sự phồn vinh cho rất nhiều vùng đất trên địa cầu.

Các phân tử thuốc nhuộm cũng đã góp phần thay đổi lịch sử. Được tìm kiếm trong hàng ngàn năm từ các nguyên liệu thiên nhiên, chúng đã tạo nên những ngành công nghiệp đầu tiên trong lịch sử nhân loại. Khi nhu cầu về màu sắc tăng lên, các phường hội, nhà máy, thành phố và hoạt động thương mại cũng phát triển theo. Nhưng chính sự xuất hiện của thuốc nhuộm tổng hợp đã thay đổi thế giới. Các phương pháp truyền thống sản xuất thuốc nhuộm thiên nhiên dần đi vào quên lãng. “Chỉ trong vòng chưa đầy một thế kỷ sau khi Perkin tổng hợp thành công thuốc nhuộm màu tím hoa cà, các tập đoàn hóa chất khổng lồ đã thống trị không chỉ thị trường thuốc nhuộm, mà cả ngành công nghiệp hóa hữu cơ vừa mới ra đời. Điều này đã tạo nên nguồn tích lũy tư bản và kiến thức hóa học cơ sở làm nền tảng cho ngành công nghiệp dược phẩm khổng lồ ngày nay với các sản phẩm như thuốc kháng sinh, giảm đau và các hợp chất có dược tính khác.

Màu tím hoa cà của Perkin chỉ là một trong những hợp chất nhuộm nhân tạo được tổng hợp trong giai đoạn chuyển đổi đáng kể này, nhưng rất nhiều nhà hóa học xem nó là phân tử đã đưa hóa học hữu cơ từ một chuyên ngành học thuật trở thành một ngành công nghiệp quan trọng trên toàn thế giới. Từ màu tím hoa cà đến sự độc quyền kinh doanh, phân tử thuốc nhuộm được tạo ra bởi một cậu sinh viên người Anh trong dịp nghỉ lễ đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến vòng xoay của các sự kiện mang tầm vóc toàn cầu.” (trang 237-238)

Cũng dưới lăng kính này, nhiều câu chuyện hấp dẫn đã được các tác giả kết nối và phát hiện. Ví dụ như trong Hiệp ước Breda năm 1667, người Hà Lan đã đổi vùng đất duy nhất họ có tại lục địa Bắc Mỹ để lấy hòn đảo Run nhỏ bé thuộc quần đảo Banda, một nhóm nhỏ các đảo tại vùng Moluccas (thường được gọi là quần đảo Gia Vị) nằm ở phía đông của đảo Java, Indonesia. Bên còn lại trong hiệp ước này, nước Anh, đã từ bỏ chủ quyền của mình tại đảo Run, hòn đảo có tài sản duy nhất là rừng cây nhục đậu khấu, để đổi lấy quyền làm chủ một mảnh đất nhỏ khác ở cách xa nửa vòng trái đất: đảo Manhattan. Vì sao nhục đậu khấu có giá trị như vậy? Cũng như các loại gia vị khác như đinh hương, hồ tiêu hay quế chi, nhục đậu khấu được dùng nhiều tại châu Âu để bảo quản thực phẩm, tạo hương vị cho thực phẩm và làm thuốc. Nhưng nó còn có một vai trò khác rất quan trọng: người ta đã cho rằng nhục đậu khấu có thể bảo vệ con người khỏi bệnh dịch hạch, được mệnh danh là “Cái chết đen”, căn bệnh đã hoành hành trên toàn bộ châu Âu trong suốt gần 400 năm từ thế kỷ 14 đến thế kỷ 18.

Mùi hương đặc trưng của nhục đậu khấu là do hợp chất isoeugenol có trong loại hạt này tạo ra. Câu chuyện của isoeugenol dẫn dắt chúng ta đến việc suy ngẫm về nhiều hợp chất hóa học khác đã có ảnh hưởng thay đổi thế giới. Một số hợp chất ngày nay vẫn đóng vai trò vô cùng quan trọng và thiết yếu đối với nền kinh tế thế giới hoặc sức khỏe con người, trong khi một số khác đã chìm dần vào quên lãng. Tuy vậy, tất cả các hợp chất hóa học này đã từng là lý do của những sự kiện then chốt trong lịch sử nhân loại, hoặc đã tạo ra một loạt sự kiện thay đổi sâu sắc xã hội loài người.

Thế nên Penny Le Couteur và Jay Burreson quyết định viết cuốn sách này để kể lại những câu chuyện thú vị về mối liên hệ giữa các cấu trúc hóa học và các giai đoạn lịch sử; để chứng tỏ rằng rất nhiều sự kiện có vẻ như không liên quan gì đến nhau, thực ra lại phụ thuộc vào những phân tử hóa học rất giống nhau, và để hiểu sự phát triển của xã hội phụ thuộc như thế nào vào một số hợp chất hóa học nhất định. Ý tưởng cho rằng những cột mốc lịch sử quan trọng có thể phụ thuộc vào một phân tử nhỏ bé – một nhóm của hai hoặc nhiều nguyên tử gắn kết với nhau trong một trật tự sắp xếp nhất định – là một cách nhìn nhận hoàn toàn mới về sự phát triển của văn minh nhân loại. Một thay đổi rất nhỏ, ví dụ như vị trí của một liên kết hóa học trong phân tử, có thể dẫn đến những thay đổi to lớn trong tính chất của hợp chất, và hợp chất này có thể ảnh hưởng đến kết quả của các dòng chảy lịch sử. Như vậy, cuốn sách này không nói về lịch sử của hóa học, mà chủ yếu nói về vai trò của hóa học trong lịch sử thế giới.

  • “Với sự pha trộn rực rỡ giữa hóa học và văn hóa, những điều đó đã được thể hiện một cách tuyệt vời trong Chiếc nút áo của Napoleon – 17 phân tử thay đổi lịch sử. Tôi đã đọc nó với niềm say mê vô bờ,” Oliver Sacks, tác giả sách The man who mistook his wife for a hat và Uncle Tungsten: Memories of a chemical boyhood, nhận xét.
    Tiến sĩ Penny Cameron Le Couteur đã giảng dạy hóa học tại Capilano College ở British Columbia, Canada trong hơn 30 năm. Bà đã từng là trưởng khoa hóa học của Capilano và được chọn làm chủ tịch bộ môn khoa học thuần túy và ứng dụng. Bà đã từng soạn thảo chương trình hóa học cho khóa học từ xa, đồng tác giả của một số sách giáo khoa hóa và hỗ trợ như một cố vấn hóa học cho các trường đại học ở phía đông Indonesia. Bà sinh tại Auckland, New Zealand và hiện sống tại bắc Vancouver, Canada.
    Tiến sĩ Burreson đã từng hoạt động như một nhà hóa học công nghiệp trong nhiều năm, và đã lập ra National Institutes of Health, học bổng đặc biệt dành cho những nghiên cứu sau đại học trong lĩnh vực sản phẩm tự nhiên có nguồn gốc từ biển tại đại học Hawaii. Ông hiện là tổng giám đốc của một công ty công nghệ cao và sống gần Corvallis, Oregon.
    *Penny Le Couteur và Jay Burreson, Nguyễn Vĩnh Khanh dịch, Nxb. Trẻ

Tạp chí Mốt Việt Nam, số 9/2019

SHARE
Previous articleÍt Thái mơ màng