Znajdź zawartość

Historycy zmieniają zdanie o alchemikach. Podczas spotkania American Association for Advancement of Science chemik i historyk, Lawrence Principe z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa podkreślał, że dopiero przed 30 laty w Isis, renomowanym piśmie dotyczącym historii nauki, zaczęły pojawiać się artykuły o alchemii. Wcześniej istniał zakaz publikowania na ten temat. Zdaniem Principe'a przez wiele dziesięcioleci na złą opinię o alchemikach wpłynęli szarlatani, który w XIX wieku, ubrani w komiczne stroje, zarabiali na naiwnych rzucając zaklęcia czy produkując "cudowne leki". Tymczasem alchemię powinno się uznać za prekursorkę nowoczesnej chemii. Co prawda alchemikom nie udało się zamienić ołowiu w złoto, czego oczekiwali od nich władcy chcący zapełnić puste skarbce, jednak mają oni na swoim koncie wiele ważnych osiągnięć. William Newman z Univeristy of Indiana twierdzi, że działania alchemików można uznać niemal za technologie chemiczne. Prowadzili oni bowiem eksperymenty, w których sprawdzali różne teorie dotyczące właściwości minerałów czy metali. Alchemicy prowadzili analizy składu metali, rafinowali sole, produkowali szkło, pigmenty, ceramikę, nawozy sztuczne, kosmetyki i lekarstwa. Do ich osiągnięć należy zaliczyć udoskonalenie procesu destylacji, dzięki czemu powstawały silne kwasy służące im później do pozyskiwania metali z rud.

Jak uniknąć konsekwencji wyczerpania się złóż rzadkich pierwiastków? Najbardziej oczywistym rozwiązaniem wydaje się poszukiwanie substancji o podobnych właściwościach. Jak wynika z badań przeprowadzonych przez prof. A. Welforda Castlemana z Penn State University, zadanie to może być znacznie prostsze, niż się wydaje. Ponieważ wiele właściwości chemicznych pierwiastków zależy od konfiguracji tzw. powłoki walencyjnej, czyli zgrupowania elektronów najbardziej oddalonych od jądra atomu, badacz z amerykańskiej uczelni chciał sprawdzić, czy proste związki mogą posłużyć jako "elektronowe imitacje" metali. Powodzenie takiego eksperymentu oznaczałoby, że w niektórych zastosowaniach substancje te mogłyby z powodzeniem zastępować czyste metale, przynosząc w ten sposób niemałe oszczędności. W swoich badaniach prof. Castleman poszukiwał odpowiedników niklu, palladu (6. najdroższego pierwiastka świata w przeliczeniu na masę) oraz platyny (2. miejsce na tej samej liście). Właściwości analizowanych metali oraz kandydatów do ich zastąpienia porównywano dzięki spektroskopii fotoelektronowej. Metoda ta polega na ocenie ilości energii potrzebnej do oderwania elektronów z powłok walencyjnych atomów znajdujących się w różnych stanach energetycznych. Porównywalne wyniki analiz dwóch pierwiastków bądź związków mogą być w związku z tym zapowiedzią ich podobnych właściwości chemicznych. Jak wykazano na podstawie przeprowadzonych analiz, atomy niklu wykazują w spektroskopii fotoelektronowej niemal identyczny obraz jak tlenek tytanu (II). Pallad przypomina z kolei cząsteczki tlenku cyrkonu (II), zaś platyna - molekuły węgliku wolframu. Związki "naśladujące" badane metale można więc zaliczyć do tzw. superatomów, czyli cząsteczek o właściwościach podobnych do znanych pierwiastków. Prawdopodobnie najważniejszym aspektem dokonanego odkrycia jest fakt, iż dane zebrane na podstawie badań zespołu prof. Castlemana układają się w logiczne i dające się przewidzieć serie. Oznacza to, że dla wielu drogich lub trudno dostępnych metali stosowanych np. jako elementy konstrukcyjne bądź katalizatory można znaleźć tanie i równie efektywne superatomowe zamienniki. Niewykluczone, że wdrożenie tej wiedzy do zastosowania w przemyśle może więc wywołać niemałe zamieszanie zarówno na giełdach surowcowych, jak i na rynkach produktów wytworzonych przy pomocy superatomów.