Полярография Гейровского, изменившая науку
65 лет назад, 10 февраля 1959 года, за открытие полярографии Ярославу Гейровскому была присуждена Нобелевская премия по химии. До сих пор этот ученый остается единственным чехом, обладающим «Нобелевкой» по естественным наукам. При этом метод полярографии – электрохимического анализа был предложен Гейровским гораздо раньше – 10 февраля 1922 года.
Сотрудница Физико-химического института чешской Академии наук Квета Стейскалова стремиться сохранить память о чешском ученом, чье иньеллектуальное наследие не утратило своего значения и в наши дни.
– Полярографию – электрохимический метод анализа Гейровский открыл в 1922 году. Почему это сразу стало считаться научным прорывом?
– Это произошло вскоре после Первой мировой войны, когда мир приходил в себя и нуждался в строительстве. Миру требовались аналитические методы, которые давали бы ответ на вопрос, какими материалами люди располагают, и как всё это будет работать. Методов было очень мало. И тут внезапно Гейровский предлагает электрохимический метод, который значительно проще, чем примерно пять оптических методов, ранее представленных на рынке. Полярография оказалась быстро работающей, очень надежной и очень дешевой по сравнению с другими. Как только этот метод был достаточно разработан, и для него появись приборы, его начали использовать во всем мире. Мир обращается к полярографии, поддерживая тем самым прогресс.
– Для каких целей использовалась полярография?
Полярография – быстрый, надежный и дешевый метод анализа
– Рядом со мной стоит стакан воды, и мы знаем – чтобы его выпить, в нем что-то должно содержаться, а чего-то там быть не должно. Полярографический анализ Гейровского может дать ответ на вопрос, что находится в исследуемом материале, в жидкости, например, в этой воде, какие ионы там растворены. Так что метод применяется в химии, в сфере продуктов питания, фармацевтике, медицине, а также в таких областях как металлургия и машиностроение. Вы спросите, как там проводится подобный анализ? Твердое вещество распиливается, затем растворяется в кислоте и, следуя точной процедуре, превращается в раствор, после чего анализируется с помощью метода полярографии для определения содержащихся в нем веществ. Так что куда бы мы ни посмотрели, в любой области, где вам нужно знать, что содержится в веществе и в каком количестве, полярография даст надежный ответ.
– Известно, что метод полярографии использовался не только в физической химии, но и в ряде других областей, причем для решения очень специфических задач.
– Да, как я уже говорила, его применяли в медицине. Например, в годы Второй мировой войны один из коллег Гейровского, Рудольф Брдичка, провел исследование, которое было применено на практике. Он установил, как по жидкостям человеческого организма, по моче, определить, какие в ней находятся вещества, означающие начало заболевания, а именно, рака. Например, в фармацевтике вам нужно определить, какие вещества содержатся в том или ином лекарстве, и, самое главное, не превышена ли там их концентрация, потому что даже медикамент в повышенной концентрации становится опасным веществом. И здесь полярография смогла дать ответ. И я уже упоминала металлургию. Возьмем период между двумя мировыми войнами: страны восстанавливаются, строят, созидают. И это была именно та область, где полярография использовалась для определения состава сплавов, чтобы то, что будет из них сделано, работало должным образом.
– Ярослав Гейровский был номинирован на Нобелевскую премию восемнадцать раз. Почему потребовалось столько времени, чтобы получить награду за открытие, оказавшееся настолько важным и полезным?
– Это долгая история. Расскажу вкратце: первые предложения о присуждении ученому Нобелевской премии поступили уже в 1922 году, затем в 1934-м. Сначала критики говорили, что «эта область еще нуждается в развитии», что она «слишком молода». Затем наступили 1940-е годы, и пришло сообщение от ученого по фамилии Палмер. Этот физик и химик нанёс репутации Гейровского большой урон, поскольку отозвался о полярографии в том смысле, что это она ничего нового в себе не несет. Вероятно, свою роль здесь сыграла зависть, поскольку Палмер проводил похожие эксперименты за много лет Гейровского, работал с капающей ртутью, однако свернул исследования, ничего не обнаружив. А затем появляется метод полярографии Гейровского. Его оценка нанесли ущерб значимости полярографии, и, к сожалению, Нобелевский комитет продолжал учитывать слова Палмера, тогда уже покойного, и в последующие годы, когда Гейровского вновь выдвигали на получение премии. Так что потребовалось немало времени на то, чтобы другие, уже беспристрастные ученые представили новые отзывы об открытии. Это произошло уже в 1950-е годы. Однако нередко бывает, что кандидаты получают Нобелевскую премию за свое открытие лишь на склоне лет.
– Используется метод Гейровского в наши дни?
– Используется, но это уже модифицированный метод, который работает не с классическим ртутным капающим электродом, а с другими электродами, разработанными на основе оригинального метода Гейровского. А полярография занимает свое место в прикладных исследованиях, особенно при разработке различных датчиков, обнаруживающих низкие концентрации различных веществ в окружающей среде, – этим мы все сегодня занимаемся. Но существуют и другие методы, которые находятся на том же или более высоком уровне, но полярография и разработки на ее основе все еще занимают свое место.
– В течение ряда лет Ярослав Гейровский возглавлял Центральный институт полярографии, преемником которого является Физико-химический институт, носящий имя чешского нобелевского лауреата. Этот институт обладает серьезной репутацией, а ученые, которые работают в его стенах, в том числе и вы, продолжают развивать идей Гейровского. Чем именно вы сейчас занимаетесь?
– Полярография является лишь небольшим фрагментом электрохимии. В институте разрабатывается целый ряд новых дисциплин, поскольку у Гейровского были свои ученики, продолжатели его дела, а они в определенный момент перешли на другие дисциплины, создавая новые направления. В нашем институте целый спектр таких дисциплин. Как известно, сегодня мир разрабатывает или пытается разрабатывать и применять новые технологии, которые помогают нам удалять из окружающей среды вредные вещества. И в нашем институте есть несколько команд, которые разрабатывают новые материалы, так называемые наноматериалы, размером менее 100 нм, где химические процессы происходят совершенно иначе. Так что у нас есть отделение наноматериалов, и его разработки потом находят применение в энергетике, электронике. Например, из них делают электроды для новых типов батарей. А мы знаем, что такое батарея, и какой была бы наша жизнь, если бы мы не могли накапливать энергию. У нас есть лаборатории, которые сотрудничают с медицинскими исследовательскими центрами. Например, мы применяем флуоресцентную микроскопию, которая видит, что происходит в липидном слое клеточной мембраны. Это, в частности, может помочь обнаружению различных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона. Также у нас есть отделение катализа, где разрабатываются новые наноматериалы для технологий переработки нефти и изучаются способы утилизации углекислого газа – во что его превращать и т.д. Так что это очень широкий спектр направлений.
– Ярослав Гейровский – один из двух чешских лауреатов Нобелевской премии и единственный – в области естественных наук. Как вы думаете, достаточно ли мы ценим в Чешской Республике его наследие?
– Смотря то, что мы вкладываем в слово «ценить». Я – человек, который предпринимает много усилий для того, чтобы молодое поколение знало, что у нас есть этот нобелевский лауреат. Но, с другой стороны, я не хочу, чтобы они смотрели на Гейровского как на какого-то кумира, а, скорее, обращали внимания на его качества, на его жизнь, на то, что он делал и как, чтобы они с его помощью увидели себя и свой путь. Думаю, это очень важно. Ученый – это человек, которого постоянно тревожат какие-то вопросы и поиски их решения. И это то, что ведет нас вперед, к сожалению, иногда по неверному пути, с которого необходимо сворачивать или возвращаться назад. Но такие люди, как Гейровский, указывают нам дорогу – особенно молодому поколению, и я думаю, об этом следует постоянно напоминать.
– Можем ли мы в Чехии надеяться, что в обозримом будущем у нас появится еще один нобелевский лауреат в области естественных наук?
– Многие наши ученые работают в международных командах или непосредственно на международных площадках. Они здесь учились, возможно, сюда вернулись и активно сотрудничают с Чешской Республикой. Но всё стремительно идет вперед, а наука – это очень дорогостоящее занятие. И если вы хотите заниматься нанотехнологиями, вам требуется очень много ресурсов, что становится своего рода камнем преткновения, поскольку мы знаем, как обстоят дела с финансированием, мы знаем, что наука является одной из областей, на которой при необходимости экономят. Так что у нас есть превосходные ученые, мы воспитываем новые поколения. Но, как я говорю своим студентам: «Нобелевская премия – это лишь вишенка на торте. Важно, чтобы ваша жизнь была интересной и имела цель».
