10 kérdés Allen Bardnak, a modern elektrokémia atyjának

10 kérdés Allen Bardnak, a modern elektrokémia atyjának

Fotó: Marsha Miller

A régi vegyész, Allen Bard nem vágyik arra, hogy köznévvé váljon; jobban törődik a fiatal tudósok mentorálásával. A hírnév azonban megtalálta őt – egyes tudósok a modern elektrokémia atyjaként ismerhetik.

Fél évszázaddal ezelőtt Bard úttörő szerepet játszott az elektrogenerált kemilumineszcenciában (más néven elektrokemilumineszcenciában), egy olyan folyamatban, amely az elektronok molekulák közötti energetikai átvitelét használja fény létrehozására. Az ECL néven ismert technika egy standard klinikai vizsgálat részévé vált, amellyel számos mikroszkopikus anyagot azonosítanak, a fehérjéktől a vírusokig, például a HIV-ig.



Bard, aki a Texasi Egyetem professzora és vezeti azt Elektrokémiai Központ , az első tudósok között volt, akik kísérleteztek a fotoelektrokémiával, amely magában foglalja az elektromos áram vagy vegyi anyagok fényből történő előállítását – ez a kutatás, amelyet még mindig folytat.

Általában Bard is köszönet illeti a pásztázó elektrokémiai mikroszkópiának nevezett új képalkotó technika kidolgozását, amelyet a tudósok az elektrokémiai viselkedés – azaz az elektronok molekulákhoz, atomokhoz és más anyagokhoz való áramlásának – tanulmányozására használnak. kémiai fajok – folyadék és szilárd vagy biológiai sejt határfelületén.

Korábban főszerkesztője volt a Az American Chemical Society folyóirata , Bard az elmúlt években két rangos kitüntetést kapott Obama elnöktől – a National Medal of Science-t, valamint az Enrico Fermi-díjat.

A most 80 éves Bard hallgatóiból és posztdoktori kutatóiból álló csapatával egy olyan anyagot kutat, amely alternatív energiaforrásként szolgálhat a mesterséges fotoszintézis végrehajtásában.

A Science Friday megkérdezte Bardot a tudomány iránti korai érdeklődéséről, a kutatáshoz való hozzáállásáról és legbüszkébb eredményéről.

Tudományos péntek: Mikor tudtad, hogy tudós akarsz lenni?
Allen Bard: Nagyon korán tudtam. A bátyám 11 évvel volt idősebb nálam, a nővérem pedig 10, és mindketten biztattak a tudományban. Mindkettőjüknek volt kémiakészlete, és elvittek a New York-i Amerikai Természettudományi Múzeumba, ahol tudósokról szóló filmek voltak, például Louis Pasteur története, meg mindenféle.

Melyik tudományterület érdekelte kezdetben, és ez változott, amikor idősebb lett?
Érdekelt a biológia és az állatok, ami szerintem a legtöbb gyerek. Ez még a gimnáziumban is folytatódott, de akkoriban a biológiát nem tekintettem túl haladó területnek – ez a pre-molekuláris biológia, a pre-DNS volt. Ezért úgy döntöttem, hogy a kémia valóban jobb számomra.

Volt tudományos bálványod?
Fiatal koromban Luther Burbank érdekelt a legjobban. Lenyűgöző volt számomra, hogy két gyümölcsöt össze tudott keverni pusztán egy oltással. Később, azt hiszem, Linus Pauling volt az. Nagyon érdekes srácnak tartottam.

Mindig a gyakorlati hasznot tartja szem előtt a kutatás során?
Attól függ. Amikor a kezdeti munkát ECL-ben vagy elektrokemilumineszcenciában végeztem, nem volt konkrét gyakorlati hasznom vagy célom. Azért csináltam, mert nagyon kíváncsi voltam arra, hogyan történnek a dolgok, és megértettem őket. De aztán egy bizonyos szakaszban, amikor dolgozol valamin, elkezded látni a lehetséges alkalmazásokat.

Kezdetben megpróbáltunk lézert készíteni ECL-el, ami sosem működött. Jóval később jutott az ötlet, hogy klinikai tesztként használjuk. Sok ilyen klinikai tesztben, ahol fehérjéket, vírusokat vagy ilyesmit keres, van egy antitestje, amely hozzátapad az adott anyaghoz – „X-et keresek; Szerezhetek egy antitestet, amely eltalálja és hozzátapad X-hez.” De ahhoz, hogy megtudjuk, mikor történik ez, címkét kell ráhelyezni erre az antitestre – olyasvalamit, amit analitikusan észlelhetünk. Ez lehet fluoreszcencia, lehet radioaktivitás vagy elektrokemilumineszcencia. George Whitesidesszel, aki szerves vegyész, aki többet tudott az immunkémiáról, kidolgoztunk egy ECL-t használó klinikai vizsgálatot, amely alapvetően jelenleg a klinikai elemzések standard vizsgálata. Tehát ebben az esetben sikeresebb és hasznosabb lett, mint azt valaha is elképzeltem volna.

Másrészt azok a dolgok, amelyekről azt hittem, hogy nagyon hasznosak lennének, mint például a fotoelektrokémia korai szakaszai – a fény felvétele és a kémiázás vele – még nem alakultak ki. Volt egy szép technikánk egy félvezető anyagból – egy olyan olcsóból, mint a titán-dioxid –, szennyezett vízbe dobtuk, napfényt sugároztunk rá, és megtisztítottuk a vizet. És azt hittem, hogy ez nagyon hasznos dolog lesz, de egyszerűen nem volt versenyképes az olcsóbb módszerekkel.

A tudományban nagyon nehéz olyan fontos hozzájárulást tenni, hogy az ember köznévvé váljon, és ötletei tankönyvekbe kerüljenek. Végső soron azt gondolom, hogy mindenkinek fel kell ismernie, hogy mindannyian azért dolgozunk ezen, mert szeretjük.

Hogyan kezdett érdeklődni a fotoelektrokémia iránt?
A 70-es évek elején előadást tartottam a Wisconsini Egyetemen az elektrokemilumineszcenciáról, és valaki a hallgatóságból felemelte a kezét, és azt mondta: „Tudod, könnyű elvenni az elektromosságot és fényt készíteni – mi mindig ezt tesszük. Valójában arra akarsz gondolni, hogy fényt használsz villamos energia előállítására napenergia felhasználásával.” És kiderült, hogy a srác, aki feltette ezt a kérdést, Farrington Daniels , aki meglehetősen ismert fizikai kémikus volt, és már egy ideje érdeklődött a napenergia iránt. Beletelt néhány évbe, míg elkezdtem megérteni, hogyan lehet villamos energiát előállítani fénnyel elektrokémiával, majd szerencsétlen módon 1973 körül következett az első energiaválság. Az emberek hirtelen nagyon aggódni kezdtek az olaj és a szén elfogyása, valamint az éghajlat miatt. változás volt a láthatáron, így az emberek komolyan kezdtek dolgozni a napenergián – Carter elnök szorgalmazta. Szóval azt hiszem, szerencsére jókor kerültem a pályára.

Jelenleg min dolgozol?
Több dolgon is dolgozunk, de szerintem a praktikusság szempontjából a legérdekesebb az, hogy elkezdtünk olcsó vékony szilíciumot készíteni, hogy esetleg napelemet gyártsunk. Jelenleg úgy gondoljuk, hogy a szilícium a legfejlettebb anyag – sokan nagyon alaposan megvizsgálták –, de lehetetlen volt leszorítani az árat. A szilíciumot nehéz előállítani, és ahhoz, hogy hasznos legyen egy napelemben, nagyon tisztanak kell lennie – körülbelül 99,99999 százalékos tisztaságúnak.

Mit gondolsz, mit csináltál volna, ha nem mentél volna tudományba?
Sok dolog volt, ami tetszett, de nem tudtam megtenni. szerettem a zenét. Szerettem a művészetet – szerettem rajzolni és festeni. De tudtam, hogy egyiket sem tudom elég jól megcsinálni ahhoz, hogy életem munkájaként tekintsek rá. Valójában soha nem gondolkodtam rajta sokat. Számomra a tudomány volt az.

A tudományos irodalmon kívül mit olvas?
Leginkább olyan könyveket olvastam, amelyek hiányoztak, amikor felnőttem. Nem nagyon olvasok modern szépirodalmat. De visszamentem, és elkezdtem nézegetni a régebbi könyveket, például a Brave New World-et. Hajlamos vagyok kiválasztani egy szerzőt, és utána sok mindent elolvasok, amit ő készített. Rengeteg (George) Orwell-féle cuccon mentem vissza... 1984 , Állatfarm , Tartsa az Aspidistra repülését . Visszamentem, és sok (Charles) Dickenst olvastam.

Milyen szakmai teljesítményére vagy a legbüszkébb?
Azt hiszem, azokra az emberekre vagyok a legbüszkébb, akikről kiderült. Nem tudom, hogy szakmai teljesítménynek tartod-e. De gondolj azokra a tudósokra, akik fiatal koromban híresek voltak, és akik a bálványaim voltak, amikor egyetemista voltam – őket a tanítványaim egyáltalán nem ismerik. Még a neveket sem tudják. A tudományban nagyon nehéz olyan fontos hozzájárulást tenni, hogy az ember köznévvé váljon, és ötletei tankönyvekbe kerüljenek. Végső soron azt gondolom, hogy mindenkinek fel kell ismernie, hogy mindannyian azért dolgozunk ezen, mert szeretjük, és mert megértjük, hogy struktúrát építünk. És mindannyian berakunk egy kis téglát ide-oda, és ha mindenki a megfelelő téglát rakja be, és mindenki keményen dolgozik rajta, akkor egy nagy tudományos struktúrát építünk fel, és nem olyan fontos, hogy ki rakja be a téglát.

Ahogy tanítványaimnak mondom, nem csak a természettudományok tudománya olyan szórakoztató, ami az, és olyan kihívást jelent, és annyira ösztönző, hanem az is, hogy egy mérsékelten exkluzív csoport tagjává válsz, akiket ugyanaz érdekel. milyen dolgok vagytok – ők talán egy kicsit hülyék, de mindannyiukat érdeklik, hogy milyen dolgok miatt izgulsz, így leülhetsz és azonnal beszélgethetsz velük, és egy hullámhosszra kerülhetsz, függetlenül attól, hogy hol vagy melyik országból származnak, vagy így tovább.

Gondolkozik nyugdíjba vonuláson?
Nos, nyugdíjba megyek, amikor nyugdíjba kell mennem, mert semmit sem szeretek jobban csinálni, mint amit csinálok. Szeretek tudományt csinálni, és az ebből fakadó kihívásokat, valamint új emberekkel és fiatalokkal dolgozni. addig csinálom, ameddig csak lehet.

Ezt az interjút a tér és az érthetőség kedvéért szerkesztettük.