رحلة مشوّقة داخل عالم الكيمياء كما لم تعرفه من قبل | ملخص كتاب الكيمياء لديريك ب. لوي

 تاريخ الكيمياء حافل بالقصص الرائعة والشخصيات المميزة التي قربتنا من فهم جميع التفاعلات الكيميائية المعقدة التي تحدث من حولنا. وتزداد هذه الاكتشافات روعةً لأنها حدثت بالصدفة. وتنطوي أحداث أخرى على جانب مأساوي، إذ علمتنا مخاطر بعض المواد الكيميائية. لقد فقدنا أرواحًا كثيرة، لكن الكيمياء تُعدّ أيضًا وراء العديد من التطورات التي أنقذت الأرواح وأطالت أمدها على مر السنين. وقد تُفاجئنا الكيمياء في السنوات القادمة إذا تمكن العلماء من إيجاد طريقة لإنتاج وقود نظيف وإزالة ثاني أكسيد الكربون الضار من الغلاف الجوي.

لستَ بحاجةٍ إلى شهادةٍ في الكيمياء لتعرف أن هذا المجال زاخرٌ بالشخصياتِ الآسرة، والأحداثِ غيرِ المتوقعة، والاكتشافاتِ الدرامية. أحيانًا تكونُ هذه الأحداثُ ساخرةً، مثل اختراعِ الديناميت، وأحيانًا أخرى تكون مأساويةً، مثل اكتشافِ طبيعةِ الراديوم الحقيقية.

مع أننا لا نستطيع أن نستعرض معكم كل حدث من الأحداث الـ 250 في كتاب الكيمياء، إلا أننا سنقدم لكم بعضًا من أبرز الأحداث التي لا تُنسى والتفاصيل المفاجئة. تغطي هذه الاكتشافات واللحظات التاريخية مراحلَ تاريخيةً حافلةً بالنجاحات والإخفاقات - أحداثٌ سنظل نحتفل بها، وأحداثٌ كانت بمثابة تحذيراتٍ مؤسفةٍ للأجيال القادمة.

يأخذنا الكتاب في رحلة عبر تاريخ الكيمياء، بدءًا من أولى تطورات العصر البرونزي وصولًا إلى مستقبلٍ مُحتمل تُصبح فيه الطاقة النظيفة والمتجددة واقعًا يوميًا. تعرّف على الأحداث والاكتشافات التي غيّرت العالم.

في هذا الكتاب، يأخذ لوي القارئ في رحلة عبر الاكتشافات والتطورات الرئيسية في الكيمياء عبر التاريخ. يُسلِّط كل فصل الضوء على معلمٍ مهم، بدءًا من اكتشاف الكيميائيين الأوائل لخصائص العناصر، وصولًا إلى الإنجازات الحديثة مثل تسلسل الجينوم البشري. يُقدِّم لوي سياقًا مُمتازًا حول أهمية كل اكتشاف وتأثيراته الأوسع. يُحقق الكتاب توازنًا رائعًا بين شرح المفاهيم الكيميائية للقراء العاديين مع مراعاة التفاصيل التقنية.

يكتب لو بأسلوبٍ سلسٍ وفكاهيٍّ في كثيرٍ من الأحيان. يُجسّد فيه المفكرين المُبتكرين وراء كل إنجازٍ بارز. مع أن الكيمياء قد تبدو مجالًا مُرهِبًا، إلا أن شغف لو بهذا المجال يتجلى بوضوح، ويروي قصصًا تاريخيةً شيّقةً تُثير الإعجاب باستمرار. إلى جانب نبذةٍ عن شخصياتٍ لامعة، تُقدّم مقالاتٍ جانبيةً حول التطبيقات التكنولوجية ذات الصلة والآثار الأخلاقية التي تُظهر التأثير الواسع للكيمياء. يُقدّم الكتاب نظرةً عامةً ممتعةً على ماضي الكيمياء العريق، ومنظورًا مُتأمّلًا لإمكاناتها المُستقبلية.

 

معلومات عن المؤلف:

منذ عام 1989، عمل الكيميائي ديريك ب. لوي لدى العديد من شركات الأدوية الكبرى في مشاريع اكتشاف الأدوية ضد الفصام والزهايمر والسكري والسرطان وأمراض أخرى. بعد حصوله على درجة الدكتوراه في الكيمياء من جامعة ديوك، حصل على زمالة هومبولت لإجراء أبحاث ما بعد الدكتوراه في ألمانيا، ومنذ ذلك الحين تعامل مع ما يقرب من 50 عنصرًا من عناصر الجدول الدوري. تظهر أعمدته في الكيمياء العضوية والطبية في مجلة Chemistry World التابعة للجمعية الملكية للكيمياء ، وقد خدم في المجلس الاستشاري لمجلة Chemical & Engineering News . بعد أن كتب يوميًا لمدونة "In the Pipeline" الشهيرة (pipeline.corante.com) لأكثر من 12 عامًا، يُعد لوي أيضًا رائدًا في مجال المدونات العلمية ولديه أكثر من 6000 متابع على تويتر. وهو يعيش في ماساتشوستس.

 

بدأت الإنجازات البشرية في مجال الكيمياء في العصر البرونزي.

لطالما كان كوكبنا موطنًا لعمليات كيميائية مذهلة. خذ على سبيل المثال البلورات التي يبلغ ارتفاعها طابقين والتي تملأ كهوف المكسيك - كهف الكريستال. تُعد هذه الأعمدة العملاقة مثالًا مذهلاً لما يحدث عندما يُغمر معدن الجبس الشائع في ماء ساخن بفعل الصهارة، ثم يقضي قرونًا في التبريد خلال العصر الجليدي. تبدو الكهوف وكأنها من فيلم خيال علمي غريب. لكنها أمثلة حقيقية ومذهلة وأكبر من الحياة على تفاعلات كيميائية لم تتطلب تدخلًا بشريًا.

من الصعب تحديد أول اكتشاف كيميائي بشري. هل كان أول إشعال نار من صنع الإنسان؟ أم أول استخدام لنبات للمساعدة في التئام الجروح؟

الرسالة الأساسية هنا هي: إن الإنجازات البشرية في مجال الكيمياء بدأت في العصر البرونزي.

في حين كان النحاس يستخدم بالفعل في صناعة بعض الأدوات الأساسية، إلا أننا وجدنا في البرونز حوالي عام 3300 قبل الميلاد مادة أفضل وأقوى وأكثر متانة.

في جوهره، البرونز هو ما ينتج عند إضافة القصدير إلى النحاس. وما جعل هذا المزيج ممكنًا هو السفر والتجارة. حوالي عام 2000 قبل الميلاد، بدأ القصدير من كورنوال، جنوب غرب إنجلترا، بالظهور في البحر الأبيض المتوسط. وفي نهاية المطاف، بدأ بعض عمال المعادن الأكثر جرأة في بلاد ما بين النهرين بتجربة المواد المتاحة لديهم، بما في ذلك الرصاص والنيكل والفضة والنحاس. وفي النهاية، وُلد البرونز.

مع مرور الوقت، أضاف الإغريق المزيد من الرصاص إلى الخليط لتسهيل التعامل مع البرونز، ثم أضيف الزنك لصنع النحاس الأصفر. ورغم التغيرات التاريخية، ظل البرونز المعدن المفضل للأجراس، ولا يزال يُستخدم في صنجات طقم الطبول العادي.

حوالي عام ١٣٠٠ قبل الميلاد، انتقل العصر البرونزي إلى العصر الحديدي. ولكن هذا لم يكن بسبب اعتبار الحديد معدنًا متفوقًا. فالبرونز، في الواقع، أكثر صلابة وأقل عرضة للتآكل. في الواقع، كان الحديد يتميز بسهولة الحصول عليه.

تضمنت تقنية الحديد المبكرة تسخين الفحم وخام الحديد، لإنتاج كتلة من الحديد الخام المصهور في قاع الفرن. ثم تُسحق الشوائب، حرفيًا. لطالما كانت هذه العملية شاقة وتتطلب ضغطًا كبيرًا للهواء للحفاظ على حرارة الفرن العالية. وللحصول على هذه الظروف، يُعتقد أن بعض عمليات الصهر كانت موسمية، للاستفادة من الظروف الموسمية المتكررة.

ولكن على الرغم من كل هذا، انتشرت قدرات صهر الحديد بسرعة، رغم أنه من الممكن أن تكون مواقع بعيدة مثل الهند ودول جنوب الصحراء الكبرى في أفريقيا قد طورت التكنولوجيا بشكل مستقل عن بعضها البعض.

 

لقد طور الكيميائيون القدماء تقنيات التنقية والتكرير، غالبًا على أمل الحصول على الذهب والحياة الأبدية.

لن نعرف أبدًا من كان أول كيميائي، ولكن لدينا اسمًا لأقدم كيميائي موثق: تابوتي. وفقًا للوحة تعود إلى حوالي عام 1200 قبل الميلاد، كان تابوتي اسم امرأة بابلية صنعت العطور من مكونات مثل المر والبلسم. كما كانت تُنقّي خلطاتها بتسخينها وجمع الأبخرة. لذا، يُمكننا اعتبار عام 1200 قبل الميلاد أول إشارة موثقة إلى عملية تنقية تتضمن التقطير والترشيح.

كما هو الحال مع صهر الحديد، عرفت ثقافات عديدة كيفية صناعة العطور. ولكن فيما يتعلق بمجالات وتقنيات أخرى، كانت الأسرار غزيرة في العالم القديم.

الرسالة الأساسية هنا هي: لقد طور الكيميائيون القدماء تقنيات التنقية والتكرير، في كثير من الأحيان على أمل الحصول على الذهب والحياة الأبدية.

حتى عام 550 قبل الميلاد، كان الناس، كالمصريين، يستخدمون الماء ببساطة لإزالة الأنقاض وجمع قطع الذهب. ثم جاء الملك كرويسوس ملك ليديا، وابتكر تقنية جديدة لتنقية الذهب. فباستخدام سبيكة من الذهب والفضة تُسمى الإلكتروم، نقّى الليديون الذهب الخالص.

لا يزال المؤرخون وعلماء الآثار يجمعون تفاصيل الطرق الدقيقة لصقلها. ولأن هذه العملية كانت على الأرجح سرًا ليديًا غير موثق، فلا يزال الكثير مجهولًا. لكن المؤكد هو أنهم استغلوا ما لديهم على أكمل وجه. فباستخدام الرصاص المنصهر والملح، صنعوا عملات معدنية. ربما تكون هذه العملية قد خففت من محتوى الذهب، ولكن بختم العملات بصور شخصيات وأبطال وحيوانات أسطورية، حددوا قيمةً حققت للملك كرويسوس ربحًا جيدًا ومستقرًا.

لننتقل سريعًا إلى بداية عهد أسرة هان، حوالي عام 210 قبل الميلاد. هنا نجد الاستخدام المبكر للزئبق، وهو معدن سائل غريب لم يتطلب أي تكرير. كان تشين شي هوانغ، "الإمبراطور الأول" الأسطوري للصين، أول من استخدم كميات كبيرة من الزئبق بشكل ملحوظ. ربما تكون على دراية بجيش الجنود الضخم تحت الأرض، المصنوع من الطين، الذي صنعه الإمبراطور لقبره. حسنًا، كان هذا القبر يتألف أيضًا من نسخة طبق الأصل مصغرة من قصوره، مكتملة بنهر مصغر من الزئبق الجاري.

من المفارقات أن تشين شي هوانغ ربما استخدم أدوية تحتوي على الزئبق في محاولةٍ مضللةٍ للخلود. نعلم الآن أن الزئبق سامٌّ بالفعل، خاصةً في المركبات التي تُمكّن الجسم من امتصاصه بسهولة أكبر. للأسف، لم يُعرف هذا الأمر إلا بعد زمنٍ طويل، وظلّ الزئبق مُكوّنًا طبيًا لفترةٍ من الزمن.

 

استغرق فهم بعض التقنيات القديمة مئات السنين، في حين أن البعض الآخر لا يزال لغزا.

لننتقل من بداية عهد أسرة هان إلى نهايته، وصولًا إلى حوالي عام ٢٠٠ ميلادي. هنا نرى ظهور الخزف الحقيقي.

قبل هذا التاريخ، كانت هناك أنواعٌ مُختلفة من الخزف المُبهر، ولكن لم يكن هناك ما يُضاهي جمال الخزف. يتطلب صنعه مزيجًا من رماد العظام، والزجاج المُطحون، والكوارتز، والمرمر أو الفلسبار، وطين الكاولين، الذي يعود أصله إلى قرية جنوب غرب الصين التي تحمل نفس الاسم. كما يتطلب الخزف كميةً مناسبةً من الماء ودرجات حرارة عالية جدًا.

الرسالة الأساسية هنا هي: إن بعض التقنيات القديمة استغرقت مئات السنين لفهمها، في حين أن البعض الآخر لا يزال لغزا.

ظلت النسب والقياسات الدقيقة سرًا خفيًا، حتى مع ازدياد إنتاج الخزف في القرون التي تلت ذلك. وبحلول القرن الرابع عشر، وصل الخزف أخيرًا إلى أوروبا، ولكن مع ذلك، لم يكن أحد خارج الصين يعرف كيفية إعادة إنتاج هذا الفن الخالص.

لكن لم يكن ذلك لقلة المحاولات. ففي عام ١٧٠٨، نجح الكيميائي المسجون في دريسدن، يوهان فريدريك بوتغر، مع الطبيب والفيزيائي والفيلسوف إيرينفريد فالتر فون تشيرنهاوس، في فكّ الشيفرة. وجاء الاكتشاف عندما تمكن الثنائي أخيرًا من الحصول على طين الكاولين والمرمر المستوردين. وقد منح هذا الإنجاز بوتغر حريته، بالإضافة إلى تعيينه رئيسًا لمصنع خزف جديد.

بحلول عام 800 ميلادي تقريبًا، شهدت الثقافتان الإسلامية والصينية تقدمًا علميًا هائلًا. وكان من رواد هذا المجال رجل يُعرف في الغرب باسم "جابر". اسمه الكامل أبو موسى جابر بن حيان، وعاش فيما يُعرف الآن بالعراق. مارس "جابر" الكيمياء، بالإضافة إلى علم الأعداد والتنجيم والطب.

كان حجر الفلاسفة هو الكأس المقدسة لابن حيان، وللعديد من الخيميائيين الذين ساروا على خطاه. كان يعتقد أن أي معدن يمكن تحليله وتحويله إلى معدن آخر، إذا توافر الإكسير المناسب لتحقيق ذلك. عُرف هذا الإكسير بحجر الفلاسفة، وسيستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن يتخلى العلماء الحقيقيون عن هذا المطاردة.

لكن الكثير مما نعرفه عن جابر يتشوش لأن أعماله جذبت أتباعًا كثيرين كتبوا مخطوطات باسمه. استخدمت في كثير من هذه الكتابات رموزًا ولغةً مشفرةً يكاد يكون من المستحيل فك رموزها. في الواقع، هذه اللغة الخيميائية الغريبة هي مصدر كلمة "هراء".

 

إن النوايا الطيبة والفاضلة قد تؤدي في بعض الأحيان إلى عواقب غير مقصودة.

بينما كان ابن حيان يحاول تحويل الحديد إلى ذهب، كان الخيميائيون في الصين يحاولون أيضًا تحويل المعادن. ومن المرجح أن هذه الجهود، وسعيهم المتواصل لإيجاد إكسيرات تُطيل العمر، قد أثمرت لهم شيئًا مختلفًا تمامًا: البارود.

الرسالة الأساسية هنا هي: إن النوايا الطيبة والفاضلة قد تؤدي في بعض الأحيان إلى عواقب غير مقصودة.

ظهرت أولى علامات البارود في نص طاوي، يعود تاريخه إلى حوالي عام 850 ميلاديًا. وبحلول عام 1044، كان لدى الجيش الصيني وصفات متعددة لهذا المنتج المتفجر.

يمكن القول تقريبًا إنها كانت مسألة وقت، لأن اثنين من المكونات الرئيسية، الكبريت والفحم، كانا موجودين بالتأكيد في معظم مختبرات الخيمياء. المكون المفقود هو المؤكسد: نترات البوتاسيوم. ربما أُضيف هذا باستخدام معدن النترات، المعروف أيضًا باسم ملح البارود، أو ربما وُجد في الكهوف، حول حواف فضلات الخفافيش. مهما كان الأمر، فبمجرد اكتشافه، كانت قدرته الانفجارية ستكون فورية.

أصبح لقب البارود في نهاية المطاف "الثلج الصيني"، وظل سرًا عسكريًا لفترة طويلة، حتى نشر توسع الإمبراطورية المغولية هذا السر إلى إمبراطوريات العالم الأخرى. وبحلول عام ١٣٢٦، غيّرت أولى المدافع الأوروبية الصنع قواعد الحرب إلى الأبد.

بالطبع، لم يُصبح البارود إكسيرًا لإطالة العمر، ولكن بحلول القرن السادس عشر، أُحرزت بعض التطورات في هذا الاتجاه. في عام ١٥٣٨، انطلق مجال علم السموم بفضل جهود الكيميائي والفيلسوف السويسري باراسيلسوس. بينما كان معظم الكيميائيين لا يزالون مهووسين بصناعة الذهب والفضة، قال باراسيلسوس إن نواياه كانت "أن يُركز فقط على ما قد يكمن في الأدوية من فضيلة وقوة".

من جانبه، كان باراسيلسوس من أوائل من أدركوا الآثار المحتملة للعوامل الخارجية على صحة الإنسان. وقد قادته دراسته لعمال المناجم إلى اقتراح أن الأبخرة السامة، وليس أرواح الجبال الشريرة، قد تكون سبب مشاكل الرئة لديهم.

في عام ١٥٤٠، مزج عالم النبات والطبيب الألماني فاليريوس كوردوس الكحول الإيثيلي مع حمض الكبريتيك لتحضير ثنائي إيثيل الإيثر. وفي العام نفسه، نشر باراسيلسوس أطروحة أشار فيها إلى تأثير أبخرة الأثير على الحيوانات، مسببةً فقدانها للوعي، والتي اعتقد أنها ستُستخدم للبشر مع مرور الوقت.

وكان على حق: ففي أربعينيات القرن التاسع عشر، أصبح الأثير أول مخدر جراحي، فضلاً عن كونه الأساس "لمرح الأثير" بين طلاب الجراحة.

 

في القرن السابع عشر، سبقت التطورات التي غيرت العالم التحول نحو العلوم الصارمة.

شهد عام ١٦٣١ إنجازًا هامًا آخر في تاريخ الكيمياء الطبية. ففي ذلك العام، عاد اليسوعيون إلى روما بعد رحلة إلى العالم الجديد، وأحضروا معهم دواءً جديدًا مذهلاً. كان مركبًا مشتقًا من لحاء أشجار الكينا في أمريكا الجنوبية. عُرف هذا الدواء فيما بعد باسم الكينين.

الرسالة الأساسية هنا هي: في القرن السابع عشر، سبقت التطورات التي غيرت العالم التحول نحو العلوم الصارمة.

كانت روما تعاني من حالات لا تُحصى من الملاريا سنويًا، لكن الناس لم يربطوا هذه الحالات بعدُ بمستنقعات المدينة الموبوءة بالبعوض. ربط معظم الناس السبب بـ"الأبخرة الفاسدة"، وهو المعنى الحقيقي لكلمة "ملاريا".

كان شعب الكيتشوا في بوليفيا وبيرو يستخدمون لحاء الشجر لعلاج أعراض مثل الارتعاش والقشعريرة، وهما من علامات الملاريا. وبينما يعمل الكينين كمرخٍ للعضلات، فقد ثبت لاحقًا فعاليته في مكافحة الملاريا. اتضح أن هذا الدواء يستهدف طفيليات الملاريا مباشرةً. لا يزال ما يفعله بالضبط لغزًا، لكن الكينين كان نقطة تحول.

بين عامي ١٦٢٠ و١٦٣٠، أدركت إسبانيا فوائد الكينين من خلال المبشرين اليسوعيين. وهكذا، أصبح بإمكان القوى الاستعمارية الأوروبية أن تغامر بالدفاع عن نفسها ضد العناصر الفتاكة في عالم مجهول.

لكن من الناحية الإيجابية، أصبح الكينين مركبًا خضع لدراسة مستفيضة. على مدى قرون، ساهم من حاولوا تصنيعه في تطوير مجال الكيمياء العضوية. بعد أن قام الكيميائي الألماني بول رابي بتصنيعه جزئيًا عام ١٩١٨، أصبح الكيميائيان الأمريكيان ويليام فون إيغرز دورينغ وروبرت بيرنز وودوارد أول من حقق تصنيعًا كليًا عام ١٩٤٤.

في الواقع، بدءًا من القرن السابع عشر، شهد علم الكيمياء تطوراتٍ عظيمة. وفي النهاية، تراجعت أهمية الخيمياء أمام مجالٍ نامٍ من العلوم الصعبة.

في عام ١٦٦١، نشر روبرت بويل كتابه "الكيميائي المتشكك"، الذي أرسى أسس الكيمياء الحديثة. فبدلاً من النظر إلى الأمور من منظور كلاسيكي، والذي تضمن المفهوم اليوناني للعناصر الأربعة - الهواء، والتراب، والنار، والماء - طوّر بويل نظرية الذرات كمكون أساسي لجميع العناصر. كما اقترح أن الحركة والتفاعلات على المستوى الذري يمكن أن تفسر العالم من حولنا.

صدقت العديد من تنبؤاته. ولحسن حظ بويل، كان عصر التنوير قد بدأ للتو، وكان عصر جديد من العلم والعقل على وشك تبني أفكاره.

 

وفي القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، استمر التطور في التركيب الكيميائي.

إذا سبق لك أن رسمتَ لوحةً على قماش، فمن المرجح أنك سمعتَ عن اللون الأزرق البروسي. ولكن قد تُفاجأ عندما تكتشف مدى روعة تاريخه، والدور الذي لا يُنسى الذي لعبه في تاريخ الكيمياء.

الرسالة الأساسية هنا هي: في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، استمر التطور في التركيب الكيميائي.

قبل عام ١٧٠٠، كان اللون الأزرق نادرًا في اللوحات الأوروبية، وذلك لارتفاع سعره. وكان المصدر الوحيد الموثوق للطلاء الزيتي الأزرق هو أحجار اللازورد المستخرجة من أفغانستان. في وقتٍ ما، كان هناك "أزرق مصري"، لكن وصفة هذا اللون فُقدت في مكانٍ ما مع انهيار الإمبراطورية الرومانية. لذا، إذا زُيّنت شخصية في لوحة باللون الأزرق، فكن على يقين من أنها من أرقى الشخصيات.

ثم في عام ١٧٠٦، اكتشف صانع الأصباغ الألماني يوهان جاكوب ديسباخ اكتشافًا مذهلًا. كان يحاول إنتاج صبغة حمراء جديدة باستخدام القرمزية، وهي مادة تُستخرج من الخنافس المسحوقة. ولكن نظرًا لتلوث المواد الكيميائية التي استخدمها، انتهى به الأمر إلى استخدام اللون الأزرق بدلًا من الأحمر. وسرعان ما بدأت تُباع دهانات زيتية تحمل اسمي الأزرق البروسي والأزرق البرليني.

لكن هذه ليست نهاية القصة. فبينما سُرّبت الوصفة الأساسية للأزرق البروسي إلى الجمعية الملكية بلندن عام ١٧٢٤، كان تحليل التركيب الكيميائي للمادة أكثر صعوبة. في الواقع، لم يُفهم التركيب الكيميائي الكامل للأزرق البروسي إلا بعد أكثر من ٢٥٠ عامًا، في سبعينيات القرن العشرين.

كما هو الحال مع الكينين، كان هذا التحدي بمثابة نعمة للكيمياء العضوية. وخلال هذه العملية، أسفر عن سيانيد الهيدروجين - المسمى "حمض البروسيك" نسبةً إلى الأزرق البروسي - بالإضافة إلى دواء لعلاج التسمم المعدني.

ولكن لم يمض وقت طويل قبل أن يصبح التخليق الكيميائي محور قضية خلافية بين الكيميائيين والعلماء بشكل عام.

في عام ١٨٢٨، نجح الكيميائي الألماني فريدريش فوهلر في تصنيع اليوريا، وهي جزيئة حيوية بسيطة نسبيًا موجودة في البول. ما المثير للجدل في هذا؟ حسنًا، صنع فوهلر مادةً لم تكن تُصنع سابقًا إلا بواسطة الكائنات الحية، وقد فعل ذلك باستخدام مواد غير عضوية تمامًا مثل سيانات الزئبق.

أثار هذا جدلاً حول موضوع الحيوية، وهو جدل قد لا ينتهي أبدًا. يؤمن أتباع الحيوية بوجود شيء فريد ومميز في الكائنات الحية - جوهر أو روح تفتقر إليها الكائنات غير الحية. ولكن هنا جاء تركيب اليوريا الذي ابتكره وولر، متحديًا هذه الفكرة تحديدًا.

 

في كثير من الحالات، تطلبت الأحداث البارزة اكتشافات متعددة.

هل يخطر ببالك اسم كريستيان فريدريش شونباين؟ إن لم تكن ملمًا بتاريخ الكيمياء، فغالبًا ما تكون غير مطلع على هذا الكيميائي الألماني. ومع ذلك، فقد لعب دورًا في بعض الاكتشافات المهمة، والتي لا تزال بالغة الأهمية.

الرسالة الرئيسية هنا هي: في كثير من الحالات، تطلبت الأحداث البارزة اكتشافات متعددة.

في أحد أيام عام ١٨٣٢، كان شونباين يُنظّف بقعةً في المختبر، فاستخدم مئزره القطني لمسح ما كان حمض النيتريك والكبريتيك. لم يُصَب بأذى، أليس كذلك؟ لكن بعد ذلك، وضع شونباين المئزر بجانب المدفأة ليجف. لم يمضِ وقت طويل قبل أن يُشعل وميضٌ متفجرٌ مئزره.

رغم أنه ربما فقد مئزره، إلا أن شونباين اكتشف النيتروسليلوز، وهو المادة التي تُنتَج عند معالجة القطن بحمض النيتريك. وسرعان ما عُرف هذا باسم قطن البارود. وبطبيعة الحال، اهتم الناس فورًا ببديل محتمل للبارود، لكن قطن البارود أثبت أنه غير متوقع وخطير.

لكن لاحقًا، في عام ١٨٤٧، قرر الكيميائي الإيطالي أسكانيو سوبريرو أن يرى ما سيحدث عندما نَتَرَت الجلسرين، وهو كربوهيدرات شرابية، بدلًا من القطن. ما أنتجه كان، بالطبع، النيتروجلسرين، وكان شديد الانفجار لدرجة أن سوبريرو حاول إخفاء النتائج لبعض الوقت.

ومع ذلك، سمع ألفريد نوبل، الكيميائي المقرب من سوبريرو، عن النيتروجلسرين، فأصرّ على تثبيته. وتبيّن أن كل ما كان مطلوبًا هو امتصاص النيتروجلسرين في مادة أخرى. وكانت النتيجة ديناميت.

لنلقِ نظرة الآن على مساهمة أخرى من إسهامات شونباين العلمية. ففي عام ١٨٤٠، اكتشف الأوزون.

أثناء إجراء تجارب معملية تضمنت تمرير تيار كهربائي عبر الماء، لاحظ شونباين رائحة غريبة. اعتبرها علامة على مادة جديدة، وأطلق عليها اسم الأوزون، نسبةً إلى الكلمة اليونانية "أوزين" (ozein)، التي تعني "الرائحة".

ربما تكون قد شممتَ ما فعله شونباين قبل سنوات مضت إذا كنتَ قريبًا من عاصفة رعدية ولاحظتَ رائحة "هواء نقي". البرق، مثل التيار الكهربائي الذي كان شونباين يُجري عليه تجاربه، يُنتج الأوزون أيضًا. لكن الأوزون غاز، وهو في الواقع سام. ومع ذلك، فإن وجوده في الغلاف الجوي العلوي مهم ومفيد. يمتص الأوزون ويحمي الحياة على الكوكب من مخاطر الأشعة فوق البنفسجية.

 

التاريخ مليء بالمواد المزعجة.

بعض المواد دائمًا ما تكون خطرة. أحيانًا، توجد طرق لاستبدال هذه المواد بمواد أفضل، ولكن في أحيان أخرى، تفوق فوائدها مخاطرها.

الرسالة الأساسية هنا هي: التاريخ مليء بالمواد المزعجة.

في حالة المرايا، لم تكن هذه المادة الخطرة تُؤدي وظيفتها بكفاءة. صُنعت المرايا القديمة من خلال عملية تتضمن وضع طبقات من الزجاج برقائق قصدير مُعرَّضة للزئبق السائل. لذا، لم تكن هذه المرايا أكالة وسامة فحسب، بل لم تُوفِّر صورة عاكسة بكفاءة أيضًا.

لحسن الحظ، في عام ١٨٥٦، ابتكر الكيميائي الألماني يوستوس فون ليبيغ المرآة الجديدة والمحسّنة. خلط ليبيغ مركبًا من الفضة والأمين مع محلول سكر، ثم وضع هذا الخليط على سطح زجاجي. بعد ذلك، تتأكسد جزيئات السكر بفعل الفضة، مما يؤدي إلى تحول السكر إلى حمض قابل للذوبان، مما يسمح بدوره باختزال الخليط إلى طبقة عاكسة للغاية من الفضة العنصرية.

مع ذلك، هناك خطر واحد. إذا لم يُستخدم محلول الفضة/الأمين فورًا، فقد يخضع لتفاعلات أخرى تُحوّله إلى نتريد الفضة. هذه المادة غير مستقرة لدرجة أنها قد تنفجر دون أي سبب يُذكر!

ثم هناك الديازوميثان. وهو مركب كيميائي له قائمة طويلة من محفزات الانفجار، بما في ذلك ضوء الشمس والحرارة والحواف الحادة. ونتيجة لذلك، يتطلب عناية فائقة واستخدام أدوات زجاجية مصقولة بعناية. وهل ذكرنا أيضًا أنه شديد السمية؟

لكن الحقيقة هي أن الديازوميثان قادر على إحداث العجائب. إنه أحد الكواشف الكيميائية الرائعة. هذا يعني أنه بإضافة الديازوميثان، يمكن للكيميائيين إجراء مجموعة واسعة من التفاعلات بسهولة بالغة. صحيح أنه متقلب المزاج وسام، لكنه أيضًا من أكثر الأدوات فائدة في حقيبة أدوات الكيميائي.

لكن إذا كنا نتحدث عن مواد سامة، فعلينا أن نذكر مادةً تُشبه السمّ إلى حد كبير: السيانيد. إذا كنت ترتدي خاتمًا أو قلادة أو ساعة ذهبية، فمن المرجح أن السيانيد استُخدم لاستخراج هذا الذهب وتنقيته.

في عام ١٨٨٧، اخترع كيميائي اسكتلندي وطبيبان من غلاسكو عملية ماك آرثر-فورست، التي تتضمن استخدام محلول السيانيد لإذابة الذهب من قطع الخام. وقد حظرت بعض الأماكن هذه العملية نظرًا لخطورتها الكامنة في استخدام كميات كبيرة من الماء المضاف إليه السيانيد. ولكن نظرًا لرخص هذه العملية، وارتفاع الطلب على الذهب، لا تزال تُستخدم حتى اليوم.

 

لقد جاءت بعض الاكتشافات بتكلفة باهظة.

ومن بين أكبر التطورات التي شهدناها في أوائل القرن العشرين هو فهمنا للمواد المشعة.

ظهرت أولى الدلائل عام ١٨٩٦ عندما اكتشف الفيزيائي الفرنسي أنطوان هنري بيكريل أن أملاح اليورانيوم قد تُعرّض ألواح التصوير الفوتوغرافي للضوء. كان بيكريل يعلم أن مركبات اليورانيوم تُصدر نوعًا من الإشعاع.

الرسالة الأساسية هنا هي: إن بعض الاكتشافات جاءت بتكلفة باهظة.

أثارت نتائج بيكريل اهتمام ماري وبيير كوري، اللذين كانا يديران مختبرًا متخصصًا في أبحاث البلورات والمغناطيسية. بدأت ماري بحثًا دقيقًا عن مواد أخرى تُصدر إشعاعات مماثلة، مما قادها إلى عنصر الثوريوم ومعدن البتشبلند. ومن خلال البتشبلند، عزلت مادتين مشعتين جديدتين: البولونيوم، الذي سُمي تيمنًا ببولندا، موطن ماري، والراديوم.

استغرق هذا العمل سنوات من الجهد والكثير من الصبغة. ولم يُتوّج عملهما إلا عام ١٩٠٢ بأطروحة لماري حازت على جائزتي نوبل. لكن ما لم يدركه آل كوري هو أنهم كانوا يتعرضون للتسمم الإشعاعي يوميًا. في الواقع، لا تزال كتب الزوجين المختبرية مشعة بشكل خطير حتى يومنا هذا. فهي محفوظة في صناديق مبطنة بالرصاص وتتطلب ملابس واقية للتعامل معها.

مع ذلك، سيستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن يُدرك الخطر حقًا. في عام ١٩١٣، اكتشف فيزيائيان بريطانيان، إرنست رذرفورد وفريدريك سودي، جزءًا من اللغز. وجدا أن الراديوم هو في الواقع نتيجة تحلل ذرات اليورانيوم. هذا يعني أن العنصر الواحد يمكن أن يكون له أشكال متعددة، أطلق عليها سودي اسم "النظائر"، مشتقة من الكلمتين اليونانيتين iso وtopos، ومعناها "مساوٍ" و"مكان".

 

لكن بدلًا من أن تبدو العناصر المشعة خطرًا، أظهرت في البداية بوادر فوائد علاجية، لا سيما في وقف انتشار الخلايا السرطانية وأمراض الجلد. وعندما لفت هذا انتباه الجمهور، سارع بعض رواد الأعمال إلى بيع معاجين أسنان وكريمات بشرة مشعة. ومن بين هذه المنتجات مُنشِّط يُدعى "راديثور"، يُزعم أن كل زجاجة منه تحتوي على جرعة من الراديوم.

للأسف، كان هذا الادعاء صحيحًا. كان إيبن بايرز، مالك شركة بيتسبرغ للصلب، أحد ضحايا راديثور، الذي ادعى أنه كان يشرب ما يصل إلى ثلاث زجاجات من راديثور يوميًا، وكان متحدثًا باسم هذا المنشط. في عام ١٩٣٢، توفي بسبب سرطان العظام، ودُفن في نعش مبطن بالرصاص. أما الجانب المشرق من القصة، فقد أدى موته إلى حملة فيدرالية صارمة على منتجات مثل راديثور، وقوانين جديدة تشترط إجراء اختبارات والحصول على موافقة قبل طرح هذه المنتجات في السوق.

 

لقد استغرق الأمر عقودًا من الزمن قبل أن يتم الكشف عن تأثيرات البنزين المحتوي على الرصاص.

كما تُظهر قصة راديثور، أحيانًا تؤدي الأرباح والكيمياء إلى كارثة. ويُعتبر رباعي إيثيل الرصاص فصلًا آخر غير مُرضٍ في تاريخ الكيمياء.

طُوِّر رباعي إيثيل الرصاص عام ١٩٢١ على يد تشارلز كيترينج، رئيس شركة جنرال موتورز، والكيميائي توماس ميدجلي الابن، وأُضيف إلى بنزين السيارات لضمان احتراق الوقود بشكل أكثر توازناً. ورغم أنه كان يُؤدي هذا الغرض، إلا أنه تسبب أيضاً في انبعاث كميات ضارة من الرصاص عبر أبخرة العادم.

الرسالة الرئيسية هنا هي: لقد استغرق الأمر عقودًا من الزمن قبل أن يتم الكشف عن تأثيرات البنزين المحتوي على الرصاص.

على الرغم من وقوع العديد من الوفيات أثناء تصنيع بنزين الإيثيل، كما كان يُطلق عليه في السوق، أقسم ميدجلي في مؤتمر صحفي أن رباعي إيثيل الرصاص آمن. حتى أنه احتفظ ببعضه تحت أنفه لتأثيره المثير. دون علم أحد في ذلك الوقت، كان ميدجلي يحاول بالفعل التعافي من التسمم بالرصاص.

لم تتضح الصورة الكاملة لتلوث الرصاص إلا عام ١٩٦٥، بعد نشر عمل الكيميائي الجيولوجي الأمريكي كلير كاميرون باترسون. لم يكن باترسون يهدف إلى الكشف عن تلوث الرصاص، بل كان يدرس تحلل اليورانيوم ونظائر الرصاص كوسيلة لوضع تقنيات التأريخ. في عام ١٩٥٦، قدّر عمر الأرض بحوالي أربعة مليارات ونصف المليار سنة، وهو حساب صمد أمام التدقيق العلمي.

لذا، أخذ باترسون عينات من جميع أنحاء العالم وحلل مستويات الرصاص. ونشر نتائجه في كتاب بعنوان "البيئات الملوثة والطبيعية للرصاص في حياة الإنسان". وكشف الكتاب أن إدخال غاز رباعي الإيثيل في السيارات والطائرات حول العالم سرعان ما أصبح المساهم الأول في تلوث الرصاص على كوكب الأرض. ولم يقتصر تأثيره على الغلاف الجوي فحسب، بل كان الرصاص يُسمّم الماء والسلسلة الغذائية أيضًا.

كانت الزيادة الهائلة في نسبة الرصاص في الدم أكبر مما يمكن لبعض العلماء تصديقه، ولكن بعد التحقق من بيانات باترسون، بدأت العديد من البلدان في حظر استخدام الرصاص في البنزين، والدهانات، وأنابيب المياه، وغيرها من المنتجات.

لكن هذه ليست نهاية قصة الكيميائي توماس ميدجلي الابن. ففي عام ١٩٧٤، بعد عام واحد فقط من بدء وكالة حماية البيئة بالتخلص التدريجي من غاز الإيثيل، علمنا باختراع آخر ضار بالكوكب مرتبط بميدجلي وتشارلز كيترينج: الفريون. سنتناول هذه القصة في الفصل التالي.

 

لقد شهد القرن العشرون بعض التطورات الكيميائية الكارثية.

في قديم الزمان، كان امتلاك ثلاجة أمرًا محفوفًا بالمخاطر. في عشرينيات القرن الماضي، كانت الثلاجات تعمل بتمدد الغازات وضغطها. بالنسبة لبعض الوحدات، كان هذا الغاز هو البروبان، وبالنسبة للبعض الآخر، كان الأمونيا أو ثاني أكسيد الكبريت. جميع هذه الغازات تنطوي على نوع من المخاطر، سواء كانت سامة للتنفس أو شديدة الاشتعال. ولأن العديد من هذه الغازات كانت تآكلية بطبيعتها، كان تسرب الثلاجة أمرًا شائعًا للغاية.

الرسالة الأساسية هنا هي: لقد شهد القرن العشرون بعض التطورات الكيميائية الكارثية.

طُوِّر الفريون، الاسم التجاري لثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان، عام ١٩٣٠ لحل هذه المشكلة. كان الفريون غير قابل للاشتعال وغير مُسبب للتآكل. وسرعان ما استُخدم في عدد من المنتجات الأخرى، مثل مثبتات الشعر وأجهزة استنشاق الربو.

لكن بعد أكثر من 40 عامًا، اكتُشف أن مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs)، مثل الفريون، تزيد من مستويات جذور الكلور الحرة في الغلاف الجوي. وتبين أن مركبات الكلوروفلوروكربون تتفاعل أيضًا مع الأشعة فوق البنفسجية، وهذا التفاعل يؤدي إلى دورة ضارة.

يُسبب ضوء الأشعة فوق البنفسجية تحلل مركبات الكلوروفلوروكربون وإطلاق جذور الكلور الحرة، مما يُؤدي بدوره إلى تحلل الأوزون، والذي بدوره يُطلق المزيد من الجذور الحرة. لذلك، تُسبب كمية صغيرة من مركبات الكلوروفلوروكربون مشاكل كبيرة. في الواقع، يُمكن لجذر كلور واحد أن يُدمر عشرات الآلاف من جزيئات الأوزون.

تجلى هذا في عام ١٩٧٤ عندما نشر الكيميائي الأمريكي فرانك شيروود رولاند والكيميائي المكسيكي ماريو خوسيه مولينا دراستهما حول مركبات الكلوروفلوروكربون والأوزون. وبالفعل، كانت طبقة الأوزون التي تحمي الكوكب تتعرض لاستنزاف خطير، وسرعان ما صدرت قوانين لحظر استخدام مركبات الكلوروفلوروكربون، مثل الفريون.

بحلول أواخر القرن العشرين، أصبح من الواضح بشكل متزايد أن بعض المواد الكيميائية لها عواقب وخيمة إذا لم تُعامل بأقصى درجات الحذر. وقد أوضحت حادثة وقعت في ثمانينيات القرن العشرين هذا الأمر بوضوح مؤلم.

في عام ١٩٨٤، وقعت أسوأ كارثة كيميائية في ذلك الوقت في بوبال، الهند. وقعت الحادثة في مصنع تابع لشركة يونيون كاربايد، كان يُصنّع مركبًا يُستخدم في المبيدات الحشرية، يُعرف باسم MIC، أو ميثيل إيزوسيانات. يمكن لهذه المادة الكيميائية أن تُسبب تهيجًا للعين إذا كانت نسبتها في الهواء جزأين فقط في المليون. وإذا تجاوزت هذه النسبة عشرين جزءًا في المليون، فقد تُلحق الضرر بالرئتين.

في ليلة الثاني من ديسمبر/كانون الأول عام ١٩٨٤، تسرب ثلاثون طنًا متريًا من أيزوسيانورات الميثيل من المحطة، وغطى مساحة ٢٥ ميلًا مربعًا من المنطقة المحيطة. لا يزال سبب التسرب محل جدل، لكن العديد من سكان بوبال، البالغ عددهم نصف مليون نسمة، عانوا من إصابات مزمنة في العين والرئة.

 

لقد أدت تقنيات البحث الحديثة إلى تطوير أدوية منقذة للحياة.

كان هناك قدماء مصريون ذوو تجارب، وكيميائيون طموحون في الصين، وكيميائيون أوروبيون مجتهدون خلال عصر التنوير. على مر التاريخ، بقي أمر واحد ثابتًا: لدينا رغبة ملحة في استخلاص أدوية علاجية وإطالة العمر من التنوع الهائل للجزيئات على كوكب الأرض.

الرسالة الأساسية هنا هي: لقد أدت تقنيات البحث الحديثة إلى تطوير أدوية منقذة للحياة.

في عام ١٩٨٨، مُنحت جائزة نوبل لثلاثة علماء يُجسّدون جهودنا الحديثة في البحث الدؤوب عن أدوية جديدة. اثنان من هؤلاء العلماء هما الزميلان الأمريكيان جيرترود بيل إليون وجورج هربرت هيتشينغز. ساعدت تقنياتهم البحثية المبتكرة في تطوير أدوية فعّالة لمكافحة الملاريا والسرطان والالتهابات البكتيرية وفيروس نقص المناعة البشرية/الإيدز.

كان إيليون وهيتشينغز رائدين في مجال تصنيع مشتقات البيورين. وهي فئة من المركبات التي تساعد في تكوين جزيئات حيوية مثل الحمض النووي. يمنح وجود إطار البيورين الباحثين خطوة أولى ممتازة في صنع أدوية جديدة، ومن يدري أين كنا سنكون الآن لولا عملهم.

كان ثالث الحائزين على جائزة نوبل لعام ١٩٨٨ هو الطبيب والصيدلاني الاسكتلندي السير جيمس وايت بلاك. وهو المسؤول عن اثنين من أكثر الأدوية مبيعًا في العالم، أو على الأقل عن المركبات المستخدمة فيهما: السيميتيدين، الذي يعالج القرحة، والبروبرانولول، الذي يعالج أمراض القلب.

وفي عام 2010، حدثت خطوة مهمة أخرى إلى الأمام في تطوير الأدوية، عندما نجحت القوات المشتركة لشركة الأدوية ميرك وشركة الهندسة الحيوية كوديكسيس في تحقيق الهدف الطويل الأمد المتمثل في هندسة الإنزيمات.

تذكر ذلك الكاشف المتطاير، دايازوميثان، المفيد. إن اختيار الإنزيم المناسب أثناء عملية التركيب يُحدث فرقًا كبيرًا. فهو يُمكّن من سير التفاعلات بسلاسة ونظافة وسرعة، وهو ما يصبو إليه كل كيميائي.

كان الهدف الرئيسي لشركة ميرك هو تحسين تركيب أحد أدويتها لعلاج السكري، وهو سيتاجليبتين. لذا استعانوا بشركة كودكسيس، وسرعان ما أجروا سلسلة من التعديلات على النماذج الحاسوبية، باحثين عن الإنزيم المناسب. بعد إجراء أكثر من 36,000 تعديل، وجدوا أخيرًا ضالتهم: إنزيم مُهندَس وراثيًا، مع تعديل 27 من أحماضه الأمينية.

كان هذا إنجازًا هائلًا في مجال ابتكار الأدوية الاصطناعية، وقد يُحدث تغييرًا جذريًا ليس فقط في الكيمياء الطبية، بل في مجال الكيمياء ككل. وبينما لا تزال هندسة الإنزيمات بطيئة ومكلفة في الوقت الحالي، فمن المرجح أن تصبح مسألة وقت فقط قبل أن تُصبح أكثر فعالية وانتشارًا بفضل التقنيات المُحسّنة وقدرات المعالجة المُحسّنة.

وفي الفصل الأخير، سنلقي نظرة على عدد من التطورات الأخرى في الأفق والتي قد يكون لها عواقب تغير قواعد اللعبة.

وقد تشمل المعالم المستقبلية ابتكارات تهدف إلى تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

إذن، ما الذي يحمله مستقبل الكيمياء؟ ما هي الأحداث البارزة التي نتطلع إليها في السنوات القادمة؟

الرسالة الرئيسية هنا هي: إن المعالم المستقبلية قد تتضمن ابتكارات لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

يسعى العديد من المهتمين الآن إلى إيجاد مصدر طاقة نظيف. تُسهم العديد من أنواع الوقود الحالية في ظاهرة الاحتباس الحراري، وهي ظاهرة اكتشفها الكيميائي السويدي سفانتي أوغست أرينيوس لأول مرة عام ١٨٩٦. في جوهرها، يمنع تراكم ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء في الغلاف الجوي الحرارة من التسرب، مما يُلحق الضرر بمناخنا.

ثم يأتي دور الهيدروجين. في حين أن العديد من مصادر الطاقة المتاحة اليوم تُنتج انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، فإن حرق الهيدروجين لا يُطلق سوى بخار الماء، مما يجعله وقودًا مرغوبًا ومتجددًا. في الواقع، يتطلع الناس إلى الهيدروجين كوقود المستقبل منذ سبعينيات القرن الماضي على الأقل. ومع ذلك، هناك بعض التعقيدات.

لذا، فإن الهيدروجين ليس مصدرًا للطاقة تمامًا. يمكن تحويل الكهرباء إلى هيدروجين من خلال عملية تتضمن الماء. لكن المشكلة الحقيقية التي يجب التغلب عليها هي التخزين. جزيئات الهيدروجين صغيرة جدًا لدرجة أنها يمكن أن تُمتص حتى في الهياكل المعدنية، مما يجعل تخزينه وقودًا صعبًا. ومع ذلك، يعتقد المؤلف أنه يمكن تجاوز هذه العقبة بحلول عام ٢٠٢٥ تقريبًا.

وعلى نفس المنوال، يجري تطوير عملية التمثيل الضوئي الاصطناعي، والتي قد تصل إلى حدود عام 2030.

كُشفت معلوماتٌ جوهريةٌ عن عملية البناء الضوئي عام ١٩٤٧ عندما اكتشف عالم الأحياء صموئيل جودنو وايلدمان إنزيم روبيسكو. وتبين لاحقًا أن هذا الإنزيم النباتي جزءٌ من دورة كالفن، وهي جزءٌ أساسيٌّ من عملية البناء الضوئي التي تتضمن تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى جلوكوز.

إن القول بأن عملية البناء الضوئي بالغة الأهمية هو أقل ما يمكن قوله. فهي تُنتج الأكسجين الذي يُبقينا على قيد الحياة، وتُنظم ثاني أكسيد الكربون، مما يجعل الأرض صالحة للسكن. ثم هناك حقيقة أنه بدون النباتات، ستنهار سلسلتنا الغذائية تمامًا.

لكن هناك أمرٌ غريبٌ في إنزيم روبيسكو: إنه بطيءٌ جدًا. فهو لا يُجري سوى ثلاثة تغيراتٍ جزيئيةٍ في الثانية، ولا أحد يعلم السبب تحديدًا. لذا، السؤال هو: كيف يُمكننا تحسين هذه العملية؟ ففي النهاية، قد تُنقذ هذه الفوائد العالم، إذ يُمكن لإنزيمٍ أسرع أن يلتقط ويزيل المزيد من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

هناك فوائد محتملة أخرى للتمثيل الضوئي الاصطناعي، بما في ذلك إمكانية استخراج الهيدروجين من الماء دون استخدام الكهرباء. كل هذا قد يُخفف بشكل كبير أحد الأسباب الرئيسية لأزمة المناخ المتفاقمة. سيُظهر الزمن ما إذا كان الكيميائيون اليوم قادرين على تحسين الطبيعة لإنقاذ الوضع.