Az évszázad felfedezésének indult, az évszázad tudományos égése lett a szovjet csodavíz

2018.11.19. 05:39

1961-ben egy szovjet kémikus, Nyikolaj Fegyakin fura mellékterméket fedezett fel egy kísérletéhez használt laboredényben. A vegyész szupervékony üvegcsövekben a hőmérséklet és a nyomás változtatásával párologtatott el, majd hagyott kicsapódni vizet. Néhány óra múlva azt vette észre, hogy az üvegcsékben sűrű, mézszerű anyag vált ki a vízből, apró gömböket formázva. Megismételte a kísérletet az üveg helyett kvarc kémcsöveket használva, gondosan megtisztítva és sterilizálva az eszközöket – az eredmény ugyanaz volt.

Az anyagnak vízből kellett lennie, de mégsem úgy viselkedett, mint a víz: 40 százalékkal sűrűbb és 15-ször viszkózusabb volt, a fagyáspontja mínusz 40 fok körül, a forráspontja 150 felett. Amikor megfagyott, nem tágult ki, ahogy a víznek kellene, éppen ellenkezőleg, még sűrűbbé vált.

Úgy tűnt, sikerült felfedezni a víz addig ismeretlen formáját.

Fegyakin 1962-ben publikálta kutatási eredményeit egy orosz nyelvű tudományos lapban, és rögtön felfigyelt rá a kor egyik legjelentősebb szovjet kémikusa, Borisz Gyerjagin. Gyerjagin magához vette a moszkvai laboratóriumába Fegyakint, és közösen folytatták a kísérleteket, a következő pár évben tíz tanulmányt publikáltak, Gyerjagin neve alatt és a tudományos tekintélyével megtámogatva. Az új anyagot polivíznek nevezték el, ugyanis úgy gondolták, hogy az újszerű tulajdonságait annak köszönheti, hogy a polimer műanyagokhoz hasonló, hosszú, láncszerű molekulákba sikerül összeállítaniuk a jó öreg H2O-t.

Egy vékony kémcső két végén látható polivíz
Egy vékony kémcső két végén látható polivíz
Fotó: Courtesy of the National Bureau of Standards

A nyugati világnak 1966-ban mutatkozott be a polivíz, amikor Gyerjagin egy londoni tudományos konferencián a világ elé tárta a felfedezést. Az amerikaiak először nem hitték el, viccnek tartották, aztán reprodukálták, és bepánikoltak: a szovjetek megint lekörözték őket egy hatalmas tudományos felfedezéssel. (Ekkor öt évvel voltunk Gagarin űrrepülése, és néggyel Kennedy elnök Apollo-programot meghirdető híres beszéde után, de még hárommal a Holdra szállás előtt.)

A polivizet az évszázad tudományos felfedezéseként ünnepelte a sajtó, amiben persze nem kis szerepe volt Kurt Vonnegut pár évvel azelőtt, 1963-ban megjelent nagy sikerű regényének, a Macskabölcsőnek. A regény felütése az, hogy felfedezik a víz egy új, különleges kristályszerkezetű formáját, ami szobahőmérsékleten szilárd, és ha sima vízzel érintkezik, átadja neki a szerkezetét, vagyis „megfagyasztja” – és a sztori végén annak rendje és módja szerint bele is kerül az óceánba, kiirtva a földi élet nagy részét. El lehet képzelni, hogy a hidegháborús paranoia kellős közepén milyen extrém borzongató lehetett a hír, hogy a valóságban is sikerült valami hasonló, új szupervízre bukkanni – ráadásul az oroszoknak!

A polivíz feltételezett molekuláris struktúrája
A polivíz feltételezett molekuláris struktúrája
Fotó: Courtesy of the National Bureau of Standards

A polivízből aránylag kis mennyiséget sikerült csak előállítani, de ötlet volt bőven a felhasználására: fagyálló, kenőanyag, korrózióvédő adalék, atomreaktorokban hűtőfolyadék – és persze lázasan folyt a kísérletezés és gondolkodás azon is, hogyan lehetne fegyvert csinálni belőle. Spektroszkóppal is megvizsgálták, és kiderült, hogy a színképe nem hasonlít semmilyen más anyagéra. A polivíz körül egyre nagyobb lett a hisztéria, a Science magazinban vezető tudósok figyelmeztettek arra, hogy ez a világ legveszélyesebb anyaga lehet, ami képes az óceánokat tönkretenni, és a Földet a Vénuszhoz hasonló sivataggá változtatni. Eközben a Popular Science arról közölt útmutatót, hogy hogyan tud bárki otthon, drága laborfelszerelés nélkül polivizet előállítani (persze csak mikroszkopikus cseppekben mérhető mennyiséget).

A NOBEL-DÍJ MÁR OTT LÓGOTT A LEVEGŐBEN.

Persze voltak szkeptikus hangok is a tudományos közvéleményben, akik nem igazán hittek a polivízben – és valóban, akadtak gyanús dolgok a szupervíz körül bőven. Leginkább az, hogy hiába indították a kísérletet ugyanannyi vízzel, minden laborban más-más mennyiségű és enyhén eltérő tulajdonságú polivíz lett az eredmény. Márpedig az nem lehet, hogy egy anyagnak hol 150, hol 200 fok a forráspontja. De akadt olyan is, hogy a kísérlet végén egyáltalán nem jelentek meg a polivíz cseppjei.

A lufit végül egy brazil fizikaprofesszor, Sergio Porto, és doktorandusz hallgatója, Denis Rousseau szúrta ki 1970-ben. Miután a Dél-kaliforniai Egyetem laborjában sikerült polivizet előállítaniuk, de nem tudták reprodukálni a pontos spektroszkópos színképet, vették a fáradságot, és előkeresték Gyerjaginék eredeti, orosz nyelvű tanulmányát, amiben találtak egy elejtett félmondat arról, hogy a polivízben nátriumszennyeződés léphet fel. Letesztelték a saját polivizüket, és találtak is benne nátriumot. És kalciumot, klórt, sót, káliumot. De hogy a fenébe kerültek ezek az anyagok a polivízbe? Rousseau-nak volt egy ötlete: szabadidejében kézilabdázott, és egy edzés utáni pólójából kicsavart egy tesztelhető mintára való izzadságot. Láss csodát: az emberi verejték ugyanazokat a tulajdonságokat mutatta, ugyanúgy nézett ki a színképe, mint a csodavíznek.

Polivízet vizsgálnak az amerikai szabványügyi hivatal laborjában
Polivízet vizsgálnak az amerikai szabványügyi hivatal laborjában
Fotó: Courtesy of the National Bureau of Standards

Hamarosan sikerült leszűkíteni a hatásért felelős szennyezőanyagok körét, és kiderült, hogy a polivíz meglepő tulajdonságait a nátrium-laktát nevű vegyület adja. Ez a tejsav nátriumsója, előfordul a verítékben, de egyébként közkedvelt anyag: E325 néven savanyúságot szabályozó adalékanyagként használja az élelmiszeripar, illetve folyékony szappanokban és samponokban is előfordul, ahol az optimális állag megőrzésében segít.

Rousseau-ék a felfedezésüket a Science magazin 1971. januári számában publikálták, és pár hónapon belül a polivízhívők kemény magja is feladta a kilátástalan küzdelmet, belátták, hogy hibáztak. A szupervékony csövekben kondenzált víz egyszerűen kedvezett annak, hogy a minimális mennyiségű szennyezőanyagként bejutott (akár a párás levegőből, akár a tudósok kezéről) nátrium-laktát teljes mennyisége megjelenjen a végtermék polivízben, megváltoztatva annak tulajdonságait.

Bár a polivíz története a tudomány hatalmas és látványos kudarcának tűnik, valójában inkább sikertörténet. A tudományos módszer sikere, és megmutatja, hogy igen, a tudósok hajlamosak a hibára (emlékszünk még 2011-re, amikor a fénysebességnél gyorsabb részecskéket fedeztek fel a CERN tudósai?), de maga a rendszer, ami a reprodukálható eredményekre épít, mindenképpen kiszűri és korrigálja azokat előbb-utóbb.

Ma is tanultam valamit 5

Megint 150 vadonatúj, izgalmas téma ismét meglepő válaszokkal

MEGVESZEM
Ma is tanultam valamit 1-2-3-4-5

5 könyv
Több mint 600 meghökkentő, érdekes és tanulságos történet!

MEGVESZEM