Читать книгу Fascynująca chemia - Sylvia Feil - Страница 5

Chemia – taniec atomów i cząsteczek składających się na wszystko, co nas otacza

Kto pod koniec lipca wybrał się kiedyś po zmroku na spacer do lasu i odkrył na skraju drogi robaczki świętojańskie, ten doskonale rozumie ową fascynację wiążącą się z charakterystycznym migotaniem tych stworzeń. Zjawiska tego typu, w ramach których energia jest uwalniana ze związków chemicznych w postaci światła, budziły już zainteresowanie naszych przodków. Z tą różnicą, że oni nie mogli jeszcze wiedzieć, iż za tym magicznym świeceniem również kryje się siła chemii.

Niniejsza książka to wędrówka po różnych obszarach chemii. Porusza ona tematy ciekawe i zaskakujące, a także zawiera pouczające informacje. Jednocześnie zastosowaliśmy dosyć szeroką definicję pojęcia „chemii”, włączając w nią również wycieczki do nauk pokrewnych, takich jak fizyka, biologia czy geologia. Wybierając tematy do naszej publikacji, kierowaliśmy się spontaniczną ciekawością. Uświadomiliśmy sobie przy tym raz jeszcze, jak szeroki jest zakres tej nauki oraz jak daleko ona sięga. Podczas przygotowywania niniejszej pozycji książkowej było dla nas ważne, aby przedstawić chemię nie tylko z perspektywy systematycznych relacji wynikających z okresowego układu pierwiastków, lecz także w kontekście geologicznym, fizycznym i biologicznym.

Książka „Fascynująca chemia” jest tak skonstruowana, że dany temat jest objaśniany i ilustrowany za pomocą zdjęć i grafik na poszczególnych rozkładówkach. Ci, którzy chcą dowiedzieć się więcej na konkretny temat, znajdą na dole strony odniesienia do dalszych publikacji i stron internetowych. Dodatkowo wskazujemy na poszczególne rozdziały w książce, w których dane pojęcia są objaśniane bardziej szczegółowo. Rozdziały można więc czytać kolejno lub też w kolejności dowolnej. Ta wyjątkowa koncepcja niniejszej publikacji polegająca na tym, by odkrywać chemię za pomocą jak największej liczby obrazów, była dla nas jako autorów szczególnym wyzwaniem, dlatego też staraliśmy się przybliżyć tę naukę i jej procesy za pomocą zrozumiałych, poglądowych i interesujących obrazów.

Zapraszamy na pełną odkryć podróż, która rozpoczyna się od podstaw chemii. Zaczynamy od samego początku i odpowiadamy na takie pytania jak: Co to jest atom? Jak chemicy zapisują struktury chemiczne? Dlaczego korzystają z różnych modeli, aby coś wyjaśnić? Jaką rolę odgrywa symetria cząsteczek? Jakie istnieją rodzaje oddziaływania? Co wymieniają ze sobą substraty podczas reakcji: jony czy elektrony?

Następnie przyjrzymy się powstawaniu pierwiastków – zarówno bezpośrednio po Wielkim Wybuchu, jak i w ramach procesów fuzji w rdzeniach gwiazd. W nawiązaniu do tego postaramy się wyjaśnić, w jaki sposób poprzez procesy samoorganizacji i replikacji mogło powstać życie oraz jaki ma ono wpływ na nasz świat. Powiemy również o tym, w jaki sposób życie zmieniło i wciąż zmienia powierzchnię planety Ziemi, począwszy od mikroorganizmów, które wzbogacały atmosferę w tlen, aż po powstanie ropy z materiału biologicznego.

W kolejnej części pochylamy się nad chemią, która funkcjonowała już od wczesnej historii ludzkości, czyli od czasów, w których poprzez obserwację i eksperymenty wykrystalizowały się pierwsze procesy chemiczne. Powstały wówczas całe pokłady wartościowej wiedzy, która była przekazywana z pokolenia na pokolenie – niezależnie od tego, czy były to nauki lecznicze ludów żyjących w zgodzie z naturą, czy alchemia lub techniki rzemieślnicze, takie jak kowalstwo, garbarstwo czy produkcja mydła. W tym czasie chemia była przez długi okres składową takich nauk jak medycyna czy filozofia.

Z pojawieniem się chemii jako nauki przyrodniczej na uniwersytetach w XIX wieku są związane ważne odkrycia. Justus von Liebig wynalazł nawóz, który pomógł zwalczać głód na świecie, a Robert Wilhelm Bunsen stworzył palnik gazowy – narzędzie, bez którego obecnie nie można by sobie wyobrazić żadnego laboratorium chemicznego. Wilhelm Ostwald umożliwił katalizę, dzięki czemu można było przeprowadzać reakcje chemiczne nawet w niekorzystnych warunkach. Rozwijała się również dokumentacja naukowa. Justus von Liebig założył jako pierwszy w 1832 roku czasopismo naukowe „Liebigs Annalen” („Roczniki Liebiga”), które przez długi czas odgrywało istotną rolę w świecie chemii i które jest wydawane po dziś dzień pod nazwą „European Journal of Organic Chemistry”.

Kolejny rozdział skupia się na ważnych zastosowaniach chemii we współczesnych czasach. Przemierzamy tutaj obszary chemii stosowanej i przedstawiamy tajniki najważniejszych surowców i materiałów budowlanych, takich jak metale, tworzywa sztuczne, beton czy ceramika.

Na koniec przyglądamy się aktualnym badaniom. Spektrum tematyczne jest tutaj szeroko zakrojone: począwszy od nowych substancji roboczych takich jak nanorurki węglowe, grafen czy ostra jak nóż ceramika po współczesne narzędzia takie jak obrazowanie mikroskopowe o wysokiej rozdzielczości i manipulacje genowe.

Mamy nadzieję, że udzieli się Państwu ta fascynacja pięknymi zdjęciami i grafikami przedstawiającymi znane i zaskakujące zjawiska, a także fascynacja logicznymi i różnorodnymi strukturami stanowiącymi nieodłączną część chemii.

Wiele z materiałów zdjęciowych i ilustracyjnych zostało stworzonych przez sam zespół autorów, by jak najlepiej uzupełniały one tekst publikacji. Duża część ilustracji została nam udostępniona przez naukowców i fotografów, którym chcielibyśmy w tym miejscu jeszcze raz serdecznie podziękować.

Wybór tematów, jakiego dokonał zespół autorski, postawił recenzentów przed szczególnym wyzwaniem – publikacja obejmuje przecież interdyscyplinarne obszary nauki. Dziękujemy dr Lisie Edelhäuser, dr Sarah Koch i Feray Steinhart za wiele uwag i konstruktywną krytykę. W koncepcję całej publikacji i wybór tematów była zaangażowana dr Vera Spillner. Bez niej powstanie tej książki w obecnym kształcie nie byłoby możliwe. Lars Fischer zaszczepił w nas kilka interesujących pomysłów i szkiców rozdziałów. Jeden z autorów (Jörg Resag) chciałby poza tym serdecznie podziękować swoim synom: Kevinowi, Timowi i Janowi, którzy jako studenci chemii i nauk geologicznych zasugerowali kilka uwag i służyli pomocą podczas dyskusji oraz jako krytyczni czytelnicy podczas lektury próbnej. Wszystkim innym czytelnikom próbnym podziękowaliśmy osobiście i z radością uwzględniliśmy ich uwagi.

Sylvia Feil

Jörg Resag

Kristin Riebe

Kwiecień 2016 r.