Ilggadējais ķīmiķis Alens Bārds netiecas kļūt par pazīstamu vārdu; viņam vairāk rūp jauno zinātnieku mentorings. Bet slava viņu tik un tā ir atradusi — daži zinātnieki varētu viņu pazīt kā mūsdienu elektroķīmijas tēvu.
Pirms pusgadsimta Bards uzsāka pētījumus par elektroģenerētu hemiluminiscenci (sauktu arī par elektroķīmiluminiscenci), kas izmanto elektronu enerģētisko pārnesi starp molekulām, lai radītu gaismu. Šī metode, kas pazīstama kā ECL, ir kļuvusi par daļu no standarta klīniskā testa, lai identificētu virkni mikroskopisku vielu, sākot no olbaltumvielām un beidzot ar vīrusiem, piemēram, HIV.
Bards, kurš ir Teksasas universitātes profesors un vada to Elektroķīmijas centrs , bija arī viens no pirmajiem zinātniekiem, kas eksperimentēja ar fotoelektroķīmiju, kas ietver elektrības vai ķīmisku vielu ražošanu no gaismas — pētījumiem, ko viņš joprojām veic.
Parasti Bārdam ir arī atzinība par jaunas attēlveidošanas metodes, ko sauc par skenējošu elektroķīmisko mikroskopiju, izstrādi, ko zinātnieki izmanto, lai pētītu elektroķīmisko uzvedību, tas ir, elektronu plūsmu uz molekulām, atomiem un citām. ķīmiskās sugas — saskarē starp šķidrumu un cietu vai bioloģisku šūnu.
Bijušais galvenais redaktors Amerikas Ķīmijas biedrības žurnāls , Bards pēdējos gados ir saņēmis divus prestižus apbalvojumus no prezidenta Obamas — Nacionālo zinātnes medaļu, kā arī Enriko Fermi balvu.
Tagad 80 gadus vecais Bards kopā ar savu studentu un pēcdoktorantūras pētnieku komandu pēta materiālu, kas varētu kalpot kā alternatīvs enerģijas avots, palīdzot veikt mākslīgo fotosintēzi.
Zinātnes piektdiena jautāja Bārdam par viņa agrīno interesi par zinātni, viņa pieeju pētniecībai un viņa lepnāko sasniegumu.
Zinātnes piektdiena: kurā brīdī jūs zinājāt, ka vēlaties būt zinātnieks?
Alens Bārds: Es zināju ļoti agrā bērnībā. Mans brālis bija 11 gadus vecāks par mani un māsa 10, un viņi abi mani iedrošināja zinātnē. Viņiem abiem bija ķīmijas komplekti, un viņi mani aizveda uz Amerikas Dabas vēstures muzeju Ņujorkā, kur bija filmas par zinātniekiem, piemēram, stāsts par Luisu Pastēru un visādas lietas.
Kura zinātnes nozare jūs sākotnēji interesēja, un vai tas mainījās, kad jūs kļuva vecāka?
Mani interesēja bioloģija un dzīvnieki, kas, manuprāt, ir lielākā daļa bērnu. Tas turpinājās pat vidusskolā, bet tajā laikā es neuzskatīju bioloģiju kā ļoti progresējošu jomu — tā bija pirmsmolekulārā bioloģija, pirms DNS. Tāpēc es nolēmu, ka ķīmija man patiešām ir labāka.
Vai jums bija zinātnisks elks?
Jaunībā mani visvairāk interesēja Luters Bērbenks. Man bija aizraujoši, ka viņš varēja sajaukt divus augļus, vienkārši veicot transplantāciju. Vēlāk es domāju, ka tas bija Linus Pauling. Man likās, ka viņš ir ļoti interesants puisis.
Vai, veicot pētījumus, vienmēr domājat par praktisko pielietojumu?
Tas ir atkarīgs no. Kad es veicu sākotnējo darbu ECL jeb elektroķīmiluminiscencē, man nebija īpašas praktiskas izmantošanas vai mērķa. Es to darīju, jo man bija patiesi ziņkārīgs par to, kā notiek lietas, un es to sapratu. Bet tad noteiktā posmā, kad tu pie kaut kā strādā, tu sāc redzēt iespējamos pielietojumus.
Sākumā mēs mēģinājām izgatavot lāzeru ar ECL, kas nekad nedarbojās. Daudz vēlāk mums radās ideja to izmantot kā klīnisku testu. Daudzās no šīm klīniskajām pārbaudēm, kurās jūs meklējat olbaltumvielas, vīrusus vai kaut ko citu, jums ir antiviela, kas pieķersies šai konkrētajai vielai — “Es meklēju X; Es varu iegūt antivielu, kas trāpīs un pielīps pie X.” Bet, lai zinātu, kad tas notiek, jums ir jāpieliek etiķete šai antivielai — kaut kas tāds, ko varat noteikt analītiski. Tā var būt fluorescence, radioaktivitāte vai elektroķīmiluminiscence. Ar Džordžu Vaitsaidsu, kurš ir organiskais ķīmiķis, kurš zināja vairāk par imūnķīmiju, mēs izstrādājām klīnisko testu, izmantojot ECL, kas būtībā šobrīd ir standarta tests klīniskās analīzes veikšanai. Tātad tādā gadījumā tas izrādījās veiksmīgāks un noderīgāks, nekā es jebkad būtu iedomājies.
No otras puses, lietas, kas, manuprāt, būtu ļoti noderīgas, piemēram, mūsu fotoelektroķīmijas agrīnās stadijas — gaismas uzņemšana un ķīmijas nodarbības ar to — vēl nav attīstījušās. Mums bija jauks paņēmiens, kā iegūt pusvadītāju materiālu — lētu, piemēram, titāna dioksīdu — iemest to piesārņotā ūdenī, apspīdēt to saules gaismā un attīrīt ūdeni. Un es domāju, ka tā būs ļoti noderīga lieta, taču tā vienkārši nebija konkurētspējīga ar lētākām metodēm.
Zinātnē ir ļoti grūti sniegt tik nozīmīgu ieguldījumu, lai jūs kļūtu par populāru vārdu un jūsu idejas nonāktu mācību grāmatās. Galu galā es domāju, ka ikvienam ir jāsaprot, ka mēs visi pie tā strādājam, jo mums tas patīk.
Kā jūs interesējaties par fotoelektroķīmiju?
70. gadu sākumā es lasīju lekciju Viskonsinas Universitātē par elektroķīmiluminiscenci, un kāds no auditorijas pacēla roku un teica: “Ziniet, ir viegli paņemt elektrību un radīt gaismu — mēs to darām visu laiku. Tas, par ko jūs patiešām vēlaties padomāt, ir gaismas izmantošana elektrības ražošanai, izmantojot saules enerģiju.’ Un izrādījās, ka puisis, kurš uzdeva šo jautājumu, bija Faringtons Daniels , kurš bija diezgan pazīstams fizikāls ķīmiķis un kādu laiku interesējies par saules enerģiju. Pagāja daži gadi, līdz es sāku saprast, kā ar elektroķīmiju var ģenerēt elektrību ar gaismu, un pēc tam ap 1973. gadu notika pirmā enerģētikas krīze. Cilvēki pēkšņi satraucās par naftas un ogļu izbeigšanos un klimatu. pārmaiņas bija pie apvāršņa, un tāpēc cilvēki sāka nopietni strādāt pie saules enerģijas — prezidents Kārters uzstāja uz to. Tāpēc es domāju, ka, par laimi, es nokļuvu laukā īstajā laikā.
Pie kā jūs pašlaik strādājat?
Mēs strādājam pie vairākām lietām, bet, manuprāt, visinteresantākais praktiskuma ziņā ir tas, ka mēs esam sākuši mēģināt izgatavot lētu plānu silīciju, lai, iespējams, izgatavotu saules bateriju. Šobrīd mēs uzskatām, ka silīcijs ir visprogresīvākais materiāls — to ir ļoti rūpīgi izpētījuši daudzi cilvēki —, taču nav bijis iespējams pazemināt cenu. Silīciju ir grūti izgatavot, un, lai tas būtu noderīgs saules baterijā, tam ir jābūt ļoti tīram — apmēram 99,99999 procentiem.
Kā jūs domājat, ko jūs būtu darījis, ja nebūtu iegājis zinātnē?
Bija daudzas lietas, kas man patika, bet es nevarēju izdarīt. Man patika mūzika. Man patika māksla — man patika zīmēt un gleznot. Bet es zināju, ka nevienu no tiem nevaru paveikt pietiekami labi, lai uzskatītu par to kā par savu dzīves darbu. Patiešām, es nekad par to daudz nedomāju. Zinātne man bija tā.
Ko jūs lasāt ārpus zinātniskās literatūras?
Pārsvarā esmu lasījis grāmatas, kuras man pietrūka, kad es augu. Es nelasu daudz mūsdienu fantastikas. Bet es atgriezos un sāku skatīties vecākas grāmatas, piemēram, Brave New World. Man ir tendence izvēlēties autoru un pēc tam izlasīt daudz viņa paveiktā. Esmu atgriezies pie daudzām (Džordža) Orvela lietām — 1984. gads , Dzīvnieku ferma , Turiet Aspidistra lidojošu . Esmu atgriezies un lasījis daudz (Čārlza) Dikensa.
Ar kādu profesionālo sasniegumu jūs visvairāk lepojaties?
Es domāju, ka es lepojos ar cilvēkiem, par kuriem es kļuvu. Es nezinu, vai jūs to uzskatāt par profesionālu sasniegumu. Bet jūs domājat par zinātniekiem, kuri bija slaveni, kad es biju jauns, un kuri bija mani elki, kad es mācījos augstskolā — mani studenti viņus nemaz nepazīst. Viņi pat nezina vārdus. Zinātnē ir ļoti grūti sniegt tik nozīmīgu ieguldījumu, lai jūs kļūtu par populāru vārdu un jūsu idejas nonāktu mācību grāmatās. Galu galā es domāju, ka ikvienam ir jāsaprot, ka mēs visi strādājam pie tā, jo mums tas patīk un tāpēc, ka mēs saprotam, ka mēs veidojam struktūru. Un mēs katrs šur tur ieliekam nelielu ķieģeļu, un, ja visi ieliek pareizos ķieģeļus un visi pie tā smagi strādā, jūs veidojat lielu zinātnes struktūru, un nav tik svarīgi, kurš ķieģeļus ieliek.
Kā es saku saviem studentiem, ne tikai nodarboties ar zinātni ir tik jautri, kas tā ir, un tik izaicinoši un tik stimulējoši, bet arī tas, ka jūs kļūstat par biedru vidēji ekskluzīvai cilvēku grupai, kas visi interesējas par vienu un to pašu. kāda veida lietas jūs esat — viņi, iespējams, ir nedaudz gudri, taču viņus visus interesē tas, par ko jūs aizraujat, lai jūs varētu apsēsties un uzreiz sarunāties ar viņiem un nokļūt vienā viļņa garumā neatkarīgi no tā, kur viņi ir no vai kādas valsts vai tā tālāk.
Vai domā par aiziešanu pensijā?
Nu, es došos pensijā, kad man būs jāiet pensijā, jo nekas man patīk darīt labāk par to, ko es daru. Man patīk nodarboties ar zinātni un tās izaicinājumiem, kā arī strādāt ar jauniem cilvēkiem un jauniešiem. Es to darīšu tik ilgi, cik varēšu.
Šī intervija ir rediģēta, lai nodrošinātu plašumu un skaidrību.