Xá mật hay hóa học

 Lẽ ra có thể chúng ta đã gọi hóa học bằng cái tên khác.

Đầu thế kỷ 19, Udagawa Yōan (nhà Lan học người Nhật) dịch quyển Elements of Experimental Chemistry của nhà hóa học người Anh Henry William từ bản tiếng Hà Lan ra tiếng Nhật. Yōan đã đặt ra rất nhiều thuật ngữ hóa học bằng chữ Hán mà ngày nay ở Nhật vẫn dùng, sau đó được các học giả người Hán du nhập về TQ thời Đồng Trị (và sau đó), thậm chí một số thuật ngữ này VN vẫn dùng. Ví dụ như dịch element là nguyên tố (元素, genso), saturation là bão hòa (飽和, hōwa), reduction là hoàn nguyên (還元, kangen). Một số thuật ngữ khác ở VN không dùng, chỉ có Nhật dùng, còn TQ thì chế đi, chủ yếu là tên nguyên tố ví dụ oxygen là toan tố, hydrogen là thủy tố, nitrogen là trất tố, carbon là thán tố, oxidation là toan hóa, vân vân.

Một điểm quan trọng và thú vị hơn, đó là cách Yōan dịch tên của môn Chemistry. Ông không gọi là hóa học, mà ông gọi là "Xá mật", quyển sách đầu tiên ông dịch là "Xá mật khai tông" (舎密開宗). Xá mật (seimi) là cách ông phiên âm Chemie tiếng Hà Lan. Chính quyền thời Minh Trị mở "Xá mật cục" nghiên cứu về hóa học ở Ōsaka. 

Hình trong Xá mật khai tông.

Thuật ngữ "hữu cơ", organic, là do một nhà Lan học khác ở Xá mật cục dịch, đó là Shousuke Misaki. Quyển "Xá mật cục khai giảng chi thuyết" của ông là tác phẩm cổ nhất dùng từ "hữu cơ". Thuật ngữ organic dĩ nhiên có gốc gác từ organon của Aristotles, nghĩa là công cụ, hay cỗ máy, mang đậm quan điểm nhị nguyên của Aristoteles: cơ thể là "công cụ" để linh hồn tác động lên thế giới (soma organikon). Vì thế dùng chữ "cơ" để dịch. 機 nghĩa gốc là cái lẫy nỏ hoặc cái khung cửi, mở rộng nghĩa thành cái máy hoặc cái công cụ có cơ chế hoạt động phức tạp (tự hình có hình người, cây rìu, và cuộn chỉ, thêm bộ mộc kế bên). "Hữu" có lẽ thêm vào để phân biệt với vô cơ.

Lẽ ra giờ đây chúng ta sẽ gọi chemistry là xá mật học, organic chemistry là xá mật hữu cơ. Nhưng đến cuối thời Edo, khi sách vở chemistry được dịch nhiều hơn, có những học giả khác dịch là "hóa học". Cuối thế kỷ 19 đã có một cuộc tranh luận xem liệu nên dùng "hóa học" hay "xá mật". Dần dần, người Nhật chọn dùng "hóa học", và thuật ngữ này lan sang các nước đồng văn còn lại.

Bay lên nào, em bay lên nào

Bảo tàng Khoa học Luân Đôn nằm trên đường Đấu Xảo (Exhibition Road) ở phía Nam quận Kensington, Luân Đôn. Sở dĩ gọi là đường Đấu Xảo vì Đại Triển lãm Công nghiệp Quốc tế (tức Đấu Xảo Luân Đôn 1851) tổ chức trên cái đường này. Khu này có rất nhiều bảo tàng, nổi tiếng và hoành tráng hơn cả là Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên, nhưng hôm nay chúng ta sẽ không bàn về cái này, mà chúng ta sẽ nói về Bảo tàng Khoa học, vì nó đang tổ chức một triển lãm rất thú vị tên là "Phi hành gia Xô Viết và sự ra đời của kỷ nguyên không gian".

Ghi chú: Chúng ta cùng chú ý tới từ tiếng Anh chỉ phi hành gia dùng ở đây. Đó là từ cosmonaut. Trong tiếng Anh, chúng ta có hai từ dùng để chỉ phi hành gia, đó là astronaut và cosmonaut. Đây đều là các thuật ngữ có các gốc từ tiếng Hy Lạp, cosmo- là vũ trụ, astro- là sao trên trời, -naut là thủy thủ tức là người lái thuyền (phi hành gia lái phi thuyền mà), ghép lại đều chỉ người đi chu du trên không gian. Tuy nhiên, theo thông lệ, người ta dùng astronaut để chỉ phi hành gia của Mỹ, hay của phe tư bản, còn cosmonaut để chỉ phi hành gia của Liên Xô, hay khối XHCN (bạn nào chơi Red Alert nếu để ý sẽ thấy). Vì từ phi hành gia tiếng Liên Xô là kosmonavt, Anh hóa sẽ thành cosmonaut. Chính xác hơn thì phải nói là ai bay lên bằng tàu của Mỹ thì gọi là astronaut, còn bay bằng tàu của Liên Xô thì gọi là cosmonaut, bất kể phe nào. Ví dụ như phi hành gia người Anh Helen Sharman bay lên Mir bằng tàu của Liên Xô, nên ở Anh người ta gọi bà này là cosmonaut (vụ này xem chương 5), còn sau này các phi hành gia người Anh khác bay lên bằng tàu của NASA đều được gọi là astronaut. Phạm Tuân với Yuri Gagarin sẽ là cosmonaut, còn Neil Amstrong với Matt Damon đều là astronaut.

Triển lãm này rất thú vị, có rất nhiều hiện vật (có cả các khoang chứa phi hành đoàn) được mang từ Nga về để triển lãm. Cách bài trí và dẫn chuyện rất hay, cộng với phim tư liệu và âm nhạc rất Liên Xô lồng vào rất thích. Triển lãm chia làm nhiều gian, nhưng nhìn theo chủ đề có thể phân thành 6 phần, ở dưới sẽ nói theo từng phần. Thông tin trong bài khoảng hơn 60% là từ triển lãm, còn lại là ở ngoài (tức là của người viết thêm vào). Dĩ nhiên là còn nhiều cái ở triển lãm mà chưa nói hết ra đây. Triển lãm sẽ kéo dài cho tới tháng 3, 2016, giá vé là £10.80 cho sinh viên (nhớ đem thẻ). Các bạn ở UK rất nên đi xem.

1. Tiến vào không gian

"Beep...beep...beep"

(Tiếng phát ra từ Sputnik I)

Giấc mơ vũ trụ của người Nga bắt đầu trỗi dậy từ khoảng sau Cách mạng Tháng Mười 1917, và kéo dài cho tới sau Thế chiến II. Sau khi lật đổ chế độ cũ và bắt đầu xây dựng xã hội mới. Trên cái nền triết lý kiến tạo thế giới mới đó của người Nga có cả việc tiến lên không gian để xây dựng chủ nghĩa cộng sản trên đó. Tuy nhiên, giấc mơ này chủ yếu chỉ dừng lại ở các bản phác thảo, các tính toán bắn tên lửa, phi thuyền. Trong đó, nổi bật là các nghiên cứu và kế hoạch, cả về mặt khoa học lẫn triết học, đưa ra bởi Tsiolkovsky, người được coi là cha đẻ của khoa học tên lửa Xô Viết lẫn thế giới. Triển lãm có cả một bản phác thảo về mô hình công xã lao động trên vũ trụ được vẽ trên giấy.

Phải tới sau Thế chiến II thì những giấc mơ này mới được đưa vào hiện thực. Kết thúc chiến tranh, Liên Xô có một thuận lợi lớn là kỹ thuật và sức mạnh về tên lửa của pháo binh rất cao. Kỹ thuật tên lửa của Mỹ lúc đó còn thua, do chủ yếu là phát triển tàu đánh nhau với Nhật, nhưng về sau nhờ đem hết bộ sậu nghiên cứu tên lửa của Đức về mà từ từ Mỹ thắng thế.

Tổng kỹ sư trưởng của Liên Xô là nhà khoa học Sergei Korolev, vốn là một trong số những người ít ỏi sống sót trở về từ gulag trong cuộc Đại thanh trừng sau Cách mạng, do bị kết tội chống phá chính quyền cách mạng. Thông tin Korolev là tổng kỹ sư trưởng chương trình không gian của Liên Xô là thông tin tối mật, chỉ được tiết lộ ra sau khi ông chết năm 1966, do Liên Xô sợ điệp viên phương Tây ám sát ông. Cũng trong giai đoạn hậu chiến này, Khrushchev lên làm Tổng bí thư thay Stalin sau khi Stalin chết năm 1953. Thời ký Khrushchev lãnh đạo, văn hóa và khoa học dễ thở hơn, đã dẫn tới các bước tiến lớn của Liên Xô trong lĩnh vực không gian. Rồi điều gì tới cũng tới, năm 1957, Liên Xô phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên Sputnik I, lên không gian, làm toàn bộ thế giới phương Tây bàng hoàng. TIME của Mỹ cho Khrushchev làm "nhân vật của năm" năm 1957 luôn. Sputnik I bay lên làm công việc đo các thông số vật lý về nhiệt độ và áp suất của khí quyển ở tầng cao và gửi tín hiệu bằng ăng-ten về cho mặt đất. Có thể click link dưới để nghe tiếng beep beep huyền thoại của Sputnik I
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Sputnik_beep.ogg

2. Những "người" tiên phong

"Con đường tới những vì sao đã mở."
(Sergei Korolev - Tổng kỹ sư trưởng chương trình không gian Liên Xô)

Sau thắng lợi Sputnik I, Liên Xô tiếp tục phóng hàng loạt tàu/vệ tinh không người lái lên không gian, và lên cả Mặt trăng. Liên Xô thắng Mỹ trong việc đáp mềm lên Mặt trăng (tức không va chạm làm bể tàu) với Luna 9 năm 1966. 

Cùng lúc đó, nhằm thử nghiệm xem du hành vũ trụ có ảnh hưởng thế nào tới sinh vật, Liên Xô ào ạt phóng đủ thứ lên trời, bao gồm từ cây cỏ, nấm, vi trùng, côn trùng, chuột, thỏ và cuối cùng là chó. Trong khi bên Mỹ khoái chọn khỉ, thì Liên Xô chọn chó thay mặt cho toàn bộ lớp Thú, vì nó dễ huấn luyện và nghe lời. Bạn Laika tử nạn trong Sputnik II nhưng hai bạn sau là Belka và Strelka sống sót trở về. Tin này được báo chí khắp thế giới đưa ầm ĩ, ai ai cũng vui mừng (ít nhất là công chúng và giới khoa học). Belka và Strelka trở thành biểu tượng. Một bạn cún con do Strelka đẻ ra được gửi tặng cho con gái tổng thống Kennedy. Cuộc chạy đua vào không gian bắt đầu mở ra ở hai bờ Thái Bình Dương.

3. Con người tiến vào không gian

"Chinh phục không gian!"
(Tranh tuyên truyền của L. Golovanov)

Năm 1961, Liên Xô lại một lần nữa làm thế giới phát sốt khi đưa người lên không gian. Yuri Gagarin sau gần 2 tiếng đồng hồ bay trên quỹ đạo bỗng chốc nổi tiếng thế giới. Quy trình tuyển chọn và huấn luyện phi hành gia của Liên Xô đã chọn ra 20 người cuối cùng từ hơn một ngàn người ban đầu. Yuri được chọn làm người đầu tiên bay lên không gian không chỉ vì kỹ năng mà còn do lý lịch gia đình tầng lớp vô sản, lại có nụ cười đẹp ăn ảnh. Trái với quan niệm sai lầm rằng phi hành gia là phải cao to, Yuri thật ra chỉ cao có 1m57. Vì phi hành gia thời kỳ đầu phải nhỏ con thì mới nằm gọn được trong khoang phóng (lùn nhưng dĩ nhiên phải khỏe). Triển lãm có treo cái áo hàm đại tá của Yuri từng mặc, đúng là vóc người nhỏ so với kích cỡ người da trắng. 

Trong 4 năm từ 1961 tới 1965, Liên Xô làm luôn cú ăn bốn: đưa người (đàn ông) đầu tiên lên vũ trụ, đưa người phụ nữ đầu tiên lên vũ trụ, đưa phi hành đoàn (3 người) đầu tiên lên vũ trụ, và lần đầu tiên thực hiện bước đi trong không gian. 

Triển lãm có trưng bày hiện vật (thật) là cái khoang phóng Vostok 6 từng chứa Valentina Tereshkova (phi hành gia nữ đầu tiên) và Voskhod 1 từng chứa phi hành đoàn 3 người đầu tiên lên vũ trụ. Tận mắt nhìn vào bên trong sẽ hình dung được nó chật như thế nào.

Trong giai đoạn này, Liên Xô liên tiếp thắng Mỹ trong cuộc đua không gian, một phần cũng nhờ thể chế chính trị. Chủ nghĩa xã hội kiểu Liên Xô cho phép họ có thể đổ một đống tiền vào tên lửa với phi thuyền, trong khi chính quyền kiểu Mỹ thì không thể làm như vậy được, một phần có lẽ vì chính phủ Mỹ phải đổ tiền vào điều khiển thị trường tự do cùng với các hoạt động khác. Kết quả là, tuy Liên Xô liên tục ghi bàn, nhưng đời sống nhân dân Xô Viết cũng chẳng khấm khá gì, thế nhưng tinh thần xây dựng chủ nghĩa xã hội lại rất cao. 

4. Chương trình bí mật

"Chúng ta chọn đi lên Mặt trăng, không phải vì đây là một việc dễ làm, 

mà bởi vì nó khó, [...] và vì chúng ta nhất định sẽ thắng (cuộc đua này)." 

(Tổng thống J. F. Kennedy)

Sau khi Kennedy đưa ra "Kế hoạch 10 năm" nói trong vòng 1 thập kỷ sẽ đưa được người lên Trăng, cuộc đua không gian tới hồi gay cấn. Liên Xô gấp rút chỉn chu dòng phi thuyền mới Soyuz điều khiển dễ hơn, nhưng vì gấp quá đã khiến hai phi hành gia thiệt mạng.

Rồi ai cũng biết là tới 1969 thì cuối cùng Mỹ cũng thắng được Liên Xô một ván, nhưng là ván quan trọng: đưa được Neil Armstrong đáp lên Mặt trăng. Liên Xô ngoài mặt thì một mực tuyên bố không chạy đua đưa người lên Mặt trăng với Mỹ, thậm chí là từ chối hoàn toàn lời đề nghị họp tác Mỹ-Liên Xô của Kennedy để đưa người lên Trăng. Liên Xô chỉ thỉnh thoảng bắn vài cái Luna không người lên quỹ đạo mặt trăng, đáp xuống bề mặt, quay phim chụp ảnh và lấy mẫu đất về. Tuy nhiên, bên trong lại bí mật phát triển Chương trình Zond, để đối chọi với Chương trình Apollo của Mỹ. Chương trình đưa người lên Mặt trăng của Liên Xô được giữ bí mật tuyệt đối, chỉ lộ ra sau năm 1989, khi chính quyền Liên Xô công bố. 

Để đưa người lên Trăng, Liên Xô cần phát triển dòng tên lửa đẩy mới. Tuy nhiên, nhiều thất bại xảy ra, cộng với việc tổng kỹ sư trưởng Korolev qua đời năm 1966, khiến Liên Xô chơi không lại bộ sâu von Braun (trùm rocket của Nazi, sau thành của Mỹ). 

Sau rồi Liên Xô dẹp luôn chương trình đưa người lên Mặt trăng, coi như chịu thất bại trước Mỹ. 

5. Tiền đồn trên không gian

"Dấu chân của chúng ta sẽ mãi còn trên các dặm đường

bụi bặm nơi những hành tinh xa xôi"

(Tranh tuyên truyền của U. Ivanov)

Đây là căn phòng áp chót của triển lãm. Cuộc đua không gian hạ nhiệt sau khi Apollo hoàn thành sứ mệnh, cũng là lúc cả Mỹ và Liên Xô phát hiện mình đã hết tiền. Tuy nhiên, thời kỳ sau đó lại mở lại sự hợp tác giữa hai bên trong lĩnh vực du hành không gian, một phần cũng nhờ Hiệp ước Ngoại tầng Không gian của Liên Hiệp Quốc năm 1967.

Liên Xô xây trạm không gian Salyut năm 1971, sau thêm trạm Mir 1986. Sau tới thời Gorbachev thì quan hệ giữa Anh và Liên Xô giảm căng thẳng. Gorbachev và Thatcher bắt tay xây dựng chương trình không gian, thậm chí bỏ thêm tiền túi, để cuối cùng đưa phi hành gia đầu tiên người Anh (là nữ luôn) là bà Sharman năm đó 27 tuổi, trước đó là nhà hóa học ở công ty sô cô la Mars (hay thế!), bay lên Mir. Đã nói ở trước, do bà Sharman bay lên Mir bằng tàu của Liên Xô, nên ở Anh, bà hay được gọi là cosmonaut.

Cứ mỗi một phi hành gia ở trên trời thì sẽ có hơn trăm người làm việc ở mặt đất. Căn phòng áp chót này có ảnh, tư liệu và hiện vật về công việc dưới đất và trên trời của các trạm không gian Liên Xô. Có nguyên bộ sưu tập quần áo của phi hành gia, tùy điều kiện sinh hoạt, lại còn có cả toilet (dùng chân không để hút chất thái, chứ không nó bay lung tung), phòng tắm cá nhân (kéo phéc mơ tuya lên rồi đổ nước vào), tủ lạnh (hàng tháng có tàu không người lái phóng lên mang theo thực phẩm tươi)...

Năm 1991, Liên Xô tan rã khiến cho phi hành gia Sergei Krikalev bị kẹt trên trạm Mir thêm gần 5 tháng mới được về nhà dưới danh nghĩa công dân Liên bang Nga. 

6. Vũ trụ này là của chúng mình

"Địa cầu là cái nôi của nhân loại, 

nhưng nhân loại không thể suốt đời ở mãi trong nôi." 

(Tsiolkovsky)

Căn phòng cuối cùng của triển lãm chỉ có một mô hình người, mặt được làm theo mặt Gagarin, được dùng để phóng lên quỹ đạo mặt trăng, nhằm đo đạc lượng bức xạ mà từng phần trong cơ thể phải chịu. Ngoài ra không còn gì. Chỉ có tường được chiếu ánh sáng màu xanh dương phớt trắng và trần chiếu một hình chữ nhật màu đỏ. Tên tường có trích dẫn câu ở trên của Tsiolkovsky, người đặt nền móng cho giấc mơ không gian của Liên Xô. Rất mang tính biểu tượng. 

Kết

Gác chuyện tranh cãi về chính trị, quân sự và kinh tế sang một bên, thì những gì Liên Xô đạt được hoàn toàn là những điều đáng trân trọng. Giấc mơ không gian của loài người đã trở thành hiện thực. Chúng ta đã từng khao khát được bay lên trời cao, nhưng mặt trời đã thiêu đốt giấc mơ của Ikarus, Rồi máy bay đã được tạo ra, nhưng vậy vẫn chưa đủ, chúng ta vẫn muốn đi xa hơn. Giai đoạn cuối 50, và thập niên 60 là những năm tháng mà tâm trí toàn nhân loại dường như ở trên mây, khi lần đầu tiên chúng ta thoát ra được đất mẹ, rồi lần đầu tiên chúng ta chạm được vào những thiên thể trên trời cao.

Tặng mọi người tấm hình cuối cùng:

(Chủ nghĩa xã hội là bệ phóng)

Nhà hóa học tổng hợp thì làm gì

Tác giả: Dr. Michael Edmonds
Dịch: QH

___________________________________

Theo kiểu truyền thống thì ở các năm đầu bậc đại học, sinh viên được dạy cho làm các thí nghiệm tổng hợp hữu cơ, tức là đem trộn hai hay nhiều hóa chất lại với nhau trong một khoảng thời gian nhất định, ở các điều kiện nhất định, để tạo ra một hợp chất mới. Sinh viên làm các thí nghiệm này tuân theo "công thức" có trong tài liệu hướng dẫn. Dưới góc nhìn của một người không chuyên thì đúng là tổng hợp hữu cơ kiểu này giông giống như học nấu ăn. Thực tế thì hai việc lại cực kỳ khác xa nhau (không chỉ ở chỗ trong phòng lab hóa học thì người ta không cho phép liếm muỗng như dưới bếp).

Khi sinh viên bắt đầu vào bậc sau đại học, hóa tổng hợp trở thành việc dùng những kiến thức về phản ứng hóa học để tạo ra một hợp chất hoặc một phân tử cụ thể. Lắm khi cái hợp chất đó lại là một phân tử chưa bao giờ tồn tại, nhưng người ta dự đoán nó có thể có những tính chất hữu ích nào đó. Lắm khi khác, nó lại là một phân tử có sẵn trong thiên nhiên, nhưng chúng ta cần tìm ra cách tốt hơn để tái tạo (ví dụ như là các phân tử dùng trong dược phẩm tìm thấy trong một vài loài thực vật hiếm).

Nhà hóa học tổng hợp sẽ xem xét cái phân tử mà mình muốn làm, xem xem làm thế nào để tạo ra nó. Bằng kiến thức của mình, nhà hóa học sẽ xác định các liên kết nào dễ tạo và tiến hành giải cấu trúc toàn bộ phân tử cho tới khi có thể gắn nó lại từ các phân tử nhỏ hơn mà nhà hóa học có thể đi mua ở các công ty hóa chất (hoặc đôi khi từ nguồn tự nhiên). Nhà hóa học sẽ thẩm định từng cách ghép các mảnh này để xem cách nào thuận lợi hay dễ thành công hơn. Giáo sư hướng dẫn của tôi gọi việc này là một trò đánh cờ phân tử – cá nhân tôi thì nghĩ chơi cờ dễ hơn cái này nhiều.

Một khi đã vạch được hướng đi khả dĩ tới phân tử đích, nhà hóa học sẽ gom các mảnh vật liệu nguồn lại, bắt đầu tráo đổi và kết hợp chúng lại với nhau. Tôi từng miêu tả việc này giống như ghép các mảnh LEGO, nhưng thường thì phức tạp hơn ghép LEGO nhiều. Nhiều khi một phản ứng không chỉ biến đổi cái phần của phân tử mà bạn muốn nó đổi, mà còn phá luôn một phần khác. Để giải quyết điều này, thường thì nhà hóa học cho thêm các nhóm bảo vệ vào để che phần phân tử cần được giữ nguyên, không cho nó phản ứng.

Hướng đi tới phân tử đích bao gồm một chuỗi phản ứng. Có khi chuỗi này có khoảng 4 hay 5 phản ứng. Có khi lại là hơn 5 chục. Trong hầu hết trường hợp, sản phẩm của mỗi phản ứng phải được tinh lọc và kiếm tra xác nhận đủ kiểu để chứng minh nó là sản phẩm trung gian cần tìm, rồi mới đi tiếp các bước sau *(ngoại lệ xem ở phần ghi chú). Quá trình tinh lọc gồm có chưng cất, kết tinh, hoặc dùng phương pháp sắc ký rất tốn thời gian nhưng rất hữu hiệu. Bước xác minh cấu trúc hóa học của chất trung gian dùng một loạt các kỹ thuật phân tích, lấy vài ví dụ như phương pháp Cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), khối phổ (MS), hay đo độ triền quang của chất (xem góc xoay của ánh sáng phân cực khi đi qua chất như thế nào).

Sau khi đã lập kế hoạch tới phân tử đích, nhà hóa học sẽ dựa vào văn liệu hóa học đã được đăng trên tạp chí chuyên ngành để xác định xem từng phản ứng có xảy ra hay không. Tuy vậy, chỉ cần 1 thay đổi nhỏ trên cấu trúc phân tử cũng khiến cho kết quả thu được thực tế khác xa kết quả đã được công bố. Nhà hóa học phải luôn thủ sẵn những phương án mới, ngay cả khi phải lần ngược lại quy trình, có lúc bỏ rất nhiều phản ứng, để đi theo đường khác.

Phản ứng được làm thử lần đầu tiên thường không cho kết quả tốt nhất. Vậy nên mỗi phản ứng phải được tiến hành nhiều lần để tối ưu hóa. Nhà hóa học sẽ thay đổi thời gian phản ứng, cũng như thử các nhiệt độ khác nhau. Nhiều chất xúc tác có thể sẽ được thử nghiệm, cũng như thay đổi tỉ lệ các chất phản ứng. Phản ứng có thể được tiến hành dưới áp suất cao, hoặc trong môi trường khí trơ. Bước tối ưu hóa này có lẽ là phần chán nhất của quá trình nghiên cứu, tuy nhiên dù sao cũng còn đỡ hơn là khi đã thử mọi cách mà vẫn không làm phản ứng xảy ra được.

Làm nhà hóa học tổng hợp hữu cơ rất dễ nản. Nhiều phản ứng đáng lẽ phải xảy ra, đôi khi không thèm xảy ra. Nhà hóa học lắm lúc cần đến lab từ sáng tinh mơ và về nhà lúc gần nửa đêm, vì phải ngồi canh chừng những phản ứng chậm và thất thường như trông em bé. Tuy nhiên, lúc cầm trên tay chiếc lọ thủy tinh đựng một vài giọt hợp chất mới chưa từng được tạo ra là lúc nhà hóa học cảm thấy một cảm giác thỏa mãn dạt dào nhất trong lòng. Vì lúc đó, nhà hóa học biết được rằng tất cả máu, mồ hôi và nước mắt của mình đổ ra đã được đền đáp, và có thể, chỉ có thể thôi, cái hợp chất mới này, hoặc trực tiếp, hoặc gián tiếp, sẽ mở ra một tương lai tốt đẹp hơn cho nhân loại.

*Ghi chú  – trong khi hầu hết các quá trình tổng hợp hữu cơ đều cần bước tinh lọc mỗi hợp chất mới tạo ra, hiện giờ đã có nhiều bước tiến mới trong việc áp dụng các quy trình tổng hợp "one-pot" (một bình) (hai hoặc nhiều hơn hai phản ứng hóa học xảy ra trong cùng một bình phản ứng mà không cần tinh lọc chất tạo ra trung gian) và các quy trình tổng hợp liên tục nhiều bước (continuous flow multi-step syntheses) (sản phẩm tạo ra sẽ di chuyển từ bình phản ứng này sang bình phản ứng kế tiếp với bước tinh lọc diễn ra tại chỗ (in situ)), một cách tiếp cận hứa hẹn sẽ làm một cuộc cách mạng hóa tổng hợp trong thập kỷ tới.



Bản gốc từ http://sciblogs.co.nz/molecular-matters/2012/10/08/what-does-a-synthetic-organic-chemist-do/

Câu chuyện nhiệt độ hay là Boltzmann và cái bêta

Vào khoảng thế kỷ 17, để phục vụ cho khoa học, người ta bắt đầu xây dựng các thang nhiệt độ. Bắt đầu là ông Newton. Newton dùng dầu lanh (linseed oil) làm "nhiệt kế", đo sự giãn nở thể tích của dầu lanh ở các độ nóng lạnh khác nhau (lúc này chưa có cái thứ gọi là "nhiệt độ". Newton dùng 2 mốc chuẩn, mốc đầu tiên là "nhiệt độ" nước đá đang tan, rồi ông gán cho cái này giá trị bằng không, mốc thứ hai là "nhiệt độ" cơ thể người bình thường, rồi trong cơn cuồng số 12 của dân Anh quốc (tàn tích từ thời La Mã, 12 inch = 1 foot, 12 cái gì đó = 1 dozen, 12 dozen = 1 gross, 12 pence = 1 shilling), Newton gán cho nó giá trị 12 luôn. Rồi Newton cũng chua thêm 1 mốc phụ nữa, là "nhiệt độ" của nước sôi, rồi gán cho nó tiếp một giá trị cũng tâm linh không kém, số 33. Về cơ bản, thang nhiệt độ của Newton hoàn thành.

hình 1. Scala graduum caloris - Thang nhiệt độ của Newton, tiếng Latin, đọc không được nhưng nhìn cho vui

Khoảng chừng chục năm sau, ở Đức, một ông nhà khoa học khác tên là ông Fahrenheit cũng ngồi mày mò chế lại thang nhiệt độ của Newton. Tình hình thời bấy giờ, khoa học thực nghiệm đang loi ngoi đầu chui ra khỏi nhà thờ dưới ánh chói chang của thời Khai sáng, bắt đầu rũ bớt lập luận siêu hình loằng ngoằng nọ kia để bắt đầu viết công thức tính toán. Nói đơn giản là vì có tính toán số siếc này kia nên người ta muốn né số âm càng xa càng tốt. Fahrenheit cho rằng nhiệt độ của nước đá tan thật ra mà nói cũng chưa đủ độ lạnh, vẫn còn hơi cao, thế nên ông này mới mày mò trong phòng thí nghiệm, pha trộn đủ mọi hỗn hợp để kiếm ra một cái gì lạnh thiệt lạnh. Cuối cùng Fahrenheit trộn được một hỗn hợp gồm đá, nước và NH₄Cl lại theo tỉ lệ 1:1:1 để được một hỗn hợp lạnh hơn nước đá tan, pha nhiều lần đo đi đo lại vẫn ra cùng nhiệt độ. Ông gán cho cái nhiệt độ mới này trị số bằng 0. Rồi tiếp tục theo phong trào, ông tiếp tục lôi nhiệt độ cơ thể ra làm cái mốc chuẩn thứ hai, và để cho nó tiện hơn, cho nó số 100. Ta được thang Fahrenheit.

Lại chục năm sau nữa, có một ông nhà khoa học nữa tên là Celsius ở nước Thụy Điển lại dựa theo thang của Newton làm thêm một cái thang nữa. Thang Fahrenheit có cái tiến bộ hơn Newton, nhưng cũng lại ăn theo cái dở, đó là do cái mốc chuẩn - thân nhiệt của con người - là cái thứ rất không đáng tin cậy, không phải ai thân nhiệt cũng giống nhau. Thế nhưng cái mốc lấy nhiệt độ sôi và đông đặc của nước thì lại khá tin cậy, vì hai cái nhiệt độ này tuy phụ thuộc vào áp suất khí ở nơi đo, nhưng nhìn chung, áp suất trong các phòng thí nghiệm là gần như nhau, có lệch tí thì cũng không gây lệch nhiệt độ quá nhiều. Thế là như chúng ta đều biết, thang Celsius ra đời, ban đầu thì nhiệt độ sôi của nước được lấy làm mốc dưới (là 0 độ C), còn nước đá sẽ tan ở 100 độ C, nhưng sau đó Celsius đổi lại cho nhiệt độ tan ở dưới còn nhiệt độ sôi trèo lên trên.

Như chúng ta cũng đã biết, về sau khi nhiệt động học cần đưa nhiệt độ vào để tính, thang Kelvin được đẻ ra thêm. Thang Kelvin thực tế chỉ là thang Celsius được đem đặt lệch sang một tí chừng 273 độ, sao cho 0 K trùng với độ lạnh tuyệt đối mà theo lý thuyết nhiệt động thì các phân tử sẽ ngừng rung và không thể nào lạnh hơn được nữa.

Hiện nay cả thế giới đều dùng độ C và độ K. Theo wiki thì còn đúng 5 nước vẫn vớ vẩn đi dùng độ F đó là các nước Bahamas, Belize, đảo Cayman, Palau và nước Mỹ. Việc dùng độ C hay độ F là thói quen hình thành từ nhỏ. Xài độ C từ nhỏ, nên tui rất bực mình vì tui không thể hình dung được nóng lạnh như thế nào mỗi khi coi báo chí hay sách vở mà xài độ F thay cho độ C. Thế nhưng, thực tế mà nói thì những người quen dùng độ F cũng có cái lý do của họ, đó là vì độ F thật ra là một thang đo rất thích hợp để nói chuyện thời tiết ở các nước vùng ôn đới, khi mà nhiệt độ từ mùa đông tới mùa hè chạy từ 0 độ F tới 100 độ F. Khi thời tiết được phát biểu trên thang Fahrenheit, mọi người có thể dễ dàng hình dung được trời đang nóng hay lạnh thế nào, 0 độ nghĩa là đang có tuyết đầy đường, 40 độ là se se, 80 độ là ấm áp dễ chịu, 100 độ là nóng chảy mỡ, còn nướng bánh mì thì nướng ở 400 độ (là khoảng 200 độ C). Còn ngoài việc này thì độ F hoàn toàn vớ vẩn, và trẻ con khi làm quen với độ F từ nhỏ, khi lớn lên học khoa học, lại phải mất công ngồi đổi đổi sang độ C, độ K để tính toán.

hình 2. hem comment

Tui đọc sách nhiệt động hóa lý Peter Atkins, thấy ổng đưa ra một ý kiến rất hay. Atkins là một ông giáo sư hóa học trường Ox, chuyên viết sách giáo khoa hóa lý ai cũng đọc, và chuyên đi tranh luận Chúa có tồn tại không (ổng toàn nói "Không"), cặp bài trùng với Richard Dawkins (tuy nhiên quan điểm còn dữ dội hơn Dawkins). Trước khi nói về ý kiến rất hay của Atkins, chúng ta cùng nói một tí về nhiệt động học.

Nhiệt động học ra đời vào thời kỳ cách mạng công nghiệp. Nhiệt động học cổ điển chơi với các loại máy hơi nước, piston này kia rất chán phèo. Mãi sau khi các lý thuyết vật lý về nguyên tử, phân tử này nọ được thiết lập vững chắc, người ta mới bắt đầu gắn nhiệt động học của ba cái máy bự ơi là bự vào các cái phân tử tí hon. Rồi người ta đẻ ra cái môn gọi là nhiệt động học thống kê (statistical thermodynamics), Thống kê ở đây nghĩa là trong cái môn này chúng ta không có đi xét nét hành trạng của từng phân tử một như thế nào mà chúng ta nhìn vào tổng thể cái hệ gồm hằng hà sa số phân tử và tính toán để nhìn tổng quát xem một đống phân tử đó sẽ hành xử ra sao.

Trong một cái hệ, lấy ví dụ một nồi nước lèo là một cái hệ, ở đây cho đơn giản chỉ xét các phân tử nước thôi. Các phân tử sẽ có những nấc năng lượng nhất định, giống như một cái tủ sách có rất nhiều kệ từ thấp cho tới cao. Ở một nhiệt độ nhất định thì lượng sách ở các kệ là gần như cố định. Nhiệt độ thấp, thì các kệ sách ở dưới có nhiều sách nhất, còn các kệ sách tít ở trên gần như không có cuốn nào (giống như không đủ sức để quăng sách lên cao). Còn khi nhiệt độ tăng lên, các kệ sách trên cao bắt đầu có nhiều sách hơn, nhiệt độ càng cao thì lượng sách ở các kệ từ thấp lên cao bắt đầu dần dân cân bằng.

hình 3. Quăng sách lên kệ, nhiệt độ cao dần từ trái qua phải

Người ta có thể tính được tỉ lệ số phân tử ở từng nấc năng lượng (hay số lượng sách ở từng kệ) so với số phân tử ở nấc số không, bằng một phương trình rất dễ thương, gọi là phương trình phân phối Boltzmann (do ông Boltzmann nghĩ ra đầu tiên và sau đó được ông Gibbs phát triển lên đàng hoàng hơn tí). Chúng ta chỉ cần biết năng lương E của nấc cần tính và dùng thêm 1 hệ số nữa gọi là hệ số β (đừng sợ khi nhìn thấy chữ Hy Lạp, không có gì đáng sợ cả):

Công thức lũy thừa âm của số e cũng không có gì đáng sợ luôn, nó chỉ mang nghĩa là năng lượng E càng lớn thì tỉ số này càng bé (nghĩa là càng ít phân tử ở nấc này), và sự giảm này là giảm theo hàm mũ, nghĩa là rất nhanh.

Vậy cái bêta kia ở đâu chui ra? Cái bêta đó dính dáng tới nhiệt độ của hệ như chúng ta đã nói lúc nãy (vụ quăng sách cao quăng sách thấp). Bêta tỉ lệ nghịch với nhiệt độ T tính theo thang Kelvin, và được nhân với một cái hằng số gọi là hằng số Boltzmann (người ta đặt tên cho nó là kB).

Tới đây, Atkins đưa ra một nhận định rất là hay. Bêta và nhiệt độ T có thể chuyển qua chuyển lại rất dễ dàng bằng cách nhân chia với hằng số Boltzmann kB, chứng tỏ hai cái đại lượng này không khác gì nhau cả. Xét về mặt lý thuyết thì rõ ràng bêta hoàn toàn có thể dùng để chỉ độ nóng lạnh thay cho nhiệt độ T. Atkins cho rằng nếu dùng bêta làm đại lượng để đo nhiệt độ thì còn tự nhiên hơn rất nhiều so với dùng đủ thứ thang Newton, Fahrenheit, Celsius này kia chế ra. Bêta ở đây mang đơn vị là Joule mũ trừ 1. Việc nền khoa học của chúng ta đẻ ra những cái thang nhiệt độ trước, khiến nó ăn sâu vào tiềm thức, trở thành thói quen khó bỏ, giờ đây làm cho ta phải cho thêm vào cái công thức trên một hằng số Boltzmann dư thừa. Dĩ nhiên là con người làm sao có thể bỏ cái nhiệt độ kiểu độ C độ K quen thuộc mà xoay qua dùng một cái đại lượng bêta xa lạ với cái đơn vị Joule mũ trừ 1 từ trên trời rớt xuống, khi mà nước sẽ đóng băng ở 2.65 × 10^20 J^(−1) và sôi ở 1.94 × 10^20 J^(−1). Có mỗi cái vụ dẹp hẳn độ F đi mà còn không làm được nữa mà.


Hết. hehe





Thư mục:
1. Pinder, E., http://www.ericpinder.com/html/fahrenheit.html, truy cập 06/09/2014
2. Grigull, U., 1984, Wärme- und Stoffübertragung 18, pp 195-199.
3. Scala Graduum Caloris. Calorum Descriptiones & Figna Phil Trans R Soc 1700 22: 824-829.
4. Atkins, P., 2010, Laws of Thermodynamics: A very short introduction, OUP:Oxford.
5. (Hình quăng sách lên kệ): http://en.wikiversity.org/wiki/Spectroscopy/Molecular_energy_levels#mediaviewer/File:Population_of_energy_states.png

Luca Turin và giới khoa học Xô Viết

Đọc các sách vở về hóa hương, nước hoa, về khứu giác, nhất là các sách xuất bản khoảng năm 2000 trở đi, cuốn nào không nhắc tới Luca Turin hay cái lý thuyết rung động mùi hương của Turin, thì cuốn đó thiếu sót khá lớn.

Tôi biết tới Turin vào năm đầu tiên tôi đến cái đất nước này, trong những ngày lùng sục thư viện, và kể từ khi tôi bắt đầu dịch cuốn "The secret of scent" của Turin. Và tôi mê từ con người ông Turin cho tới ngôn ngữ của ổng, cái hài của ổng, cho tới cái lý thuyết về mùi hương độc đáo và tuyệt vời của ổng. Năm ngoái, tôi từng làm một bài thuyết trình PowerPoint khi đi phỏng vấn thực tập ở Syngenta về lý thuyết rung động mùi hương của Turin, nhưng tôi không được nhận.

Từ khi sinh học bắt đầu nhìn được phân tử, và người ta bắt đầu sử dụng hình dạng của phân tử để giải thích đủ thứ cơ chế sinh lý, từ enzyme tiêu hóa trong ruột cho tới kháng thể bạch cầu vân vân, các nhà sinh lý học bắt đầu mê mẩn với cái suy nghĩ theo thuyết ổ khóa-chìa khóa, và tới khi đụng vào khứu giác, chúng ta lại vẫn tiếp tục nghĩ theo lối đó, phải có các thụ thể có hình dạng thích hợp để các phân tử mùi lắp vào y chang như lắp lego. Nhưng rồi chúng ta kẹt luôn ở đó, làm sao giải thích được cơ chế nào mà cơ thể con người có thể có hàng trăm ngàn cái ổ khóa để cho mũi chúng ta có thể phân biệt được cả trăm ngàn mùi hương một cách tức thì, trong khi cả trăm ngàn kháng thể do bạch cầu tạo ra ghép khớp vào từng loại kháng nguyên mầm bệnh cũng phải tốn thời gian vài ngày theo kiểu thử sai. Rồi nếu hình dạng một phân tử mùi quyết định mùi hương của nó, thì làm sao giải thích được có đủ thứ phân tử hình dạng na ná nhau lại có mùi hoàn toàn khác biệt, trong khi một đống phân tử khác hình dạng hoàn toàn khác biệt lại có mùi na ná nhau (ví dụ: các phân tử mùi xạ có thể chia được làm 4 nhóm có hình dạng rất khác nhau: xạ nitro, xạ vòng lớn, xạ đa vòng và xạ vòng no - xem hình).

Lý thuyết rung động mùi hương của Turin sử dụng các dao động của các liên kết phân tử, xem mũi con người như một cái máy phổ hồng ngoại IR, thứ mà các sinh viên hóa học được học cách đọc - nhìn vào phổ IR ngoằn ngoèo đoán được phân tử gồm các nhóm chức nào - ngay từ năm một. Cái mũi chúng ta đọc từng phân tử, từng mũi phổ. Vì thế, các phân tử có phổ tương tự nhau sẽ có mùi tương tự nhau. Lý thuyết này vốn dĩ không phải của Turin nghĩ ra, nó được đưa ra từ năm 1928, sau đó bị bỏ xó vì không ai tin, sau này có được vực dậy vài lần, nhưng dù có bằng chứng về mùi, nhưng nó vẫn gặp một số phản ví dụ, và quan trọng là vẫn chưa ai tìm ra được cơ chế làm sao mũi có thể là một cái máy phổ. Mãi cho tới khi người ta tìm ra thụ thể bắt cặp protein-G (Nobel 2004 cho Linda Buck và Richard Axel), rồi Turin dùng hiệu ứng đường hầm điện tử để giải thích thì lý thuyết này mới sống dậy thật sự.

(Tạm ngừng phần này ở đây, dĩ nhiên tôi sẽ còn viết nhiều về Turin)
______________________________

Bài này tôi vốn không muốn đi sâu vào cái lý thuyết hay ho của Turin mà muốn giới thiệu về một cuốn sách siêu hay của Chandler Burr viết về Luca Turin và mùi hương (theo tôi thấy còn hay hơn cuốn sách của Luca Turin tự viết về lý thuyết của mình). Cuốn sách siêu hay này có một đoạn hay kinh điển mà Luca Turin kể về giới khoa học thời kỳ Xô Viết, mà tôi đã dịch ở dưới:

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ÔNG HOÀNG CỦA MÙI HƯƠNG
tác giả: Chandler Burr 

[...] Dưới con mắt của Turin, nước Nga đã luôn là đầu tàu nơi cư ngụ của hàng loạt những nhà phù thủy khoa học lập dị. Hồi xưa ông từng đọc tạp chí Biofizika bằng phiên bản tiếng Anh gọi là Soviet Biophysics (tạp chí Vật lý sinh học Xô Viết), vốn là tờ tạp chí đầy những thứ hay ho lạ lùng - những thứ "nếu mà đúng, thì rất hay ho", theo lời ông nói.

[...] Turin tới làm ở Matxcơva 5 lần ở 5 thời điểm khác nhau, nghiên cứu đủ thứ gì ông thích. Ngành sinh học của Nga bây giờ, ông nói một cách luyến tiếc, đã gần như bị xóa sổ. "Không tài trợ, không thiết bị, toàn là tuyệt vọng, toàn là xuất cảnh. Những người giỏi nhất trốn hết qua Mỹ với Israel." Ông nhún vai, thở dài cho một thời đã qua. Thứ mà ông đặc biệt thích là sách khoa học, mua chỉ vài xu Anh đúng theo nghĩa đen (*giá hiện giờ 1 xu Anh = 350 VND) ở mấy cửa hiệu Xô Viết teo tóp. Ông sẽ đi thẳng tới Dom Knigi (Nhà Sách) ở Prospekt Kalinina (Đại lộ Kalinina), tầng tám phía bên phải, ở đó sẽ có hàng chồng sách mỗi chồng gần 2 mét, sách về vật lý lượng tử, về sinh lý, về điện hóa, về luyện kim, đủ thứ. Mặt ông sáng lên. "Có một cuốn rất hay kêu là Cứng hơn cả kim cương, nói về mấy thứ ngọc có đốp thêm nitơ vào. Tôi thích cuốn đó." Ông cười sung sướng, rồi mím môi, nhìn trầm ngâm. "Những người viết ra mấy cuốn sách đó toàn là những người mang giầy sờn rách rẻ tiền, mặc áo vải polyester bẩn. Đống sách tôi gom được sau mỗi chuyến đó, nặng phải bằng một con bê con. Nhìn vào đống sách đó, tôi nghĩ "làm sao mình tha được đống này về nhà, thôi mai mình quay lại", thế nhưng hôm sau quay lại thì nguyên đám đó đã biến mất. Biến mất mãi mãi. Ở đó sẽ không còn gì luôn. Thế nên khi mình tìm được, thì phải cố mà tha ra tới quầy tính tiền, người ta sẽ gói sách lại bằng một cái giấy gói lạ lùng nhất, đẹp nhất với một cái dây cũng rất lạ - ở Liên bang Xô Viết thì cái gì cũng lạ hết - rồi mình vác nó ra taxi, rồi vác ra bưu điện, rồi gửi máy bay về nhà. Tôi đã mua nhiều sách tới mức mang không nổi, năm mươi kí lô sách, cả chồng cả tháp những cuốn sách vĩ đại, ác liệt, tuyệt vời đó.

"Rồi còn những nhà khoa học Xô Viết thì cũng hay ếu (fucking) chịu được. Tôi nhớ có một lão người Anh rất ngựa, có lần đứng thuyết trình ở Mátxcơva vào một ngày hè khá oi. Lão này mặc một bộ vét vải lanh màu thuốc lá, đội một cái nón vành panama, trông rất là thực dân. Thính giả của lão này là 25 nhà khoa học Liên Xô trông vô cùng nhếch nhác, mặc áo xống rách rưới, tồi tàn, tệ hại, nhìn thấy tưởng như mấy người này ăn xin trên đường phố. Lão kia thì vừa thuyết trình vừa tỏ vẻ kẻ cả, chiếu cố kiểu dân Anh, rồi tới phần hỏi-đáp, 25 nhà khoa học Liên Xô này đã quay chín lão người Anh luôn. 25 nhà khoa học đó, họ trông như dân vô gia cư thì sao, có vấn đề gì không? Vấn đề là họ hoàn toàn không tào lao. Khoa học đối với họ không phải là một cái "nghề", không phải là để diện áo choàng tiến sỹ đi qua đi lại, không phải màu mè hoa lá, nó là khoa học thuần túy, nó là cái câu hỏi Thế này là thế nào? Làm sao chúng ta giải quyết được cái này? Ôi trời ơi. Họ sống trong những khu ký túc tối tăm của Đại học Quốc gia Matxcơva, vốn là một cái trường đại học dành riêng cho khoa học, cái tòa nhà (lại fucking) vĩ đại ở trên đỉnh đồi. Hồi tôi đến đó lần cuối, họ fax hỏi tôi: "Ông muốn có học hàm gì?", tôi fax trả lời: "Đại Công tước (Grand Duke)". Họ fax ngược lại: "Đại Công tước hiện tại có người đang dùng, gợi ý nên dùng Giáo sư thỉnh giảng (visiting professor)".

Tuổi trẻ vĩnh cửu?

Câu hỏi: Thế kỉ 16, có một câu chuyện về một nữ bá tước Hungary tên là Elizabeth Báthory tắm trong máu của thiếu nữ để trẻ lại. Gần đây, chúng ta đã biết được rằng các đoạn telomere trên nhiễm sắc thể của chúng ta trở nên ngắn hơn khi ta già đi và điều này có vẻ khá liên quan tới sự lão hóa. Tui không học tập cái trò bệnh hoạn điên khùng của Báthory ngày xưa, nhưng nếu một người lấy máu của chính mình từ khi còn nhỏ, lưu trữ trong điều kiện hoàn hảo suốt 50 năm rồi sau đó đưa vào cơ thể, việc này liệu có đem lại kết quả khả quan nào không?

Barbara Robson
Ainslie, Australian Capital Territory

Trả lời: 

Thực sự có 2 câu hỏi được đặt ra ở đây. Câu thứ nhất là nguyên nhân của việc lão hóa là gì? Sự ngắn đi của telomere đúng là một lý thuyết nhưng nó hoàn toàn không thể lý giải cho sự lão hóa vì nhiều loài động vật, như là loài giun tròn lão hóa và chết mà không trải qua bất kì quá trình phân bào nào. Ngược lại, tế bào ung thư lại có thể coi như bất tử, trải qua hàng ngàn lần phân bào mà khả năng phân chia không hề suy suyển. Sự lão hóa là một sự ảnh hưởng lẫn nhau vô cùng phức tạp của nhiều hiện tượng khác biệt, trong đó bao gồm việc dần suy giảm về chức năng của ti thể khi phải trải qua quá trình oxy hóa quá nhiều lần* và sự tích lũy các protein bị sai lệch về cấu trúc do dịch mã sai và những hư hại tích lũy của DNA.


Câu hỏi thứ hai là liệu việc thay máu có hiệu quả hay không? Câu trả lời là không. Thay máu "già" bằng máu "trẻ" sẽ không cải thiện được chút nào những hiện tượng tế bào dẫn đến sự lão hóa. Hậu quả nhãn tiền nhất của việc thay máu này có lẽ khá tiêu cực: người bị thay máu sẽ nhanh chóng đổ bệnh vì máu được thay sẽ thiếu những kháng thể mà cá nhân người này đã tích lũy trong suốt 50 năm. Kết quả là những mầm bệnh trước đây chẳng là gì bỗng nhiên có thể dễ dàng xâm nhập vào một hệ tuần hoàn mới để tấn công.

Allan Lees
Tổng điều hành văn phòng thông tin
Viện nghiên cứu lão hóa Buck
Novato, California, US


*ở đây dùng từ oxidative, ý muốn nói tới quá trình oxydative phosphorylation diễn ra trên màng trong (cristae) của ti thể; trong hệ dẫn truyền electron hô hấp, mỗi lần mỗi lần e- đi qua một phân tử carrier sẽ oxy hóa phân tử đó, năng lượng sinh ra trữ vào ATP.

Ngay cả khi chúng ta biết về vai trò của telomere trong sự lão hóa, việc thay mới telomere cũng ít có khả năng cải thiện điều gì. Telomere là những đoạn đệm lặp lại nằm ở tận cùng có thể bỏ đi của cặp nhiễm sắc thể. Trong tế bào soma (là những tế bào bình thường tạo nên cơ thể, không phải tế bào sinh sản hay tế bào gốc) các telomere trở nên ngắn đi trong quá trình phân chia; nếu tế bào sinh sản trải qua quá trình bị ngắn đi như vậy sẽ dẫn đến việc mất mát những vật liệu di truyền hữu ích.


Tế bào có telomere dài không thể làm gì để bảo vệ các tế bào đã mất đi telomere khác. Mỗi telomere chỉ ảnh hưởng tới đoạn cuối của chính nhiễm sắc thể trong chính tế bào mang nó mà thôi.


Trong các tế bào sinh sản như tế bào trứng (noãn bào) và nguyên bào tinh, một enzyme đặc biệt gọi là telomerase sẽ kéo dài telomere ra tới một độ dài cần thiết. Quá trình này tiếp diễn ít nhất là cho tới những giai đoạn đầu tiên của sự phát triển phôi và tiếp tục diễn ra trong tế bào gốc. Đặc biệt, hầu hết tế bào máu có thời gian sống ngắn nên chúng phải luôn được tạo ra và thay thế bởi tế bào gốc trong lá lách và tủy. Điều này có nghĩa là nếu cấy những cấu trúc này thì có thể thay thế được tế bào gốc của một vài loại mô quan trọng, nhưng việc thay máu thì không. Việc kích thích cơ thể sản xuất telomerase có thể có tác dụng hơn nhưng cũng cần cẩn trọng vì đây cũng chính là nguyên nhân của một vài loại ung thư trong cơ thể.

Frank Horseman
Brussels, Bỉ.



___________

Trích từ sách "Gấu Bắc Cực có cảm thấy cô đơn không?" (Do Polar Bears get lonely) của tạp chí NewScientist, Mick O'Hare biên tập (2008), London: Profile Books.

Giải Nobel Y Học 2009 trao cho 3 nhà khoa học Mỹ, GS Elizabeth Blackburn, GS Carol Greider và GS Jack Szostak với công trình phát hiện và giải mã vai trò của telomere và enzyme telomerase trong quá trình lão hóa tế bào.

Hình ảnh: http://www.beltina.org/health-dictionary/telomere-definition-structure-dna.html