NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG HỢP HÓA HỌC

Con người là sự tổng hoà các mối quan hệ trong xã hội, nhưng cũng là sự tổng hoà của

những nguyên tử hợp thành. Hoá học là một chuyên ngành có bề dầy lịch sử, cũng là một

nghành khoa học có nhiều ứng dụng trong cuộc sống con người.

Trong rất nhiều lần lang thang trên mạng, tôi nhận thấy có nhiều bài bài viết về hoá học

rất hay từ những trang web: www.hoahocvietnam.com; www.h2vn.com;

www.hoahocphothong.com....Những kiến thức này rất có ícj cho những người đang dạy

hoá, cũng như đang học môn hoá và cũng là những kiến thức cho những học sinh hướng

nghiệp, có thể định hứơng cho tương lai của mình…

Tôi đã tập hợp thành ebooks điện tử với tựa đề là “ Những kiến thức tổng hợp hoá học”

nhằm mừng ngày nhà giáo Việt Nam 20-11-2007. Nội dung cuốn sách này gồm:

- Lịch sử hình thành hoá học

- Gần 100 bài viết về Công nghệ hoá và những ứng dụng của hoá học trong

cuộc sống đời thường

- Một số bài viết về các nhà hoá học

- Một số kinh nghiệm trong việc giải bài toán hoá học

- Những phần mềm sử dụng trong việc soạn và giảng hoá học

….

Dự kiến trong lần biên soạn thứ 2, tôi sẽ đưa vào lý thuyết và bài tập hoá học cấp 3.

Trong quá trình biên soạn, chắc chắn có nhiều thiếu sót về nội dung, mặt kỹ thuật trình

bày, do thời gian có hạn, việc tập hợp tài liệu cũng còn có nhiều sự hạn chế.Rất mong sự

giúp đỡ thêm của các đồng nghiệp để hoàn thiện cuốn sách điện tử này ngày càng tốt

hơn.

Thời gian bắt đầu biên tập: 18-11-2007

Thời gian hoàn thành: 19-11-2007

Mọi sự liên hệ xin gửi về: TrankimloanHMD@yahoo.com.vn

Xin chân trọng cám ơn.

2

Lời nói đầu

Mục đích yêu cầu của sách Lịch sử Hóa học là nghiên cứu và

trình bài quá trình tích lũy các kiến thức hóa học trong lịch sử

tiến lên của loài người. Nói cụ thể hơn đó là nghiên cứu và

trình bài sự tiến hóa các tư tưởng hóa học, các thành công lớn

trong công nghiệp hóa học.

Đối với sinh viên học môn hóa học, sau khi nghiên cứu sách

Lịch sử Hóa học, họ sẽ nhận thấy các kiến thức hóa học của

mình được bổ sung và hệ thống hóa sâu sắc về bề rộng, bề

sâu rõ rang và lí thú hơn, về nhiều phát minh hóa học, sẽ rút

ra được nhiều kinh nghiệm thành công và thất bại cho cách suy nghĩ, cách làm việc của mình

trong nghiên cứu khoa học nói chung, trong nghiên cứu hóa học nói riêng. Sách Lịch sử Hóa

học có một ý nghĩ không nhỏ về giáo dục tư tưởng chủ nghĩa Mác – Lênin, ví dụ như khi xem

xét sự phát triển các sự kiện của hóa học trong mối quan hệ với xã hội, với các ngành khoa

học khác.

Sách Lịch sử Hóa học còn nêu lên gương những nhà hóa học tên tuổi, những gương lao

động nghiêm túc bậc thầy trong nghiên cứu hóa học, giúp có được những hiểu biết rộng rãi

để đánh giá đúng nhiều vấn đề, nhiều nhân vật, và biết được cần phải có sự kế thừa liên tục

trong nghiên cứu khoa học từ thế hệ này đến thế hệ khác thì ngành hóa học mới có thể hình

thành.

Ngoài ra sách Lịch sử Hóa học còn giúp cho giáo viên đại học cũng như trung học có đủ tư

liệu để tổ chức những buổi nói chuyện ngoại khóa gây cho học sinh nhiều hứng thú khi học

hóa học.

Công việc soạn sách Lịch sử Hóa học có những khó khăn nhất định do những đặc điểm của

nó. Hóa học nằm trong số các khoa học tự nhiên trẻ nhất, trẻ hơn nhiều so với thiên văn học,

toán học, vật lí… Trong khi các khoa học kia do nhiều mục đích yêu cầu được xác định sớm,

3

phát triển theo phương hướng khá ổn định và thuận lợi, thì hóa học không có được cái may

mắn đó. Các hoạt động hóa học trong giai đoạn đầu tiên qua cả ngàn năm được tiến hành

không mục đích yêu cầu rõ rệt mà lại còn bị lợi dụng để phục vụ những mục đích tôn giáo và

chính trị. Cho mãi đến thế kỉ 17 hóa học thực sự vươn lên thành một khoa học độc lập.

Lịch sử hóa học bắt đầu từ thời điểm nào? Sự phân chia Lịch sử Hóa học thành thời kì như

thế nào? Sự trình bày như thế nào cho hợp lý qua các thời gian ngắn dài rất khác nhau…

Chúng ta không thể nghiên cứu Lịch sử Hóa học như một đối tượng cô lập, mà phải xem xét

trong bối cảnh lịch sử có các ngành hoạt động xã hội khác như về chính trị, kinh tế, văn

hóa… Chúng tôi nhận thức được rằng vấn đề chủ yếu cần được giải quyết ngay từ đầu là sự

phân chia đúng các thời kì của lịch sử hóa học để tạo điều kiện thuận lợi cho sự trình bày

cũng như sự tiếp thu nội dung.

Sự phát triển của hóa học ngày càng phức tạp vì hóa học đã có đầy đủ cơ sở hiện đại về cả

lý luận và thực nghiệm chặt chẽ, cả hai kết hợp dần dần tự phân hóa thành một số phân

ngành cơ bản rồi chuyên ngành đi sâu. Khi hóa học được nghiên cứu kết hợp với các khoa

học khác có liên quan như vật lý, sinh học,… thì bắt đầu xuất hiện một số khoa học liên

ngành như hóa lý, sinh hóa, địa hóa… Đồng thời báo và tạp chí hóa học cũng ra đời với số

lượng và chất lượng mỗi ngày càng tăng rất nhanh.

Như vậy nổi lên một vấn đề rất quan trọng là lựa chọn và trình bày các thông tin như thế nào

để nhận thấy được có một sự phát triển liên tục của hóa học, đồng thời nắm được một số

vấn đề lớn, trọng tâm của mỗi thời kì, triánh tản mạn. Chúng tôi chủ trương tinh giản các

thông tin, và trình bày có hệ thống, có trọng tâm, trọng điểm, nhằm đảm bảo sự tiếp thu và

nhớ dễ dàng. Đặc biệt chúng tôi bắt buộc phải tinh giản rất nhiều ở thế kỉ 20 mà hóa học

trong thời kì này lại phát triển như vũ bão và muôn hình muôn vẻ.

Chúng tôi lấy nguyên tử làm “trung tâm” và chọn các vấn đề chủ yếu có liên quan đến

nguyên tử (ví dụ electron, hạt nhân nguyên tử…) rồi chi tiết hóa từng vấn đề đó tùy theo mức

độ phát triển của khoa học trng từng thời kì (ví dụ thành phần hạt nhân nguyên tử, vỏ

electron của nguyên tử, liên kết hóa học, đồng vị).

Chúng tôi cố gắng viết Lịch sử Hóa học như thế nào để đạt được mục đích như lời phát biểu

của viện sĩ P.I Van Đen: “Nếu hông hiểu đựơc quá khứ, chúng ta sẽ không hiểu được hiện

tại; và chỉ khi hiểu tường tận quá khứ và hiện tại, chúng ta mới có thể dự đóan được tương

4

lai”.

Chúng tôi rất biết ơn giáo sư Nguyễn Thạc Cát, đã để công đọc toàn bộ bản thảo, đã góp

cho chúng tôi một số ý kiến lớn quý bào nhằm nâng cao them chất lượng của sách một cách

rõ ràng.

Chúng tôi chân thành cảm ơn các bạn Nguyễn Duy Ái, Trần Ngọc Mai, Trần Văn Nhân, Phan

Tống Sơn.

5

CHƯƠNG I: SỰ PHÂN CHIA CÁC THỜI KÌ LỚN CỦA

LỊCH SỬ HÓA HỌC

Sự phân chia các thời kì lớn của Lịch sử Hóa học không thật

giống nhau giữa các sách, thậm chí có những sách cuối

những năm 70 đầu những năm 80 còn né tránh các vấn đề

này! Chúng tôi thấy cần thiết có sự phân chia này, và đã tìm ra

một sự phân chia tương đối hợp lí như sau:

   

Tuy ngày nay đã có định nghĩa rõ ràng: Hóa học là môn khoa

học nghiên cứu các chất và sự biến hóa của chúng, nhưng hóa học chỉ được coi là một môn

khoa học chính thức từ khi có mục đích yêu cầu xác định và có đối tượng riêng. Tính chất

độc lập của hóa học chỉ mới thể hiện vào giữa thế kỷ 17 mà thôi. Tuy vậy không thể cho rằng

Lịch sử Hóa học bắt đầu từ thời điểm này. Từ hang thiên niên kỷ trước công nguyên đã có

nhiều “nôi” văn minh trên thế giới. Nhiều di vật cổ tìm thấy chứng minh rằng từ thời thượng

cổ 7000 – 8000 năm trước công nguyên con người đã có những “hiểu biết hóa học” nhất

định. Chẳng hạn như về đồ trang sức bằng vàng, bạc, gốm, thủy tinh thô sơ, sơn màu và

thuốc nhuộm, tên và lưỡi giáo bằng đồng hoặc sắt…, về chất này chất khác và cách chế biến

sử dụng.

Khảo cổ học Việt Nam cũng đã phát hiện được nhiều di vật cổ tương tự như trang sức bằng

vàng, bạc, đồ gốm (gạch, ngói, chum, vại…), mũi tên, lưỡi giáo bằng đồng, sắt. Có trống

đồng Ngọc Lũ của văn hóa Đông Sơn, thời Hùng Vương, đúc đẹp, tinh vi được thế giới đánh

giá cao.

Sự nghiên cứu kĩ cho thấy rằng suốt từ thế kỉ thứ 4 sau công nguyên đến đầu thế kỉ 16 đã có

một trào lưu lớn tìm tòi nghiên cứu gọi là giả kim thuật, được xem như là thời kì “Tiền hóa

học”. Hoạt động của thời kì này tuy còn thần bí, duy ý chí nhưng rõ ràng đã xây dựng được

một số quy trình thực hành thủ công. Giai đoạn từ đầu thế kỉ 16 đến giữa thế kỉ 17 là thời kì

chuyển tiếp với sự xuất hiện của hóa y học và hóa kỹ thuật. Rồi hóa học độc lập ra đời chập

chững trưởng thành và đến cuối thế kỉ 18 mới có bộ mặt hóa học hiện đại…

6

Tổng hợp lại, chúng ta chia được lịch sử hóa học làm 5 thời kì lớn như sau:

1. Thời kì cổ đại: từ thượng cổ đến hết thế kỉ thứ 3 sau công nguyên.

2. Thời kì giả kim thuật: từ thế kỉ thứ 4 đến đầu thế kỉ 16.

3. Thời kì hóa y học và hóa kỹ thuật: từ đầu thế kỉ 16 đến thế kỉ 17.

4. Thời kì hóa học độc lập trở thành một khoa học: từ giữa thế kỉ 17 đến cuối thế kỉ 18.

5. Thời kì hóa học hiện đại: từ đầu thế kỉ 19 đến ngày nay

7

CHƯƠNG II: THỜI KÌ CỔ ĐẠI

Một số sách Lịch sử Hóa học ngay ở những trang đầu đặt câu hỏi: Danh từ “Chimi” (hóa học)

xuất hiện lúc nào? Có định nghĩa ban đầu như thế nào? Các lời giả đáp khác nhau được đưa

ra, nhưng tất cả đều không dựa trên những cơ sở rõ ràng. Có lẽ đáng chú ý nhất là câu

chuyện kể lại của nhà giả kim thuật có tên tuổi Zôsime (Zosime). Zôsime được coi là nhà giả

kim thuật đầu tiên, sống khoảng nửa sau thế kỉ thứ 3. Ông đã kể lại rằng vào thế kỉ thứ 3

trước công nguyên, tại Memphit (Memphis) thủ đô Ai Cập cổ đại trong đền thờ thần Ai Cập

Phơta (Phta) có một khu đặc biệt dành cho hoạt động của một nghệ thuật thiêng liên do các

thiên thần truyền lại cho con người. Như vậy, có thể nói rằng lúc ban đầu hóa học được coi

là một nghệ thuật thiêng liên do các thiên thần truyền lại cho các giáo sĩ Ai Cập cổ đại.

1. Những di vật và hiểu biết hóa học thời kì cổ đại

Các giáo sĩ tôn giáo bí mật nghiên cứu điều chế nhân tạo ngọc

quý, kim loại quý, vàng, bạc, thuốc nhuộm đẹp, thuốc thánh

chữa bệnh, ướp xác người… dùng những kí hiệu tượng trưng,

khinh thường sự quan sát thiên nhiên và sự tổ chức làm thí

nghiệm. Sau khi Ai Cập bị Hi Lạp xâm chiếm (năm 323 trước

công nguyên) một phần “nghệ thuật thiêng liêng” bị lọt ra ngoài

từ các đền thờ Phơta, Ozirit (Oziris), Jziđô (Jzido)… và được phổ

biến rộng ra dần…

Trong thành phố thì có sự hoạt động hằng ngày thiết thực

phong phú, của một đội ngũ đông đảo thợ các nghề thủ công. Họ lao động cần cù đi đến

sáng tạo ra nhiều sản phẩm gồm đồ mỹ nghệ bằng ngọc quý, vàng, bạc, đồ gốm, đồ thủy

tinh, vải vóc, thuốc nhuộm… Đội ngũ thợ này tập hợp dần dần một vốn kiến thức về kỹ thuật

hóa học thủ công phong phú và có giá trị. Chính họ đã để lại cho ngày nay những di vật quý

giá như: đền đài, lăng mộ, kho báu, dụng cụ lao động, sinh hoạt…

8

Ngoài ra còn có những tư liệu ghi chép trên những tấm đá, tấm đất sét nung, thanh tre non,

giấy lao sậy (papirút Ai Cập). Một papirút có tiếng nhất là papirút Ebe (Eber), còn lưu trữ ở

thư viện Trường Đại học Lepzic (Leipzig) viết khoảng 1600 năm trước công nguyên, phần

chính nói về y học, về thuốc chữa bệnh. Còn có thể kể thêm tác phẩm của một số tác giả thi

sĩ, sư gia, (truyện “Iliat và Ođixê” của Hôme (Homere) về chiến tranh thành Tơroa (Troie)

khoảng 1200 năm trước công nguyên), triết gia (bộ “Bách khoa toàn thư” của Pơlin (Pline)

viết khoảng thế kỉ 1 trước công nguyên),…

Các di vật ở trên được tìm thấy ở những nơi đã có một trình độ văn minh nào đó ở thời cổ

đại, tại khu vực rộng lớn Á – Âu – Bắc Phi, đã xuất hiện dần dần trước sau nhau một ít các

nền văn minh: Trung Quốc (sớm nhất), Ấn Độ, Lưỡng Hà, Ai Cập, Hi Lạp, La Mã (muộn

nhất). Từ thời xa xưa người Trung Hoa đã biết sản xuất gồ gốm, một số kim loại, đúc

chuông, tượng, chế thuốc nhuộm (inđigô,…), thuốc chữa bệnh, sản xuất đường, nấu rượu từ

các hạt,… Ấn Độ cũng có những di vật tương tự mới được phát hiện gần đây, có những đồ

gốm, đồ đồng niên đại khoảng 3000 năm trước công nguyên.Khu vực Lưỡng Hà có những

tấm đất sét khắc chữ hình nêm từ 3000 năm trước công nguyên ghi lại cách sản xuất các

kim lại, sắt, đồng, bạc, chì từ quặng, có những tượng múa tôn giáo, từ 4000 năm trước công

nguyên! Ở Việt Nam, nước Văn Lang, thời các vua Hùng, cũng biết sản xuất đồ gốm, nấu

đồng, luyện sắt, đúc chuông, tượng, trống đồng, vũ khí…

Nền văn minh Ai Cập cổ đại được nghiên cứu và hiểu biết nhiều nhất. Trước khi bị Đế quốc

Hi Lạp xâm chiếm, Ai Cập độc lập có các triều đại được xây dựng nên từ 7000 năm trước

công nguyên, là nước có kỹ thuật tiên tiến của thế giới ngày xưa, các nghề thủ công đạt tới

trình độ cao do trong chế độ chiếm hữu nô lệ của Ai Cập, có sự phân công lao động giữa các

thợ thủ công và sự chuyên môn hóa sản xuất. Ai Cập cổ đại biết nung gạch từ 6000 năm

trước công nguyên, biết tinh chế vàng bạc, sản xuất đồ gốm, chế thuốc nhuộm (thuốc nhuộm

thực vật inđigô, nghệ, quỳ,… thuốc nhuộm vô cơ như hồng hoàng, minium,…) chế rượu bia,

rượu nho, dấm, các loại thuốc chữa bệnh (thuốc viên, thuốc xoa, thuốc bó,…) có kỹ thuật

ướp xác người chu đáo từ 3000 năm trước công nguyên…, trong kim tự tháp Khuphu

(Khufu) 2900 năm trước công nguyên đã tìm thấy dao trổ bằng thép được chôn theo.

Từ xa xưa, con người trong quá trình tìm hiểu thế giới đã nhận thấy cần phải có một lý thuyết

nào đó hướng dẫn mình tiến tới…

 

9

2. Những lý thuyết của các Triết gia cổ Hi Lạp – La Mã

 

Trong thời Cổ Đại, dân tộc Hi Lạp nổi bật lên ở khả năng tổng quát hóa. Họ có nhiều nhà triết

học mạnh dạn xây dựng nên những lý thuyết tổng quát để giải thích các hiện tượng muôn

hình muôn vẻ không ngừng diễn ra xung quanh mình. Đáng chú ý nhất có thuyết các chất

đầu hay nguyên tố của mọi vật, có thuyết nguyên tử về cấu tạo gián đoạn của vật chất.

Thuyết các nguyên tố được hình thành như sau:

Nhà triết học Talet (Thales) ở thành phố Milê (Milet) sống ở thế kỉ thứ 7 sang thế kỉ thứ 6

trước công nguyên, đã suy nghĩ và kết luận rằng nước là nguyên lí, là chất đầu, là nguyên tố

của tất cả: “Không có gì có thể xuất phát từ không có gì, tất cả xuất phát từ nước và rồi trở

lại về nước”. Đung nóng nước thấy nước biến thành không khí (hơi nước), cho bay hơi nước

(nước biển) thu được đất (muối). Anaximen (Anaximène) sống khoảng giữa thế kỉ thứ 6

trước công nguyên cho không khí là chất đầu. Xênôphan (Xenophane) cùng thế kỉ cho đất và

nước là chất đầu. Hêraclit (Heraclite) (540 – 480 trước công nguyên) coi lửa là chất đầu.

Empêđôc (Empédocle) (490 – 430 trước công nguyên) tổng hợp thành thuyết các nguyên tố:

nước, không khí, đất, lửa là 4 chất đầu, là 4 nguyên tố tạo nên mọi vật. Mọi vật thể đều được

tạo nên từ chúng theo những tỉ lệ khác nhau.

Chúng ta lưu ý rằng, nguyên tố ở đây nghĩa là thứ đầu tiên, không kể là vật chất hay phi vật

chất.

Gần như đồng thời với thuyết các nguyên tố, ra đời thuyết nguyên tử. Một vấn đề to lớn là

xét xem vật chất có cấu tạo như thế nào, có thể chi nhỏ mãi vô cùng không giới hạn, hay có

giới hạn?

Lơxip (Leucipe) ở thế kỉ thứ 5 trước công nguyên là tác giả của thuyết nguyên tử. Ông ch

rằng vật chất có thể chia nhỏ dần đi đến những phần tử không thể chia nhỏ hơn được nữa,

gọi chúng là các nguyên tử. Có các nguyên tử của nước, không khí, đất, lửa.

Đêmôcrit (Democrite (460- 390 trước công nguyên), học trò của Lơxip hoàn thiện lý thuyết

của thầy, được coi là ông tổ thật sự của thuyết nguyên tử. Đêmôcrit xuất phát từ nguyên lý:

“không có gì thì không thể cho cái gì cả”, và lý luận như sau để đi đến thừa nhận sự tồn tại

các nguyên tử: “Nếu bất kì một vật nào có thể chia nhỏ mãi không cùng thì có 2 điều, hoặc

10

không có gì cả hoặc còn lại cái gì đó. Trong trường hợp thứ nhất, vật chất chỉ có một sự tồn

tại ảo tưởng mà thôi; trong trường hợp thứ hai, người ta đặt câu hỏi: còn lại gì vậy? Câu trả

lời logic nhất là có sự tồn tại các nguyên tố thật sự, không chia được, không chỉ được gọi là

các nguyên tử”. Ông quan niệm các nguyên tử của các nguyên tố có kích thước và hình

dạng nhất định, giải thích được sự khác nhau về tính chất của các nguyên tố. Những chất

thực tế ta thấy là những liên kết của các nguyên tử đó, nếu có sự thay đổi liên kết thì có thể

làm chất này biến thành chất khác.

Lơxip và Đêmôcrit là 2 nhà duy vật hoàn toàn, không chấp nhận có sự tham gia một vị thần

thánh nào trong mọi hiện tượng trong vũ trụ.

Platôn (Platon) (429 – 349 trước công nguyên), một triết gia có

tên tuổi lớn, trong sách Timê (Timée) của mình, bác bỏ tính

chất vật chất, bác bỏ thuyết nguyên tử, trình bày thuyết các ý

của mình: một thượng đế đã xây dựng trật tự của thế giới

bằng nguyên tố nước, không khí, đất, lửa đã tạo ra 4 loại sinh

vật ứng với 4 nguyên tố đó là: loại thứ nhất gồm các thần tạo

nên tia lửa, loại thứ hai gồm các động vật có cánh sống trong

không khí, loại thứ ba gồm các động vật sống trong nước, loại

thứ tư gồm các động vật sống trên cạn.

Arixtôt (Aristotle) (384 – 322 trước công nguyên), học trò của

Platôn, không coi nặng như thầy vấn đề nghiền ngẫm các ý, mà chú ý nhiều đến việc nghiên

cứu thiên nhiên, đến các con vật và các cây cỏ. Ông bác bỏ thuyết nguyên tử, thừa nhận vật

chất có thể chia vô hạn, thừa nhận có 4 nguyên tố nước, không khí, đất, lửa, tuy nhiên quan

niệm nhau từng cặp: khô - ẩm, nóng – lạnh, 4 tính chất nguyên thủy ấy kết hợp từng cặp một

thành các nguyên tố nước, không khí, đất, và lửa theo sơ đồ này.

nóng + khô = lửa

nóng + ẩm = không khí

lạnh + khô = đất

lạnh + ẩm = nước

Hệ thống nguyên tố - tính chất nguyên thủy của Arixtôt được trình bày trong hình. Sự khác

nhau giữa các chất là do tỉ lệ phối hợp các tính chất nguyên thủy.

Khi đun nóng nước thiên nhiên, nước được biến thành không khí và để lại trong đĩa một bã

là đất. Hiện tượng này được giải thích như sau: nước đã trả ẩm cho lửa, thu nóng của lửa

11

tạo thành không khí, đồng thời nước trả lạnh cho lửa, thu khô của lửa, tạo thành đất!

Từ đây, Arixtôt rút ra kết luận là: “Hoàn toàn có khả năng biến đổi chất này thành chất khác!”.

Kết luận này đã thống trị tai hại trong hóa học một thời gian rất dài, gần 2000 năm với trào

lưu giả kim thuật.

Dân tộc La Mã có óc thực tế hơn là óc suy luận, cho nên họ chỉ tiếp thu các tư tưởng triết

học của dân tộc Hi Lạp, không đóng góp được gì thêm giúp phát triển lý thuyết vừa trình bày.

Vài nét về Nhà trường Alêcxanđri (Alexandrie)

Trong khoảng thời gian chuyển tiếp từ thời kì cổ đại sang thời

kì trung cổ, từ thế kỉ thứ 2 đến thế kỉ thứ 6 sau công nguyên.

Sự hoạt động mạnh mẽ của Nhà trường Alêcxanđri, có ảnh

hưởng khá quan trọng đến sự tiến hóa của các ngành khoa học, trong đó có hóa học.

Năm 323 trước công nguyên, Hoàng đế Hi Lạp, Alêcxanđri vĩ đại sau khi chinh phục được

Ba Tư, Tiểu Á, và nhiều nước Á – Phi, tiến quân chiếm Ai Cập, cho xây dựng ở ngay cửa

sông Nin (Nil) thành phố mới Alêcxanđri làm thủ đô cho nước Ai Cập thuộc Hi Lạp.

Thành phố mới này trở thành một trung tâm thương mại và thủ công nghiệp lớn nhất thời bấy

giờ, do chiếm vị trí đầu mối cho nhiều đường giao thông và biển đi khắp mọi nơi. Dòng vua

Ptôlêmê (Ptolémée) trị vì Ai Cập từ thế kỉ thứ 3 trước công nguyên với ý đồ chiến lược tán

dương, củng cố và khuếch trương ảnh hưởng chính quyền của mình, tìm cách tập trung ở

Alêcxanđri tất cả các nhà thông thái của Hi Lạp và cho xây dựng một Viện hàn lâm khoa học,

đó là thư viện công cộng đầu tiên trong lịch sử loài người (một thư viện khổng lồ chứa tới

700.000 sách viết bằng tay). Và một Trường Đại học Alêcxanđri cũng trở thành một trung

tâm khoa học lớn nhất thời bấy giờ, thu hút mạnh mẽ nhiều thanh niên các nơi đến học tập.

Những nhà bác học được mời đến chỉ mới làm được công tác bồi dưỡng, nghiên cứu và

giảng dạy nhưng chưa đóng góp được nhiều cho sự tiến bộ của khoa học vì Viện hàn lâm

khoa học Alêcxanđri là một cơ quan cung đình lấy những thuyết duy tâm làm tư tưởng chủ

đạo. Dầu sao, từ Nhà Trường Alêcxanđri này đã xuất hiện một số danh nhân khoa học: Ơclit

(Euclide) về tóan, lý; Acsimet (Archimède) về kỹ thuật, Hêrôphin (Hérophile) về y học,… do

đã chú ý gắn liền nghiên cứu khoa học với các ứng dụng phục vụ nông nghiệp, hang hải,

quân sự, thương mại,… Đối với hóa học, nó vẫn được coi như một bộ phận của “nghệ thuật

12

bí mật thiêng liêng” của các giáo sĩ trong các đền thờ. Họ hoạt động dựa vào nhiều tà thuật

mê tín, tuy vậy cũng đã được tập hợp một số kiến thức về hóa kỹ thuật thủ công.

Nhà trường Alêcxanđri tồn tại đến năm 641 và sau đó ngừng hoạt động hẳn do thành phố

Alêcxanđri bị người Ả Rập tàn phá trong một cuộc bao vây 14 tháng liền.

Nhờ sự tỏa sang của Nhà trường Alêcxanđri mà có nhiều thành tựu về triết học, văn học,

khoa học, nghệ thuật của thế giới cổ đại được truyền lại cho đến ngày nay.

13

CHƯƠNG III: THỜI KÌ GIẢ KIM THUẬT

Giả kim thuật là danh từ dịch từ chữ “alchimi”, mà người Ả

Rập sau khi xâm chiếm Ai Cập giữa thế kỉ thứ 7, đặt ra bằng

cách lắp tiền tố “al” của Ả Rập vào từ chimi để chỉ thứ “tiền

hóa học” ngự trị trong thời kì trung cổ ở châu Âu (từ thế kỉ thứ

2 đến thế kỉ thứ 16).

Mục đích chủ yếu của giả kim thuật là tìm hòn đá thần bí biến đổi các kim loại thường thành

vàng. Do vậy có thể tạm định nghĩa hóa học ở thời kì này là “nghệ thuật biến đổi các kim loại

thành vàng”, nhờ hòn đá “thần bí”. Sau đó người ta còn thêm yêu cầu tìm ra thuốc thần bí

truyền cho con người sức khỏe, sự trẻ trung, tính bất tử.

Tại sao lại có mục đích tha thiết viển vông, tìm cách biến các kim loại thành vàng? Nguyên

nhân là do thời trung cổ, ở châu Âu có chế độ xã hội phong kiến phân tán, có sự buôn bán

phát triển khá rộng rãi giữa châu Âu và phương Đông, nhưng vì giao thông khó khăn, đường

xa đầy nguy hiểm nên cần vàng là vật liệu quý và nhỏ dễ mang theo để dùng làm vật trao đổi

tương đương. Yêu cầu có nhiều vàng định hướng nghiên cứu cho các nhà giả kim thuật tìm

“ngọc thần bí” có khả năng biến đổi một kim loại bất kì thành vàng. Cơ sở lý thuyết của giả

kim thuật là quan niệm của Aritxtôt chuyển hóa được chất này thành một chất khác, kim loại

này thành kim loại khác.

Về nguồn gốc giả kim thuật, còn có thể kể thêm lòng tham lam của con người muốn có nhiều

vàng để tạo cho mình một cuộc sống đế vương về vật chất, tham vọng bản thân sống luôn

luôn khỏe mạnh, luôn luôn trẻ trung, sống đời cùng người thân mà không bao giờ có cảnh

biệt ly.

Giả kim thuật có một số đặc điểm như sau:

1. Hoạt động bí mật khép kín, có khuynh hướng tà thuật, không biết gì đến phương pháp

khoa học.

2. Sử dụng những kí hiệu thần bí và một ngôn ngữ rối rắm cố ý. Truyền các kinh nghiệm cho

nhau theo một đường lối tin cậy mù quáng không cần cơ sở gì, có sự kiểm tra gì.

3. Độc quyền nghiên cứu, nắm trong tay đám giáo sĩ tôn giáo là những người nắm văn học,

khoa học, trong xã hội thời bấy giờ.

14

Nhìn tổng quát, giả kim thuật có nguồn gốc Hi Lạp – Ai Cập. Nó được Ả Rập tiếp thu khi đến

xâm chiếm Ai Cập giữa thế kỉ thứ 7 rồi đem truyền bá dần sang Tây Âu khi xâm chiếm Tây

Ban Nha đầu thế kỉ thứ 8 (năm 711).

Giả kim thuật đã phát triển theo 3 giai đoạn là:

- Giả kim thuật ỏ Ai Cập thuộc Hi Lạp, từ thế kỉ thứ 4 đến giữa thế kỉ thứ 7.

- Giả kim thuật trong giới Ả Rập, từ giữa thế kỉ thứ 7 đến đầu thế kỉ thứ 13.

- Giả kim thuật trong thiên chúa giáo Tây Âu, từ đầu thế kỉ thứ 13 đến đầu thế kỉ thứ 16.

1. Giả kim thuật ở Ai Cập thuộc Hi Lạp (từ thế kỉ thứ 4 đến giữa thế kỉ thứ 7)

Các nhà giả kim thuật có tên tuổi nhất trong giai đoạn này là:

Zôsime: đã trình bài cách “cố định thủy ngân” (hóa rắn thủy ngân) cách chế nước thánh cho

nghệ thuật điều chế vàng…

Hecmet ba lần vĩ đại (Hermès Trismégiste) sống vào khoảng đầu công nguyên, nhiều tài liệu

viết “đóng kín”mang tên ông và số lượng quá nhiều, mấy thế kỉ sau công nguyên còn xuất

hiện. Người ta nghi ngờ, tìm hiểu kĩ, nhận ra trong đó còn thứ cóp nhặt giả tạo.

Ai Cập thuộc Hi Lạp, không có kiến thức gì khác mới đáng chú ý.

2. Giả kim thuật trong giới Ả Rập

(từ giữa thế kỉ thứ 7 đến đầu thế kỉ thứ 13)

Các quốc vương Ả Rập có đặc điểm vừa nắm chính quyền lẫn thần quyền. Sau khi xâm

chiếm Ai Cập, họ theo gương chính quyền trước ở Ai Cập tích cực bảo trợ khoa học và nghệ

thuật, thu hút tập trung các nhà bác học, khi đến Tây Ban Nha, người Ả Rập xây dựng

vương quốc Coocđu (Cordoue) độc lập làm thành một trung tâm văn minh Ixlam, thành lập

Trường Đại Học Coocđu có thư viện lớn nhất thời bấy giờ chứa 250.000 sách, giảng dạy các

môn triết học, toán, thiên văn, chiêm tinh, y học, giả kim thuật,… tổ chức dịch nhiều tài liệu cổ

điển Hi Lạp sang tiếng Ả Rập. Người Ả Rập chú trọng nhiều nghiên cứu y học, dược học,

tìm, chế biến nhiều thuốc chữa bệnh.

Các nhà giả kim thuật có tên tuổi nhất trong giai đoạn này là

Ghebe (Geber), khoảng 750-840, sống vào thời kì thịnh vượng

nhất của đế quốc Ả Rập. Ông được coi là ông tổ của giả kim

thuật Ả Rập. Các công trình chính của ông nói về tóan học, y

học, giả kim thuật. Geber thêm vào Thuyết nguyên tố của

Aritxtôt 2 nguyên tố mới là thủy ngân và lưu huỳnh để giải

thích sự cấu tạo nên kim loại. Theo ông, các kim loại được cấu

tạo từ sự kết hợp của thủy ngân với lưu huỳnh theo những tỉ lệ khác nhau; vàng là kim loại

15

hoàn thiện nhất, có tỉ lệ kết hợp giữa thủy ngân và lưu huỳnh là tốt nhất. Đây là một đóng

góp thêm của giả kim thuật về mặt lý thuyết

cho hóa học thời bấy giờ. Trong các công trình của ông lần đầu tiên xuất hiện các danh từ

alcati, vitriol, alcohol, alembic, sự mô tả rõ ràng các lò, các thiết bị dùng trong các phòng

nghiên cứu, cách chế biến chưng cất, kết tinh, thăng hoa… Cách điều chế và tinh chế các

kim loại, cách điều chế axit từ dấm…

Số tài liệu được coi là của ông viết để lại quá nhiều, còn tiếp tục được xuất bản trong nhiều

thế kỉ sau nhưng thực ra có nhiều tác giả không phải là của ông.

Razet (Rhasès), 860-940. Ông có 2 quyển sách nổi tiếng nhất: “Sách về những bí mật”,

“Sách về bí mật của những bí mật”. Ông thêm nguyên tố muối làm thành phần thứ 3 trong

cấu tạo kim loại. Ông nói đến nhiều kĩ thuật chế biến, nhiều dụng cụ thí nghiệm (lò nung,

bình cổ cong, bình kết tinh,…), nhiều hóa chất. Ông đã mô tả phương pháp dùng vôi sống để

loại nước ra khỏi cồn, thứ cồn lần đầu tiên được chế bằng chưng cất rượu nho.

Avixen (Avicenne), 980-1036 là nhà khoa học Ả Rập lớn cuối cùng, nghiên cứu triết học,

toán, thiên văn, y học, giả kim thuật, nhưng hoạt động nhiều trong lĩnh vực y học. Công trình

chính là sách “Quy tắc của khoa y học” – có đề cập đến nhiều chất vô cơ, hữu cơ, và chiếm

vị trí độc tôn về y học của Châu Âu suốt thời kì trung cổ

3. Giả kim thuật ở Tây Âu Thiên Chúa Giáo (từ đầu thế kỉ thứ 13 đến đầu thế kỉ 16)

Văn hóa Ả Rập, từ Tây Ban Nha và Italia, xâm nhập ngày càng nhiều và mật thiết vào văn hóa

thiên chúa giáo Châu Âu. Bắt đầu từ thế kỉ 12, giả kim thuật xâm nhập vào các nước Pháp, Đức,

Anh qua các bản dịch tài liệu giả kim thuật từ tiếng Ả Rập sang tiếng La tinh, và được phổ biến

rỗng rãi đến mức chẳng bao lâu giả kim thuật lan truyền khắp Châu Âu, như một bệnh truyền

nhiễm! Nên nhớ rằng, thời bấy giờ Châu Âu có một thuận lợi lớn về tổ chức xã hội: nhiều thành

phố ít lệ thuộc vào các chúa phong kiến, đẫ được tự trị nên tự do hơn. Đã xuất hiện những hội

buôn lớn, ở các thành phố lớn đã thành lập các trường đại học dân sự khác với các trường tu

viện, các trường đại học kiểu mới này dạy nhiều nghề khác nhau và có quyền tự trị như các

công xưởng thủ công… Do quyền lợi về chính trị và kinh tế ở thành phố nhiều hơn, hoạt động về

tinh thần trở nên sôi nổi hơn, và nhu cầu học tập của thanh niên thuộc giới thợ thủ công và giới

thương nhân cũng tăng lên. Có thể kể Đại học Bôlônha ở Italia (1119), Đại học Pari ở Pháp

(1200),…

16

Thời thịnh vượng nhất của giả kim thuật ở Châu Âu là vào các thế kỉ thứ 13 và 14. Lúc này

nhà thờ thiên chúa giáo chiếm độc quyền văn hóa và nghiên cứu khoa học, trực tiếp là các

tăng lữ, trong các phòng kín đọc sách, ghi chép, nghiên cứu, viết về các khoa học tự nhiên,

đặc biệt chú ý đến môn giả kim thuật. Từ thế kỉ 15, tuy số môn đồ giả kim thuật Châu Âu vẫn

tăng nhưng họ chỉ nhằm điều chế vàng nên giả kim thuật suy tàn dần không còn hi vọng gì

tồn tại…

Những nhà giả kim thuật có tên tuổi nhất trong giai đoạn này là:

Anbe Lơgrăng (Albert Legrand), 1193-1280, là nhà giả kim thuật người Đức có ảnh hưởng

lớn nhất. Sách của ông trình bày các thuyết, phần lớn lấy của Aritxtôt, phần thì lấy của người

Ả Rập, ông là người đầu tiên đưa ra khái niệm quan trọng ái lực hóa học, nêu ra những

thuận lợi của các phương pháp tách (chưng cất, chưng cách thủy, thăng hoa,…), mô tả kĩ

các thiết bị… Ông đã dùng lửa để kiểm tra các mẫu vàng, bạc của các nhà giả kim thuật điều

chế ra, và kết luận vàng, bạc đó đều là giả.

Rôgiơ Bêcơn (Roger Bacon), 1220-1292, là một nhà giả kim thuật người Anh, được mệnh

danh là “tiến sĩ kì diệu” (doctor mirabilis) do có những khả năng xuất sắc. Bêcơn có một trình

độ vượt trình độ thời bấy giờ” ông cho tóan học có vị trí cơ bản trong các khoa học, một khoa

học nào muốn tiến bộ phải biết kết hợp thí nghiệm với các phương pháp tóan học. Theo ông

có hai phương pháp nghiên cứu là phương pháp lập luận trừu tượng và phương pháp thí

nghiệm cụ thể; phương pháp thí nghiệm quan trọng vô cùng, vì nó cần thiết để kiểm tra

những lập luận trừu tượng không đủ tin cậy.

Bêcơn học ở Ôcpho (Oxford) nước Anh, tại Pari nước Pháp đỗ tiến sĩ, về ở tu viện

Coocđơliê (Cordeliers) tại Pari ông bắt đầu nghiên cứu khoa học và làm giả kim thuật. Ông

có tư tưởng tiến bộ chống lại triết học kinh viện nên bị các giáo phái nghi ngờ, tìm cách trù

dập, đuổi đi, bắt giam, hành hạ, khủng bố nhiều năm, đến tàn tật khi ông được trả tự do.

Sách “Tấm gương giả kim thuật” của ông trở thành sách giáo khoa thực hành, cho nhiều thế

hệ nhà giả kim thuật sau này.

Các đại diện giả kim thuật của Pháp là: Vanhxăng đơ Bôve (Vincent de Beauvais) …-1260,

Xanh Tôma Đacanh (Saint Thomas d’ Aqin), 1225-1274, và của Tây Ban Nha là Acnôn đơ

Vinlơnơvơ (Arnauld de Villeneuve), 1240-1319, Raymông Luyn (Raymond Lulle), 1235-1315,

17

cả hai đều vừa là bác sĩ, vừa là nhà giả kim thuật.

Lò chưng cất

Chúng ta hãy đánh giá công minh xem, giả kim thuật đã có đóng góp gì có ích cho hóa học.

Nhìn chung đó là một trào lưu đã kìm hãm sự phát triển của hóa học trong một thời gian quá

dài! Nó chạy theo một mục đích mơ hồ, gây lãng phí quá lớn về lao động trí óc và chân tay,

về khối lượng của cải vật chất so với kết quả thu được cho hóa học, tuy vậy có cũng có sự

đóng góp thực tế đáng kể như sau:

- Tập hợp được nhiều hiểu biết thực tế trong phòng thí nghiệm, hoàn thiện nhiều kĩ thuật

trong phòng thí nghiệm (nung, chưng cất, hòa tan, lọc, bay hơi, kết tinh, thăng hoa,…).

- Phát hiện được nhiều chất mới: kim loại (Bi, Zn), muối (Hg, NH4+,…), các axit vô cơ H2SO4,

HCl, HNO3, nước cường thủy (đây là một thành tích quan trọng). Đã phân biệt được chất

kiềm bay hơi NH4OH với chất kiềm không bay hơi Na2CO3, phân biệt được 2 cacbonat

Na2CO3 và K2CO3.

Ở Châu Âu, thế kỉ 15, bắt đầu xuất hiện sự chuyên môn hóa những ngành sản xuất nhỏ axit,

kiềm, muối, dược phẩm và một số chất hữu cơ phục vụ các ngành thủ công, nghiên cứu

khoa học bằng thủ công trong những công xưởng, phòng thí nghiệm.

Đóng góp nhiều là các nhà giả kim thuật Ả Rập. Phần đóng góp thiết thực của giả kim thuật

sẽ giúp ích vào sự phát triển của hóa học ở thời kì hóa y học và hóa kỹ thuật.

 

18

CAFEIN LÀ GÌ VÀ HOẠT ĐỘNG RA SAO?

Cafein (C8H10N4O2) là tên phổ biến của trimetilxantin ( tên đầy

đủ là 1,3,7-trimethylxanthine hoặc 3,7-dihydro-1,3,7-trimethyl-

1H-purine-2,6-dione). Chất này còn có những cái tên khác như

cà phê, trà, mat-tin (mateine), gua-ra-nai (guaranine), hay

methyltheobromine. Cafein là sản phẩm của một số loại thực

vật, trong đó có hạt cà phê, cây gua-ra-na, cây vơ-ba mát

(yerba máte), cây cacao, và trà. Đối với thực vật, cafein là một thứ thuốc trừ sâu tự nhiên. Nó

làm tê liệt và giết chết sâu bọ ăn thực vật. Phân tử này được chiết xuất lần đầu tiên vào năm

1819, bởi nhà hoá học Pháp, Friedrich Ferdinand Runge.

Nếu là loại tinh khiết, cafein ở dạng bột màu trắng và cực kì đắng. Nó được thêm vào côla,

và nhiều loại thức uống khác để đem lại một vị đắng thú vị rất đặc biệt. Tuy nhiên, cafein còn

là một chất kích thích có thể gây nghiện.

Trong cơ thể người ta, nó gây sự kích thích lên các dây thần kinh, nhịp tim, sự hô hấp, làm

thay đổi tính cách con người , và hoạt động cũng giống như một chất lợi tiểu.

Thông thường, một tách cà phê có chứa khoảng 100 mg cafein. Tuy nhiên, khoảng một nửa

dân số của Châu Mĩ dùng 300 mg cafein mỗi ngày, như một liều thuốc thông dụng. Cafein

được dùng dưới dạng cà phê, côla, sôcôla, và trà mặc dù có thể mua nó khá dễ dàng dưới

dạng một chất kích thích.

Người ta tin rằng cafein làm trở ngại sự tiếp nhận thông tin của não bộ và các cơ quan khác.

Việc giảm sự tiếp nhận thông tin này sẽ làm chậm lại các hoạt động của tế bào. Nhưng tế

bào thần kinh bị kích thích và tiết ra hóc-môn epinêrin (ađrenalin) làm tăng nhịp tim, huyết áp,

và lượng máu chảy trong các cơ, giảm máu chảy đến da và các bộ phận khác. Và gây ra sự

giải phóng glucose trong cơ thể. Cafein còn làm tăng mức độ truyền đạt của thần kinh.

Cafein nhanh chóng được đào thải khỏi não hoàn toàn. Nó chỉ có hiệu quả trong một thời

gian ngắn và có khuynh hướng không làm ảnh hưởng nhiều đến sự tập trung hay những

chức năng khác của não. Tuy nhiên, sau một thời gian sử dụng cafein, ta sẽ tăng sức chịu

đựng đối với nó. Sức chịu đựng khiến cho cơ thể dễ nhạy cảm. Vì thế việc cai nghiện sẽ

khiến cho huyết áp giảm , có thể gây ra đau đầu và một số triệu chứng khác. Với quá nhiều

19

lượng cafein có thể gây ra ngộ độc cafein. Một số đặc điểm như: nóng tính, thường xuyên rơi

vào tình trạng bị kích động, làm giảm sự tiểu tiện, gây mất ngủ, mặt đỏ ửng, làm lạnh

tay/chân, bệnh đường ruột, và thỉnh thoảng lại bị ảo giác. Một số người mắc phải các triệu

chứng ngộ độc cafein sau khi dùng khoảng 250 mg mỗi ngày. Đối với người lớn, ước tính

khoảng 13-19 gam, cafein có thể gây chết người. Trong khi được coi là an toàn đối với con

người, cafein có thể rất độc đối với thú nuôi, như chó, ngựa hay vẹt. Cafein được chứng

mình có thể làm giảm bệnh tiểu đường (dạng II). Ngoài việc dùng cafein như một chất kích

hay là một thói quen, chúng còn có thể làm thuốc giảm đau đầu khá hiệu quả.

Dương Lưu soạn dịch

(Theo Chemistry About)

hoahocvietnam.com

20

ĐI TÌM THỦY TỔ CỦA CHẤT DẺO

Có lẽ khó mà hình dung ra cuộc sống của chúng ta ngày nay nếu thiếu loại vật liệu không thể

thiếu được này. Vậy loài người được hưởng “đặc ân” này từ bao giờ? Chúng ta hãy đi tìm

thủy tổ của chất dẻo.

Từ thế kỷ XVIII, thành phố Birmingham được coi như một trung tâm của thế giới về sản xuất

khuy: khuy sừng, khuy thủy tinh, khuy xà cừ, khuy trai, khuy đồng… Đã có năm, sản lượng

khuy lên tới 600.000 tấn. Cho nên chẳng lạ gì các nhà phát minh ở nơi đây là những người

đầu tiên lao vào tìm kiếm các vật liệu nhân tạo cho sản phẩm của địa phương mình.

 

Năm 1862, tại cuộc triển lãm khuy quốc tế, bộ khuya có vẻ đẹp khác thường làm từ vật liệu

mới, giữ bí mật gọi là parksine do nhà phát minh Park tìm ra, đã gây ấn tượng rất mạnh đối

với khách tham quan. 5 năm sau, một người Birmingham khác là Spill “trình làng” một bộ

khuy còn đẹp hơn thế nữa từ vật liệu gọi là xylonite.

Song đáng tiếc những bộ khuy kiều diễm ấy không chịu được thử thách của thời gian. Chỉ

sau ít lâu, chúng bị mờ đục, biến dạng và nứt vỡ. Tuy vậy, lịch sử đã chứng minh rằng: tuy

thất bại nhưng hai nhà phát minh đã tìm ra một con đường nhân loại chưa từng khai phá. Họ

đã tìm ra nitroxenluloza bằng cách cho axit nitric tác dụng lên bông. Các nhà y học nhậy bén

sử dụng nitroxenluloza vào mục đích của mình: hòa tan nó trong ete, đặt tên là côlôđiông, để

nhỏ vào các vết thương. Ete bay hơi, giọt dung dịch biến thành một lớp màng mỏng, ngăn

cho vết thương khỏi bị nhiễm trùng.

Cũng vào thời gian đó, anh học sinh nghèo của Mỹ John Hyatt phải rời ghế nhà trường để đi

làm thợ xếp chữ. Là người thích sáng tạo, anh tự đặt cho mình nhiệm vụ thay thế những

chiếc lô in bằng vật liệu hoàn hảo hơn và đã vài lần mải suy nghĩ đến nổi xảy ra tai nạn. Một

hôm, những dòng chữ trên tờ bào anh đang tin đập vào mắt: Hãng “Fellow and Collander”

thong báo sẽ thưởng 10.000 đôla cho những người nào tìm được chất gì đó chế tạo được

quả bi-a, thay thế cho ngà voi ngày càng khan hiếm. John cau mày suy nghĩ và lại một… tai

nạn: ngón tay kẹp vào máy in. Anh đến trạm xá, nhỏ côlôđiông vào vết thương. Vẫn hồi hộp

với cái tin vừa đọc, anh luống cuống, đánh đổ cả lọ côlôđiông. Dung dịch ấy đọng lại trên bàn

tay, rồi rán lại thành một cục nhỏ. Hình ảnh cục nitroxenluloza nhỏ bé không buông tha anh,

ngay cả trong giấc ngủ. Nó trở thành nguyên liệu cho thí nghiệm làm lén lút ở góc phòng của

chàng trai hăm hở này.

21

Ý định tìm một chất biến nitroxenluloza thành dung dịch rắn đã dẫn anh đi qua hang trăm

chất và cuối cùng đến camphor (long não). Ra khỏi khuôn, hỗn hợp nitroxenluloza với

camphor đã trở thành những quả bi-a xinh xắn, vừa đủ sức nặng, lại bóng, đẹp, trông hấp

dẫn hơn cả những “người anh em” bằng ngà voi. Đã thế, chúng lại nhuộm được thành bất kì

màu gì. Chất liệu ấy, John gọi là xenluloit. Đó là thủ tổ của chất dẻo mà cho đến nay, người

ta vẫn hay dung. Bạn cứ thử ngửi quả bóng bàn, con búp bê hoặc chiếc gọng kính nhựa mà

xem, sẽ thấy thoang thoảng mùi thơm của long não. Xenluloit đấy!

Người công nhân trẻ tuổi đã về đích trước trong cuộc thi đua với hanừg chục phòng thí

nghiệm của các trường đại học và viện nghiên cứu. Năm 1870, anh được cấp bằng phát

minh. Hai năm sau, anh đứng ra thành lập nhà máy sản xuất chất dẻo đầu tiên trên thế giới.

Với tài sản lớn trong tay, John Hyatt có điều kiện để nghiên cứu khoa học theo sở thích của

mình. Là nhà kinh doanh thành đạt ông cũng là một nhà phát minh “tầm cở”. Tuy mất khi còn

khá trẻ, nhưng 34 năm sau khi tìm ra xenluloit, ông đã kịp nhận 200 bằng phát minh nữa.,

trong đó có các phát minh lớn như: các phương pháp tinh chế nước, làm đường từ mía và

nhất là chế tạo ổ bi đũa, một bộ phận quan trọng của ngành cơ khí.

John Hyatt là một tấm gương về say mê học hỏi và làm việc kiên trì.

Tuấn Hoàng

hoahocvietnam.com

22

Cloral và DDTSự clo hoá rượu etylic (ethanol) để điều chế cloral hay triclorandehyd axetic

(trichloroacetladehyde), CCl3CHO, lần đầu tiên được khám phá bởi Justus von Liebig vào

năm 1832: Cl2 + C2H5OH → C2HCl3O + 5HCl

Đó là một chất lỏng không màu, linh động, có mùi hắc và độc. Trong nước nó phản ứng tạo

thành dạng hiđrat (2,2,2-tricloro-1-ethanediol – C2H3O2Cl3), một thuốc ngủ/giảm đau mạnh

với tên gọi khác là thuốc “nốc ao” (knockout drops). Đồng thời, đó cũng là một chất phản ứng

quan trọng trong quá trình điều chế thuốc trừ sâu DDT (viết tắt của từ Dichloro-Diphenyl-

Trichloroethane) trong công nghiệp.

Sử dụng DDT trong việc kiểm soát các bệnh lây từ côn trùng đã cứu sống hàng triệu người

trong nửa thế kỷ vừa qua, chủ yếu là qua việc giết hàng loạt muỗi Anophen, một nơi trú ngụ

chính cho sinh vật ký sinh gây bệnh sốt rét. Mặc dù mức độ độc hại của nó đối với động vật

có vú không cao nhưng DDT có khả năng gây thối rữa. Sự tích luỹ của nó trong lưới thức ăn

làm nó trở nên một mối nguy hiểm cho các loài chim cá và do đó nó đã bị cấm bởi Cơ quan

bảo vệ môi trường của Mỹ từ năm 1972.

Vỏ trứng bị tấn công bởi thuốc trừ sâu dư thừa do quá lạm dụng

 

Đặng Ngọc Huy

hoahocvietnam.com

 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA CHITIN, CHITOSAN VÀ DẪN XUẤT

23

1. Cấu trúc hóa học của chitin

Chitin là polisaccarit mạch thẳng, có thể xem như là dẫn xuất

của xenlulozơ, trong đó nhóm (-OH) ở nguyên tử C(2) được

thay thế bằng nhóm axetyl amino (-NHCOCH3) (cấu trúc I).

Như vậy chitin là poli (N-axety-2-amino-2-deoxi-b-D-

glucopyranozơ) liên kết với nhau bởi các liên kết b-(C-1-4)

glicozit. Trong đó các mắt xích của chitin cũng được đánh số

như của glucozơ:

2. Cấu trúc hoá học của chitosan và một vài dẫn xuất.

Chitosan là dẫn xuất đề axetyl hoá của chitin, trong đó nhóm (–NH2) thay thế nhóm (-

COCH3) ở vị trí C(2). Chitosan được cấu tạo từ các mắt xích D-glucozamin liên kết với nhau

bởi các liên kết b-(1-4)-glicozit, do vậy chitosan có thể gọi là poly b-(1-4)-2-amino-2-deoxi-D-

glucozơ hoặc là poly b-(1-4)-D- glucozamin (cấu trúc III).

Dưới đây là công thức cấu tạo của các dẫn xuất:

24

 

3. Tính chất vật lý của chitin/chitosan.

Chúng tôi nghiên cứu về trạng thái, màu sắc, mùi vị, tính tan của chitin/chitosan trong nước

và trong một vài dung môi khác như: axit, bazơ hoặc trong các dung môi hữu cơ.

4. Tính chất hoá học của chitin/chitosan.

- Trong phân tử chitin/chitosan có chứa các nhóm chức -OH, -NHCOCH3 trong các mắt xích

N-axetyl-D-glucozamin và nhóm –OH, nhóm -NH2 trong các mắt xích D-glucozamin có nghĩa

chúng vừa là ancol vừa là amin, vừa là amit. Phản ứng hoá học có thể xảy ra ở vị trí nhóm

chức tạo ra dẫn xuất thế O-, dẫn xuất thế N-, hoặc dẫn xuất thế O-, N.

- Mặt khác chitin/chitosan là những polime mà các monome được nối với nhau bởi các liên

kết b-(1-4)-glicozit; các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các chất hoá học như: axit, bazơ, tác

25

nhân oxy-hóa và các enzim thuỷ phân

    4.1.Các phản ứng của nhóm -OH

        -Dẫn xuất sunfat.

        -Dẫn xuất O-axyl cuả chitin/chitosan.

        -Dẫn xuất O–tosyl hoá chitin/chitosan.

    4.2. Phản ứng ở vị trí N.

        -Phản ứng N-axetyl hoá chitosan.

        -Dẫn xuất N-sunfat chitosan.

        -Dẫn xuất N-glycochitosan (N-hidrroxy-etylchitosan).

        -Dẫn xuất acroleylen chitossan.

        -Dẫn xuất acroleylchitosan

    4.3. Phản ứng xảy ra tại vị trí O, N.

        -Dẫn xuất O,N–cacboxymetylchitosan.

        -Dẫn xuất N,O-cacboxychitosan.

        -Phản ứng cắt đứt liên kết õ-(1-4) glicozit

5. Khả năng hấp phụ tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp của chitin/chitosan và

một vài dẫn xuất.

- Trong phân tử chitin/chitosan và một số dẫn xuất của chitin có chứa các nhóm chức mà

trong đó các nguyên tử Oxi và Nitơ của nhóm chức còn cặp electron chưa sử dụng, do đó

chúng có khả năng tạo phức, phối trí với hầu hết các kim loại nặng và các kim loại chuyển

tiếp như: Hg2+, Cd2+, Zn2+, Cu2+,Ni2+,Co2+.... Tuỳ nhóm chức trên mạch polime mà thành

phần và cấu trúc của phức khác nhau.

- Ví dụ: với phức Ni(II) với chitin có cấu trúc bát diện với số phối trí bằng 6, còn phức Ni(II)

với chitosan có cấu trúc tứ diện với số phối trí bằng 4.

26

trong đó   là mạng polime.

 

6. Một số ứng dụng của chitin /chitosan và các dẫn xuất.

- Chitin/chitosan và các dẫn xuất của chúng có nhiều đặc tính quý báu như: có hoạt tính

kháng nấm, kháng khuẩn, có khả năng tự phân huỷ sinh học cao, không gây dị ứng, không

gây độc hại cho người và gia súc, có khả năng tạo phức với một số kim loại chuyển tiếp như:

Cu(II), Ni(II), Co(II)... Do vậy chitin và một số dẫn xuất của chúng được ứng dụng rộng rãi

trong nhiều lĩnh vực: Trong lĩnh vực xử lí nước thải và bảo vê môi trường, dược học và y

học, nông nghiệp, công nghiệp, công nghệ sinh học…

- Các polisaccarit tự nhiên mà điển hình là chitosan, nhận được bằng cách đề axetyl một

phần của chitin. Chitosan và các dẫn xuất với đặc điểm có cấu trúc đặc biệt với các nhóm

amin trong mạng lưới phân tử có khả năng hấp phụ tạo phức với kim loại chuyển tiếp như:

Cu(II), Ni(II), Co(II) trong môi trường nước. Vì vậy, việc nghiên cứu những đặc điểm về tính

chất hóa học, khả năng hấp phụ kim loại đang là vấn đề được các nhà khoa học quan tâm,

27

và từng bước được áp dụng vào giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trên Trái Đất…

 Vũ Công Phong

(Sưu tầm và biên soạn)

hoahocvietnam.com

28

CHẤT CARBENDAZIM TRONG SẦU RIÊNGThời gian gần đây, trên báo đài hay nói về sầu riêng có bôi chất

carbendazim trên cuống để bảo quản khi thu hoạch. Sau đây là một số

thông tin mà Hoahocvietnam.com có được về chất này, mời quý vị tham

khảo.

 

  

Carbendazim là chất bột có màu xám trắng.

Công thức hóa học: C9H9N3O2

Công thức phân tử:

 

Mã nhận dạng CAS number: 10605-21-7

Trọng lượng phân tử: 191.187 g/mol

Nhiệt độ nóng chảy: 302-307 °C

Những tên gọi khác: Methyl (1H-benzimidazol-2-yl)carbamate, Carbendazol (ZMAF), methyl-

2-benzimidazole carbamate (MBC, MCB, BCM, BMC)

Sản xuất và ứng dụng:

Vào năm 1988, sản lượng carbendazim toàn cầu xấp xỉ 3600 tấn. Nó là một chất thuộc nhóm

thuốc diệt nấm benzimidazole được dùng rộng rãi nhất. Carbandazim thường được dùng

như chất ngăn ngừa các bệnh thực vật ở cây ăn trái, rau quả, ngũ cốc...

Tác động:

- Đối với môi trường: Carbendazim là chất gây hại cho các sinh vật sống dưới đất và dưới

nước.

- Đối với con người: Được đánh giá là có độc tính thấp đối với con người. Làm bỏng rát khi

tiếp xúc với da và mắt. Theo các nghiên cứu trên động vật, tiếp xúc thường xuyên và lâu dài

với carbendazim có thể tác động xấu đến quá trình sinh sản và phát triển ở người.  

Uyên Chi 

 Hoahocvietnam.com

29

URANI - NGUYÊN TỐ PHÓNG XẠ

Năm 1789, nhà hóa học người Đức Claprot (M.Klaproth) phát hiện ra một nguyên tố mới và

để nhớ hành tinh Thiên Vương (Uranus) vừa được nhà thiên văn học người Anh Hơcsen

(Herchel) tìm ra năm 1781. Ông đã đặt tên cho nguyên tố mới là Urani.

Nhưng thật ra thì ông đã nhầm vì ông mới điều chế được

Uranidioxyt (UO2) chứ chưa phải kim loại Urani. Mãi tới năm

1842, nhà hóa học Pháp Peligo ( E.Peligo) mới thực hiện điều

chế ra bột kim loại màu đen của Urani khi dùng kim loại kali để

khử muối Cloura khan của Urani đã được đun nóng.

Urani là nguyên tố nằm ở ô 92 trong bảng tuần hoàn các nguyên

tố hóa học, có bề ngoài màu trắng bạc, tỷ trọng 18,5-19, xấp xỉ

như vàng, bằng 80% của chì; tương đối mềm, rất dễ dàng tiến hành gia công cơ khí; tính

chất hóa học hoạt động; trong không khí có thể bị oxy hóa chầm chậm chuyển thành màu

đen. Điều khác biệt với các kim loại khác là có tính phóng xạ- có thể tự động phóng ra những

tia xạ mắt thường không thể nhận ra, cho nên nó là kim loại hiếm có tính chất phóng xạ. Tính

phóng xạ do Becoren (H.Bequerel) tìm ra khi nghiên cứu hiện tượng phát lân quang của hợp

chất Urani. Urani thiên nhiên là do mấy loại đồng vị phóng xạ của Urani hợp thành như:

238U, 235U, 234U,…

Một thời gian dài sau khi được phát hiện, Urani chưa được ứng dụng nhiều trong cuộc sống.

Lịch sử khảo cổ cho biết cho biết rằng thời cổ La Mã hợp chất urani đã được dùng trong chế

tạo thủy tinh màu. Ngoài ra, không có thêm một ứng dụng nào từ Urani nữa!

Tới thế kỉ XIX, người ta bắt đầu nghiên cứu những tính chất và ứng dụng của Urani, xác định

nó là chất nhuộm màu vàng rất đẹp cho thủy tinh và sành sứ.

Năm 1896, sau khi Becoren phát hiện ra tính phóng xạ của Uurani, rồi vào năm 1903, Marie

Curi và chồng là Pierre Curi phát hiện ra Radi có tính phóng xạ còn mạnh hơn mấy trăm vạn

lần của Urani. Điều này làm người ta hứng thú nghiên cứu tính phóng xạ của Urani, và theo

đó phương hướng sản xuất các muối Urani ở các nhà máy đã chuyển sang sản xuất Urani

và Radi cũng cùng chứa trong khoáng Urani; muối Urani chỉ được xem là sản phảm phụ. Vấn

đề ở chỗ trong khoáng Urani, hàm lượng Radi chỉ không quá 1 phần 100 vạn. Phải dùng tới

800 tấn nước, 400 tấn khoáng vật, cùng hàng ngàn tấn hóa chất mới có thể tách ra được …1

gam hợp chất Radi! Cho nên nghiên cứu sử dụng Urani đã được chú ý hơn.

30

 

Nhà hóa học người Đức Martin Heinrich Klaproth (01/12/1743 – 01/01/1817), người phát

hiện ra nguyên tố Urani

Qua đi 37 năm, để tới năm 1939, loài người đã có phát hiện trọng đại trong lịch sử khoa học:

các nhà khoa học Đức Hari(O.Hahn) và Stratman (F.Strassmann) đã tìm ra sự phân hạch

của Urani dưới tác dụng của những nơtron chậm. Một năm sau, các nhà vật lý Xô viết G.N.

Flerop và K.A.Petrogiac dã chứng minh rằng hạt nhân của Urani có thể tự phân chia. Những

phát minh đó đã mở đầu cho kỷ nguyên chinh phục năng lượng nguyên tử. Dùng phương

pháp nhân tạo, oanh kích hạt nhân nguyên tử Urani sẽ xảy ra phản ứng phân rã liên tục mà

phóng ra năng lượng cực lớn. Năng lượng đó gọi là năng lượng hạt nhân hoặc năng lượng

nguyên tử. Từ năm 1942 việc sản xuất Urani tăng mạnh đặc biệt trong 20 – 30 năm gần

đây ...

Năng lượng phóng ra từ phản ứng dây chuyền của sự phân rã hạt nhân nguyên tử so với

năng lượng phóng ra từ các phản ứng hóa học thông thường thì gấp hàng trăm vạn lần. Một

gam hạt nhân Urani khi phát sinh phân hạch có thể tạo ra năng lượng 20000 kWh; 50 gam

hạt nhân Urani khi phân hạch tỏa ra năng lượng tương đương với nhiệt năng sản ra khi đốt

cháy hơn 10 000 kilogam than đá! Năng lượng hạt nhân của 1kg Urani là đủ để máy bay bay

với tốc độ 1300 Km/giờ, bay được 10 000 kilomet, tức là bay quanh Trái Đất được 2,5 vòng.

Trong điều kiện thích hợp tốc độ phản ứng phân rã hạt nhân là cực kì nhanh. Nếu để phát

triển tự nhiên, không có khống chế, chỉ trong vòng thời gian từ 1/100 000 đến 1/1 000 000

của giây là một mảnh urani có thể phân rã hết, tạo nên vụ nổ cực lớn – vụ nổ hạt nhân. Urani

31

là “thuốc nổ” của bom nguyên tử, trong bom nguyên tử Urani được chia thành hai mảnh nhỏ

hình bán cầu, đặt cách nhau một chút, lúc bình thường thì không có phản ứng gì. Khi cần

cho bom nổ, dùng thuốc nổ thông thường dẫn lửa, làm cho mảnh Urani gồm hai mảnh bán

cầu nhanh chóng khớp chặt vào nhau làm một, số nơtron đột ngột tăng lên, lập tức sản sinh

phản ứng dây chuyền, chỉ trong vòng thời gian cực kì ngắn, quả bom nguyên tử sẽ tạo ra vụ

nổ cực lớn giải phóng ra năng lượng khủng khiếp, nhiệt độ cao tới vài triệu độ và áp lực tới

vài tỷ atôtphe. Nếu 1kg Urani phát sinh phản ứng phân rã, phóng ra 79,4 ngàn tỷ nhiệt luợng

tương đương với sức tàn phá của 18 000 tấn thuốc nổ cực mạnh TNT.

Lợi dụng tính chất năng lượng hạt nhân, chính quyền Hoa Kỳ chế tạo ra 3 quả bom nguyên

tử, trong đó 2 quả đã ném xuống hai hòn đảo Hirosima và Nagasaki của Nhật Bản, đã giết

chết hàng trăm ngàn người dân … Nhưng vụ nổ hạt nhân có thể dùng để kiến thiết, như

thuốc nổ thông thường như dùng trong khai thác hầm mỏ, xây dựng đê điều, đường xá … 1

kg thuốc nổ hạt nhân có thể trong tích tắc, năng lượng sản sinh ra tương đương với sức lực

của 25 000 lao động trong vòng một năm.

Theo thống kê năm 1954 là năm thế giới có trạm phát điện nguyên tử đầu tiên đưa và vận

hành, cho tới cuối năm 2006, toàn thế giới đã có 34 nước với 560 trạm phát điện nguyên tử,

tạo ra 5780 tỷ kWh chiếm ¼ tổng lượng điện toàn thế giới làm ra. Trong đó, nước Mỹ có số

trạm phát điện lớn nhất: 201. Tỷ trọng về điện nguyên tử trong tổng số lượng điện phát ra ở

Pháp là lớn nhất cứ mỗi 10 kWh điện có trong đó 7

kWh là điện phát từ trạm điện nguyên tử.

Các nhà khoa học cho biết, phần đồng vị chủ yếu của

Urani thiên nhiên là 238U (còn đồng vị 235U trong tạo

năng lượng nguyên tử rất ít)- chiếm tới 95%, rất cần

cho sự phát triển bình thường của cây trồng. Nó làm

tăng hàm lượng đường trong cây cà rốt, củ cải đường

và một số cây ăn quả, bởi vì làm vi sinh vật trong đất được phát triển mạnh. Động vật cũng

rất cần Urani. Người ta cho chuột ăn lượng nhỏ urani trong vòng một năm, thấy không có

hậu quả có hại mà chuột tăng khối lượng lên gấp đôi! Hóa ra, Urani giúp cơ thể sống đồng

hóa dễ dàng photpho, nitơ, kali,…Dùng muối Urani có thể chữa được một số bệnh như bệnh

đái đường, da liễu, các khối u…Nhiều hợp kim có chứa urani có những tính năng quý giá

như Thép – Urani chịu được nước cường toan, axít có tính oxi hóa mạnh…Urani còn là chất

xúc tác trong các phản ứng hóa học như xúc tác UO2 (urani dioxit), UC(UraniCacbua)…

32

Nhiên liệu hạt nhân có phải là nguồn năng lượng từ khoáng vật như than đá, dầu mỏ, khí

thiên nhiên …dùng chẳng bao lâu thì cạn kiệt ?

Hiện nay nguồn nguyên liệu chủ chủ yếu cho sản xuất nguyên tử là Urani, ngoài ra còn có

kim loại hiếm có tính phóng xạ khác như: Thoiri(Th), có lượng chứa trong vỏ Trái Đất ít hơn

một chút so với Thiếc (Sn) còn nhiều hơn vonfram, Molipden… nhưng giá trị khai thác còn

quá ít. Còn Urani trong vỏ Trái Đất, nó chỉ chiếm 2,5.10-4 % về khối lượng trong đó 238U

chiếm 99,28%. Còn 235U (đồng vị của 238U ) là nguyên liệu của lò phản ứn hạt nhân, chỉ

chiếm hàm lượng vô cùng nhỏ trong vỏ Trái Đất. Nhưng trong nước biển có tàng chứa mấy

tỷ tấn Urani, tức là hơn rất nhiều so với lượng Urani khoáng vật trên lục địa.

Nếu như có thể tách lấy Urani từ trong nước biển để chúng ta sử dụng thì năng lượng

nguyên tử mà con người tạo ra sẽ tương đương với hàng vạn tỷ tấn than tiêu chuẩn, và theo

định mức tiêu thụ trung bình về năng lượng hiện nay trên toàn thế giới, là đủ cho loài người

sử dụng trong vài vạn năm nữa!

Vũ Công Phong biên soạn

hoahocvietnam.com

33

DIETHYLEN GLYCOL (DEG)

Công thức hóa học: C4H10O3

Công thức phân tử: (CH2CH2OH)2O

Mã số nhận dạng CAS number: 111-46-6

Trọng lượng phân tử: 106.12 g/mol

Tỷ trọng: 1,118 g/cm3

Nhiệt độ nóng chảy: -10,45oC

Nhiệt độ sôi: 244oC

Những tên gọi khác:

Bis (2-Hydroxyethyl) Ether; Dihydroxydiethyl Ether; Beta,Beta'-Dihydroxydiethyl Ether; 2,2'-

Dihydroxyethyl Ether; 2,2'-Oxydiethanol; Ethylene Diglycol; Diglycol; Glycol Ether; Glycol

Ethyl Ether; 2-Hydroxyethyl Ether; 3-Oxapentane-1,5-Diol; 3-Oxa-1,5-Pentanediol; 2,2-

Oxybisethanol; Brecolane NDG; Carbitol; Deactivator E; Deactivator H; DEG; Dicol;

Dissolvant APV; TL4N

Ứng dụng:

- Diethylen glycol (DEG) thường được biết đến nhiều trong việc ứng dụng làm phụ gia nhiên

liệu, phụ gia xây dựng, chất trợ nghiền xi măng, dùng như là chất chống đông lại và phụ gia

chống đóng băng.

- Sản phẩm trung gian trong sản xuất polymer và phản ứng hóa học. Nguyên liệu glycol cho

sản xuất sợi polyeste và sản xuất PET. Dung môi hay chất dẻo hóa (cho) chất dẻo, sơn mài,

sơn.

- Dùng trong thủy lực, phanh, chất lỏng trao đổi nhiệt. Làm ẩm ướt và làm dẻo. Loại nước,

hút ẩm. Chất điều hoà, dùng trong lau rửa. Bảo quản, chất tẩy rửa và chất khử trùng.

- Dùng trong in ấn. Dung môi trong ngành dệt nhuộm, thuộc da.

- Sản xuất chất nổ, thành phần điện phân.

Cảnh báo:

- Có tính độc, độc khi ăn phải, bỏng khi tiếp xúc với da, mắt (do hóa chất này có tính hút

nước), làm suy giảm chức năng thận, tác động đến trung khu thần kinh, suy hô hấp và là tác

nhân gây ung thư.

- Có thể là tác nhân gây ảnh hưởng đến sự phát triển của trẻ, gây khuyết tật sinh, trọng

lượng mới đẻ thấp, loạn chức năng sinh học...

- Có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh dục, ảnh hưởng sự phát triển thai nhi...

34

Thông tin thêm:

Trong những ngày gần đây, chúng ta đều được nghe đến hóa chất Diethylen glycol (có tác

dụng ngăn kem đánh răng đông cứng lại) có trong hai loại kem đánh răng xuất xứ Trung

Quốc có nhãn hiệu "Excel" và "Mr.Cool" đã gây tử vong ở Panama, Cộng hòa Dominica, và

hiện hai nước đã cấm lưu hành.

Thanhdvien biên soạn

hoahocvietnam.com

ĐỘC TỐ 3-MCPD

Độc tố 3-MCPD thuộc nhóm hóa chất gây độc có tên gọi chloropropanols, có

công thức phân tử chung C3H7ClO2, khối lượng phân tử 110,5.

Chloropropanols có các dẫn xuất 1,3-DCP; 2-MCPD; 2,3-DCP và 3-MCPD.

Trong đó, 3-MCPD có hàm lượng cao nhất và tồn tại dưới dạng hỗn hợp

racemic của 2 đồng phân (R) và (S) (hàm lượng của 2 đồng phân đối quang

bằng nhau 50:50).

  

 

1,3-dicloro-2 propanol (1,3-DCP)

2-monochloropropane-1,3-diol (2-MCPD)

35

2,3-dichloro-2-propanol (2,3-DCP)

3-Monochloropropane-1,2-diol (3-MCPD)

 

Độc tố 3-MCPD được hình thành qua phản ứng giữa chất béo với các chất có chứa Clo.

Phản ứng thường xảy ra trong quá trình thủy phân chất đạm thực vật bằng acid clohidric

HCl. Do đó thường gặp trong nước tương, bánh mì, formage, xúc xích... nhất là trong nước

tương, do nhà sản xuất dùng protein thực vật thủy phân bằng acid clohydric để làm tăng vị

mặn và tăng hương vị (trong quy trình sản xuất nước tương, đây là khâu thủy phân đạm

trong khô dầu đậu nành).

Do đó, nếu dùng đúng nồng độ acid (không quá cao) độc tố sẽ sinh ra ít, phù hợp với hàm

lượng tiêu chuẩn cho phép. Theo nhiều nghiên cứu, 3-MCPD có khả năng gây ung thư, gây

đột biến gien ở người.

Khánh Vân biên soạn

hoahocvietnam.com

36

MỘT SỐ THUỐC THỬ THÔNG DỤNG

Thuốc thử Barfoed: Thuốc thử này trông giống thuốc thử Benedict

nhưng hơi khác một chút . Dung dịch được chuẩn bị bằng cách hòa tan

70g Đồng acetat monohydrat với 9ml axít acetic băng trong nước sau đó

đưa vào bình định mức 1lít rồi thêm nước cho đến vạch định mức, dung

dịch có thể sử dụng trong thời hạn một năm.

 

Khi 1ml dung dịch thuốc thử này được đun nóng với 5 giọt chất mẫu, kết quả dương tính đối

với monosacarit là sự hình thành kết tủa đỏ gạch tồn tại trong vòng 5 phút. Còn disacarit nhìn

chung không thấy phản ứng xảy ra sau 10 phút đun nóng với thuốc thử. Kết tủa sẽ không

đóng váng như khi thử với thuốc thử Benedict.

Thuốc thử Benedict: Chúng tôi thường dùng thuốc thử bán trên thị trường vì nó có tính ổn

định cao hơn dung dịch pha chế trong phòng thí nghiệm. Hiện nay ở Việt Nam chưa thấy

xuất hiện thuốc thử này, thường nếu muốn mua bạn phải nhập khẩu. Dung dịch pha chế

trong phòng thí nghiệm được phân ra hai loại, một là dung dịch thô dùng cho phân tích định

tính, hai là dùng cho phân tích định lượng:

· Với dung dịch thô tiến hành như sau: trước hết hòa tan 100g Na2CO3  và 173g Natri

Citrat dihydrat trong 850ml nước, khuấy đều và cho từ từ dung dịch  của 17.3 g Đồng sulfat

trong 100ml nước. Sau đó thêm hỗn hợp vào bình định mức 1lít và thêm nước đến vạch chỉ

định, thuốc thử có thể sử dụng lâu dài.

· Trong 600ml nước nóng hòa tan các chất sau:

-         200g Natri citrat (C6H5Na3O7)

-         75g Natri cabonat

-         125g Kali thiocynat

            Trong 100ml nước hòa tan

-         18g CuSO4.5H2O

Khi các dung dịch đã nguội trộn chúng với nhau và khuấy đều sau đó thêm 5ml  dung dịch

Kali 

37

            Ferocyanit rồi thêm nước vào cho đủ 1lít.

Khi 1ml dung dịch thuốc thử được đun nóng với 5 giọt chất mẫu trong một cốc nước, dấu

hiệu tích cực khi kiểm tra sự có mặt của đường khử là hình thành kết tủa trong 5 phút.

Khoảng biến màu từ xanh lá cho đến vàng rồi chuyển qua màu cam sau đó là màu đỏ gạch

tùy thuộc vào hàm lượng đường khử có trong chất mẫu; với một mẫu chứa 1% glucose thì

màu của kết tủa thường là đỏ gạch.

Thuốc thử Bial: Hòa tan 3 g orcinol (C7H8O2) trong 500 mL axít  HCl đậm đặc, thêm 2,5 ml

dung dịch feric clorua hexahydrat 10% và hòa tan hỗn hợp thành 1lít với nước và lúc này HCl

xấp xỉ 6M. Thuốc thử chỉ bền trong vòng vài tuần, nhưng tôi chưa thử để lâu hơn, bạn hãy

thử xem sao. Thuốc thử Bial được pha chế theo cách cổ điển  được chuẩn bị trong 1lít HCl

đậm đặc không pha loãng với nước. Dung dịch này phản ứng nhanh hơn (30-60 giây) nhưng

kém bền so với thuốc thử pha chế bằng phương pháp nêu trên và hơi của HCl đậm đặc là cả

một vấn đề nan giải. Và bạn cũng có thể dùng HCl 4M vẫn phản ứng tốt nhưng chậm  và cho

màu yếu hơn.

· Khi 1ml dd thuôc thử được đun nóng với 5 giọt chất mẫu trong một cốc nước thì dấu hiệu

tích cực với pentose(phân tử đường chứa 5 cacbon) là sử đổi màu dung dịch từ xanh lá

sang xanh da trời  trong chốc lát.

Thuốc thử Biuret:  Thêm 300ml dung dịch NaOH 10% về thể tích vào 500ml dung dịch

chứa 0.3% đồng sulfat pentahydrat và 1.2% Kali  Tartrat (C4H4K2O6) khuấy đều rồi pha loãng

thành 1lít dung dịch. Sau đó để dung dịch ở chỗ tối ngay để tránh thuốc thử bị biến tính.

·        Thuốc thử có thể dùng trong phân tích định tính và định lượng. Trong một phản ứng

tiêu biểu một phần thể tích của mẫu được trộn với 2 phần thể tích của thuốc thử; tỉ số tối giản

phụ thuộc vào nồng độ tối đa của protein mà bạn muốn phát hiện. Sự xuất hiện của protein

sẽ cho ra màu tìm với bước sóng hấp thụ khoảng 550-555nm, chúng tôi thường đọc được ở

540nm.

Thuốc thử Bradford: Hòa tan 100mg  Coomassie Blue G-250 (C41H44N3NaO6S2) trong 50

mL  etanol 95%,  Thêm 100ml dung dịch axít photphoric 85%, và pha loãng đến 1lít. Thuốc

thử cần được lọc ít nhất một lần, nếu thấy chưa hài lòng bạn có thể lọc 2 đến 3 lần khi thấy

kết tủa xuất hiện trong duc dịch. Thuốc thử Bradford có bán trên thị trường với cấu trúc

tương đối bền. Tôi nghe một số người nói rằng công thức của Sigma dùng 40ml metanol 4% 

và 120ml photphoric axít 10%. Tôi đã thử nhưng không thấy gì tốt hơn phương pháp cổ điển

38

cả. Người ta nói dung dịch này kém bền nhưng tôi đã dùng cả năm nay không thấy vấn đề

gì.

·        Để định lượng protein hãy trộn 0.25ml mẫu với 2.5 ml thuốc thử Bradford. Sau 5 phút

đo phổ hấp thụ ở 595nm. Một điểm bất lợi của thuốc thử này là nó cho ra một khoảng trắng

dài làm ảnh hưởng đến kết quả đọc phổ bởi vì một số thuốc thử dính chặt với cuvét. Một

điểm bất lợi khác nữa là thuốc thử này rất nhạy với dung dịch tẩy rửa nếu như dụng cụ thủy

tinh không được rửa lại sạch thì có nghĩa là bạn đang nghiên cứu về khả năng hòa tan của

màng protien trong chất tẩy rửa.

Thuốc thử DNSA:  Thuốc thử này dùng để phát hiện nhóm khử cuối mạch của hydrocarbon

và tôi thấy nó rất hữu dụng trong nhiều thí nghiệm. Thành phần của nó là 1% của  3,5-

dinitrosalicylic Axít (DNSA), 30% Natri Kali Tartrat và 0.4M NaOH. Thuốc thử này rất bền và

sau vài năm cất trữ có một vài vẫn đen xuất hiện trong dung dịch, mặc dù cũ nhưng vẫn sử

dụng tốt.

· Trong một phản ứng tiêu biểu, cùng một thể tích  của mẫu và thuốc thử được đun nóng

trong cốc nước sôi khoảng 10 phút. Sau đó để nguội và đó pha loãng với 10 phần thể tích

nước đo phổ hấp thụ thu được bước sóng 540nm. Tôi thường dùng khoảng 0.4 ml mẫu và

DNSA và sau khi đun nóng hòa tan với 4ml nước, thu được một hỗn hợp vừa đủ để chạy

phổ hấp thụ. Khi không có nhóm khử nào xuất hiện thì màu thu được là màu vàng và khoảng

hấp thụ từ 0.03-0.05, dấu hiệu tích cực là màu đỏ tạo thành với khoảng hấp thụ trên 1.0.

Thuôc thử Lowry: 

·        Thuốc thử 1:  trộn lẫn một phần thể tích thuốc thử B (0.5% đồng sulfat pentahydrat, 1%

Kali tartrat)  với 50 phần thể tích của thuốc thử A (2% Natri carbonat, 0.4% NaOH).  Cả hai

thuốc thử A và B bền trong một thời gian tương đối dài nhưng tôi thấy thuốc thử B xuất hiện

kết tủa có nghĩa là nó nhắc tôi cho thêm một ít NaOH.

·        Thuốc thử 2:  Hòa tan thuốc thử Folin-Ciocalteu phenol thương mại  với một lượng 

nước bằng về thể tích , thuốc thử sẽ bền trong vài tuần.

Để định lượng protein trộn 0.25ml dung dịch chứa protein với 2.5 ml thuốc thử Lowry. Sau 10

phút thêm 0.25ml thuốc thử Lowry 2 và lắc đều. Sau 30 phút đo phổ hấp thụ  ở 750nm.(Nếu

bạn dùng Spectronic 20 với một ống photo thông thường thì 750nm là quá dài, nhưng ở

600nm cho kết quả hấp thụ thấp hơn nhưng vẫn còn chấp nhận được.)

39

Thuôc thử Seliwanoff:  Hòa tan 1g resorcinol (C7H8O2) trong 300ml HCl đậm đặc sau đó

pha loãng thành 1lít (lúc này HCl xấp xỉ 4M). Thuốc thử này có thể cất được hơn một năm.

·        Khi 1ml thuốc thử được đun nóng với 5 giọt chất mẫu trong một cốc nước đang sôi,

một dấu hiệu tích cực đối với  monosacarit có chứa nhóm ceton là sự chuyển màu của dung

dịch từ vàng cam sang đỏ trong vòng 5 phút. Trong một số tài liệu khác thì nói rằng màu quả

mơ là kết quả âm tính. Màu sắc của thí nghiệm kết quả phụ thuộc vào nồng độ của chất

mẫu, và một vài loại đường như glucose thì không biến màu thậm chí sau mười phút trong

thuốc thử.

 Thái Phú Khánh Hòa(Internet)

hoahocvietnam.com

NGUYÊN TỐ THỨ 118 Các nhà khoa học thuộc lĩnh vực hóa học, vật liệu học và khoa học đời sống ở Phòng Thí

nghiệm Quốc Gia Lawrence Livermore (LLNL), hợp tác với các nhà nghiên cứu đến từ

Dubna, Viện hợp tác nghiên cứu hạt nhân (JINR - Joint Institute for Nuclear Research) ở

Nga, đã cùng khám phá ra nguyên tố thứ 118, một nguyên tố mới nhất với khối lượng phân

tử rất lớn.

Vào giữa tháng 2 và tháng 6 năm 2005, các nhà nghiên cứu đã

thực hiện nhiều thí nghiệm với thiết bị JINR U400 cyclotron, và quan

sát sự phân hủy của chuỗi nguyên tử cấu tạo bởi nguyên tố thứ

118. Ở những chuỗi nguyên tử đang phân rã này, nguyên tố thứ

118 phân hủy bởi các hạt alpha sẽ tạo ra nguyên tố thứ 116.

Kết quả cuộc thí nghiệm nghiên cứu được xuất bản vào tháng 10 năm 2006 trên tạp chí

Physical Review C. Thí nghiệm đã cho ra 3 nguyên tử của nguyên tố thứ 118 khi bắn ion

canxi vào nguyên tố phóng xạ californium. Sau đó, nhóm nghiên cứu quan sát sự phá hủy

40

chuỗi nguyên tử do hạt alpha thì thấy nguyên tố thứ 118 phân rã đến nguyên tố thứ 116 và

đến nguyên tố thứ 114. Trong các cuộc thí nghiệm trước đây, nhóm hợp tác nghiên cứu

Livermore-Dubna đã tạo ra chất đồng vị tương tự nguyên tố thứ 116.

Qua cuộc nghiên cứu này, nhóm hợp tác nghiên cứu Livermore-Dubna đã khám phá ra được

5 nguyên tố mới (nguyên tố thứ 113, 114, 115, 116 và 118).

Ken Moody, người dẫn đầu nhóm Livermore, nói:“Tính chất khi phân hủy của tất cả các chất

đồng vị mà chúng ta đã khám phá cho đến nay đã thêm vào danh sách các “nguyên tố bền” -

“Island of Stability” ; điều này cho thấy rằng chúng ta có thể may mắn thành công nếu chúng

ta cố gắng tiếp tục nỗ lực nghiên cứu hơn nữa”.

Thuật ngữ “nguyên tố bền” - “Island of Stability” xuất phát từ vật lý hạt nhân diễn tả khả năng

có thể cân bằng ổn định số lượng proton và neutron của các nguyên tố. Điều này cho phép

các chất đồng vị của nhiều nguyên tố transuranic (là các nguyên tố có số lượng nguyên tử

lớn hơn 92) có thể ổn định bền hơn so với các nguyên tố khác, và do đó phân hủy chậm

hơn.

Nguyên tố thứ 118 được kỳ vọng là một chất khí quý hiếm đứng ngay phía dưới chất radon

trong bảng tuần hoàn các nguyên tố.

Moody nói: “Có khoảng 90 nguyên tố hóa học, và thật là tuyệt vời khi chúng có thể tìm hiểu

học hỏi bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hơn nữa. Qua đó, chúng ta hiểu sự tồn tại và

cấu tạo của thế giới này”.

Các thành viên trong nhóm Livermore gồm: Moody, Dawn Shaughnessy, Mark Stoyer, Nancy

Stoyer, Philip Wilk, Jacqueline Kenneally, Jerry Landrum, John Wild, Ron Lougheed và cựu

nhân viên Joshua Patin.

Giám đốc Hiệp hội Hóa học, Vật liệu và Khoa học đời sống - Chemistry, Materials and Life

Sciences Associate, Tomas Diaz de la Rubia nói: “Điều này hoàn toàn là một bước đột phá

trong lĩnh vực khoa học. Chúng ta đã khám phá ra một nguyên tố mới cho ta những hiểu biết

sâu sắc các tính chất của vũ trụ. Đối với các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu thì đây là

một bản di chúc mạnh mẽ và có giá trị đối với Khoa học kỹ thuật tại Phòng Thí nghiệm này”.

Kể từ khi thành lập năm 1952, Phòng Thí nghiệm Livermore đã khám phá ra nhiều nguyên tố

nặng. Trong những năm qua, nhờ được cung cấp các vật liệu đặc biệt để làm thí nghiệm,

41

nhóm nghiên cứu ở đây đã gặt hái nhiều thành công trong việc khám phá ra các nguyên tố

mới. Năm 1999 và 2001, Phòng Thí nghiệm thông báo đã phát hiện lần lượt các nguyên tố

114 và 116. Năm 2004, nhóm hợp tác nghiên cứu Livermore-Dubna tiến hành khảo sát

nguyên tố 113 và 115.

Trong tương lai, nhóm hợp tác nghiên cứu LLNL-Dubna sẽ tiếp tục bổ sung thêm nhiều

nguyên tố trong bảng các “nguyên tố bền”. Năm 2007, nhóm nghiên cứu dự định sẽ tìm ra

nguyên tố thứ 120 bằng cách bắn phá Plutonium vào chất đồng vị của sắt.

Mark Stoyer nói: “Sẽ tiếp tục tìm kiếm các nguyên tố mới trong nhóm các nguyên tố nặng cho

đến giới hạn bền của hạt nhân. Hy vọng sẽ tìm ra giới hạn đó”.

Phòng Thí nghiệm Quốc Gia Lawrence Livermore, thành lập năm 1952, có nhiệm vụ bảo

đảm an toàn quốc gia và ứng dụng các khoa học kỹ thuật vào những vấn đề quan trọng trong

thời buổi hiện đại này. Phòng Thí nghiệm Quốc Gia Lawrence Livermore do Đại Học

California, Bộ Quản Lý Năng lượng An Toàn Hạt Nhân Quốc Gia của Mỹ quản lý.

Quỳnh Thi dịch

hoahocvietnam.com

42

AXÍT CITRIC

1. Giới thiệu

Axít citric là một axít hữu cơ thuộc loại yếu và nó thường được tìm thấy trong

các loại trái cây thuộc họ cam quít. Nó là chất bảo quản thực phẩm tự nhiên

và thường được thêm vào thức ăn và đồ uống để làm vị chua. Ở lĩnh vực

hóa sinh thì axít citric đóng một vai trò trung gian vô cùng quan trọng trong

chu trình axít citric của quá trình trao đổi chất xảy ra trong tất cả các vật thể sống.

Ngoài ra axít citric còn đóng vai trò như là một chất tẩy rửa, an toàn đối với môi trường và

đồng thời là tác nhân chống oxy hóa. Axít citric có mặt trong nhiều loại trái cây và rau quả

nhưng trong trái chanh thì hàm lượng của nó được tìm thấy nhiều nhất, theo ước tính axít

citric chiếm khoảng 8% khối lượng khô của trái chanh.

Axít Citric

Thông tin tổng quát

Tên chuẩn 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid

Tên thường Axít chanh

CTPT C6H8O7

SMILES (1) C(C(=O)O)C(CC(=O)O)(C(=O)O)O

Khối lượng PT 192.13 g/mol

Có dạng Tinh thể màu trắng

Số CAS (2) [77-92-9]

43

Tính chất

KL riêng 1665 kg/m3

Nhiệt độ nóng chảy 153ºC (307.4ºF, 426K)

Nhiệt độ sôi Phân hủy ở 175ºC

pKa pKa1=3.15

pKa2=4.77

pKa3=6.40

2. Tính chất

Một vài tính chất vật lý của axít citric được liệt kê ở bảng trên, tính axít của nó là do ảnh

hưởng của nhóm carboxyl -COOH, mà mỗi nhóm carboxyl có thể cho đi một proton để tạo

thành ion citrat. Các muối citrat dùng làm dung dịch đệm rất tốt để hạn chế sự thay đổi pH

của các dung dịch axít.

Các ion citrat kết hợp với các ion kim loại để tạo thành muối, phổ biến nhất là muối Canxi

Citrat dùng làm chất bảo quản và giữ vị cho thực phẩm. Bên cạnh đó ion citrat có thể kết hợp

với các ion kim loại tạo thành các phức dùng làm chất bảo quản và làm mềm nước.

Ở nhiệt độ phòng thì axít citric tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng dạng bột hoặc ở dạng khan

hay là dạng monohydrat có chứa một phân tử nước trong mỗi phân tử của axít citric. Dạng

khan thu được khi axít citric kết tinh trong nước nóng, trái lại dạng monohydrat lại kết tinh

trong nước lạnh. Ở nhiệt độ trên 74ºC dạng monohydrat sẽ chuyển sang dạng khan.

Về mặt hóa học thì axít citric cũng có tính chất tương tự như các axít carboxylic khác. Khi

nhiệt độ trên 175ºC thì nó phân hủy tạo thành CO2 và nước.

3. Lịch sử

Vào thế kỷ thứ 8 nhà giả kim thuật Jabir Ibn Hayyan người Iran đã phát hiện ra axít citric.

Các học giả châu Âu thời trung cổ cũng đã biết về axít tự nhiên trong chanh, những kiến thức

sơ bộ về axít này cũng đã được ghi nhận vào thế kỷ XIII. Axít Citric được nhà hóa học người

Thụy Sĩ tách được vào năm 1784, ông đã kết tinh được axít citric từ nước chanh ép. Năm

44

1860 ngành công nghiệp nước ép trái cây của Ý đã đưa công trình sản xuất axít citric vào

hoạt động.

Năm 1893 C. Wehmer đã phát hiện ra rằng nấm mốc (3) cũng có thể tạo nên axít citric từ

đường. Sản xuất axít citric theo kiểu vi sinh này đã không được đưa vào sản xuất công

nghiệp cho đến thế chiến thứ I, do cục xuất khẩu nước hoa quả của Ý bác bỏ. Vào năm 1917

nhà hóa học thực phẩm James Currie người Mỹ đã phát hiện ra rằng nấm mốc hình sợi có

thể dùng để sản xuất axít citric rất hiệu quả. Hai năm sau tập đoàn dược phẩm Pfizer đã ứng

dụng kỹ thuật này vào sản xuất axít citric theo qui mô công nghiệp.

4. Sản xuất

Kỹ thuật mà ngày nay người ta vẫn dùng trong công nghiệp sản xuất axít citric là nuôi nấm

sợi trên đường ăn, sau đó lọc nấm mốc ra khỏi dung dịch và axít citric được tách bằng cách

cho kết tủa với nước vôi tạo thành Canxi Citrat, sau đó kết tủa được xử lý bằng axít sulfuric.

Ngoài ra axít citric còn được tách từ sản phẩm lên men của nước lèo (4) bằng cách dùng

một dung dịch hydrocacbon của một bazơ hữu cơ Trilaurylamin để chiết. Sau đó tách dung

dịch hữu cơ bằng nước.

5. Ứng dụng

Với vai trò là một chất phụ gia thực phẩm, axít citric được dùng làm gia vị, chất bảo quản

thực phẩm và đồ uống, đặc biệt là nước giải khát, nó mang mã số E330 (5). Muối Citrat của

nhiều kim loại được dùng để vận chuyển các khoáng chất trong các thành phần của chất ăn

kiêng vào cơ thể. Tính chất đệm của các phức Citrat được dùng để hiệu chỉnh độ pH của

chất tẩy rửa và dược phẩm.

Citric axít có khả năng tạo phức với nhiều kim loại có tác dụng tích cực trong xà phòng và

chất tẩy rửa. Bằng cách phức hóa các kim loại trong nước cứng, các phức này cho phép các

chất tẩy rửa tạo nhiều bọt hơn và tẩy sạch hơn mà không cần làm mềm nước trước. Bên

cạnh đó axít citric còn dùng để sản xuất các chất trao đổi ion dùng để làm mềm nước bằng

cách tách ion kim loại ra khỏi phức Citrat.

Axít citric được dùng trong công nghệ sinh học và công nghiệp dược phẩm để làm sạch ống

dẫn thay vì phải dùng axít nitric.

45

Ở Anh, axít citric được dùng làm chất đệm để cho heroin nâu dễ hòa tan hơn. Một túi axít

citric loại nhỏ được dùng để ép người nghiện thay kim tiêm bẩn bằng một cái sạch hơn nhằm

hạn chế sự lây nhiễm của AIDS và bệnh viêm gan. Các axít khác dùng để hòa tan heroin nâu

là ascobbic, axetic và axít lactic, trong trường hợp thiếu thuốc con nghiện sẽ tiêm nước

chanh vắt hay dấm.

Citric axít là một trong những hóa chất cần thiết cho quá trình tổng hợp Hexametylen

triperoxit diamin (HMDT) là một chất dễ phát nổ giống Axeton peroxit, nhạy với nhiệt và ma

sát. Ở một số nước nếu bạn mua một số lượng lớn axít citric bạn sẽ bị liệt kê vào sổ đen của

các âm mưu khủng bố.

Axít citric cũng được cho vào thành phần của kem để giữ các giọt chất béo tách biệt. Ngoài

ra nó cũng được thêm vào nước ép chanh tươi.

6. Thông tin về an toàn

Citric axit được coi là an toàn sử dụng cho thực phẩm ở các quốc gia trên thế giới. Nó là một

thành phần tự nhiên có mặt ở hầu hết các vật thể sống, lượng dư axít citric sẽ bị chuyển hóa

và đào thải khỏi cơ thể.

Điều thú vị là mặc dù axít citric có mặt khắp nơi trong cơ thể nhưng vẫn có một vài trường

hợp mẫn cảm với axít citric. Tuy nhiên những trường hợp này rất hiếm và người ta thường

gọi đó là phản ứng giả vờ của cơ thể.

Axít citric khô có thể làm kích thích da và mắt do đó nên mặc áo bảo hộ khi tiếp xúc với axít

này.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------- 

(1) SMILES là một ngôn ngữ thông minh dùng các ký tự ASCII để biểu diễn các phân tử,

phản ứng hóa học qua các nguyên tử và các ký hiệu liên kết. Con người có thể đọc và hiểu

được một chuỗi SMILES và dùng để làm ký hiệu cho các phân tử hóa học mà người ta có thể

tra cứu vào cơ sở dữ liệu để tìm một chất mong muốn.

(2) CAS là số đăng kí cho các hợp chất hóa học, polyme, hợp chất vi sinh, hỗn hợp và hợp

kim, các số đăng ký này sẽ giúp máy tính truy xuất từ cơ sở dữ liệu nhanh chóng hơn.

46

(3) Nếu bạn nấu một ít agar rồi đổ vào đĩa petri dùng bàn thay bẩn chà lên vài lần, khoảng

một tuần sau xem lại bạn sẽ thấy mốc xanh mọc rải rác trong đĩa agar.

(4) Theo cách gọi của người địa phương nước lèo là nước dùng cho súp, bún hay phở..vv..

(5) Mã số phụ gia thực phầm qui định bởi liên minh châu Âu

Thái Phú Khánh Hòa (lược dịch từ Wiki)

hoahocvietnam.com

ĐƯỜNG HOÁ HỌC

Aspartame là một chất làm ngọt nhân tạo. Mặc dù nó có cùng chỉ số calo với đường ăn thông

thường nhưng nó ngọt hơn đường ăn khoảng 200 lần. Chất này được nhà Hóa Học James

Schlatter làm việc cho tập đoàn G D Searle phát hiện rất tình cờ vào năm 1965  trong khi ông

đang thử nghiệm thuốc chống lở loét vết thương. Chất này được cho phép sử dụng trong

nước giải khát có gas vào năm 1983.

Sau một thập kỷ dài đấu tranh phản đối việc sử dụng chất  làm

ngọt này của John Olney (nhà nghiên cứu về thần kinh học)

cùng với James Turner (khách hàng đại diện) và những khảo

sát của bộ phận kiểm nghiệm của G D Searle. Người ta thấy

rằng 2 thành phần chính của Aspartame là phenylalanin and

aspartic acid (Được biết đến với cái tên aspartate là một amino

acid kích thích, nó là một trong 20 amino acid cấu tạo nên

protein và là một carboxylic acid tương tự asparagine tìm thấy

trong  protein của nhiều loài thực vật nhưng không đóng vai trò chủ yếu trong động vật và có

thể hoạt động như là một tác nhân kích thích quá trình truyền tín hiệu thần kinh trong não, và

là một sản phẩm của quá trình trao đổi chất trong chu trình urea, tham gia vào quá trình tạo

thành glucose) là hai chất đối quang, có nghĩa là chúng có hai đồng phân mà  không phải là

hai ảnh gương có thể chồng lên nhau. Điều này có nghĩa là phân tử aspartame có hai  tâm

47

bất đối. Nếu các đồng phân không đối quang được sử dụng thì phân tử aspartame sẽ có

hình dạng không đúng để  vị giác phát hiện được nó. Trong quá trình tổng hợp aspartame,

nguyên liệu là một hỗn hợp racemic (hàm lượng của 2 đồng phân đối quang bằng nhau

50:50)  của phenylalanin và aspartic acid. Chỉ có đồng phần  đối quang L của

phenylalaninđược sử dụng, nó được chiết ra từ hỗn hợp racemic bằng phản ứng với acetic

anhydric và NaOH và sản phẩm của phản ứng này được xử lý với enzym  porcine kidney

Acylase( là một loại enzym xúc tác rất mạnh, bền ở dạng khô, trong dung dịch nó bền ở nhiệt

độ khoảng 70º C tại pH=7 còn nếu ở pH< 5 thì nó sẽ bị biến tính. Ezym này thể hiện tính

chuyên biệt quang học ở mức độ cao so với chất nền. Vì lý do này mà nó được dùng phổ

biến để tách hỗn hợp racemic của amino acid) và một quá trình chiết hữu cơ với sự có mặt

của ion H+, Đồng phân L được tìm thấy trong lớp aquơ và đồng phân D được giữ lại trong

lớp chất hữu cơ. Xử lý L-phenylalanin với metanol và HCl  easter hóa nhóm –COOH, và

ester này sau đó sẽ phản ứng với acid aspartic và cho ra sản phẩn cuối. Điều quan trọng là

nhóm amin trên arpartic acid được bảo vệ bằng các nhóm carbobenzyloxy và nhóm acid gần

nhóm amin nhất cũng được khóa bằng các nhóm benzyl, nhằm ngăn L-phenylalanin phản

ứng với các nhóm này cho ra những sản phẩm không mong muốn. Nhóm acid yêu cầu để

phản ứng được hoạt hóa bằng thuốc thử Castro. Thuốc thử này sẽ được thay thế khi L-

phenylalani được thêm vào, nhưng các nhóm đã khóa sau đó phải được mở ra sau khi phản

ứng cần thiết đã kết thúc. Carbobenzyloxy được mở bằng phản ứng với Hydro và platin(IV)

oxit, metanol , cloroform, benzyl được mở bằng phản ứng  với hydro/Pd/carbon cộng metanol

và cloroform và sau đó quá trình tổng hợp kết thúc.

Aspartame bị thủy phân trong cơ thể thành 3 chất đó là : aspartic acid (40%), phenylalanin

(50%) và metanol (10%). Trong đó aspartic acid là một amino acid. Một vài nghiên cứu đã

được tiến hành nhằm xác định tác dụng của chất làm ngọt trong cơ thể khi nó đi vào cơ thể ở

dạng tự do, không bị ràng buộc bởi phân tử protein. Người ta nói rằng khi chất làm ngọt bị

ngấm vào trong máu thì  plasma của aspartate và glutamat tăng lên đáng kể. Cả aspartate và

glutamat đóng vai trò như bộ phận truyền neuron  trong não, truyền thông tin từ neuron này

sang neuron khác. Khi có hơn một bộ phận truyền neuron hiệu, thì một neuron nào đó sẽ bị

diệt bằng việc tăng nồng độ Canxi trong tế bào. Các tế bào neuron bị tổn thương là do việc

dư lượng aspartate và glutamat là lý do mà chúng được xem như là độc tố gây kích thích các

tế bào chết trong neuron thần kinh, chúng kích thích tế bào neuron cho đến khi tế bào này

chết đi.

Phenylalanin cũng là một amino acid  khác thường được tìm thấy trong não.  Người ta

khuyến cáo rằng những người mà trật tự gen bị thay đổi thì phenylkeonuria( PKU(Một loại

48

bệnh mà trong đó các enzym trao đổi chất với amino acid phenylalanin không có mặt gây

nên sự dư thừa amoni acid dị thường nếu không được chữa trị sẽ gây biến chứng hệ thần

kinh trung ương)).  Những người mắc chứng này thì trong cơ thể hàm lượng phenylalain

tương đối cao do đó sự trao đổi chất giữa enzym và phenylalanin là rất khó khăn trong quá

trình thủy phân. Hàm lường phenylalanin cao rất có hại cho não thỉnh thoảng vẫn xảy ra

trường hợp tử vong.

Metanol rất độc nó thường được ruột non tiết ra khi  nhóm metyl của aspartame tương tác

với enzym chymotrysin. Nó đã được chỉ ra rằng một số nước trái cây và thức uống có  có

cồn có chứa một lượng nhỏ metanol. Điều quan trọng  là metanol không bao giờ xuất hiện

mình nó. Trong các trường hợp có mặt của etanol, thường thì hàm lượng cao hơn nhiều do

dó etanol đã giảm tác hại của metanol vào cơ thể.

Aspartame (đường hóa học) có liên đến việc tăng nguy cơ ung thư trên

chuột.

Nghiên cứu phủ nhận những phát hiện trước đây về an toàn của chất làm ngọt.

Các nhà nghiên cứu của Italia đang  tìm hiểu về độ an toàn của aspartame(Chất làm ngọt

nhân tạo), chất làm ngọt có ít calo được tìm thấy ở đường ăn, soda cho người ăn kiêng và

trong hàng nghàn thực phẩm khác. Chuột được cho ăn chất làm ngọt có thể dẫn đến bị ung

thư, theo báo cáo của các nhà nghiên cứu  thì thậm chí liều lượng cho chuột thấp hơn mức

cho phép dùng cho người. Những nghiên cứu  phủ nhận các báo các khác thì khuyến cáo

rằng aspartame là an toàn cho sử dụng.

Tuy nhiên, các chuyên gia thì cho rằng những nghiên cứu gần đây đã được hướng vào trong

một phương pháp không chính thống và những  những người chống đối đang tìm cách để

hiểu được tại sao chất làm ngọt lại gây ung thư. Nguyên nhân là do aspartame  phân hủy

thành các hợp chất mà các chất này hiếm thấy trong cơ thể và thực phẩm trước khi chúng

ngấm vào máu.

“Đây là nhưng thông tin rất thú vị”  theo như James Popp, phó chủ tịch hội Khoa Học Chất

Độc đóng tại Reston bang Virginia, USA. “Cộng đồng khoa học sẽ phải xem xét và đặt câu

hỏi rằng cả hai trường phái nghiên cứu trên sẽ cho chúng ta biết được điều gì”

Cả hai cơ quan quản lý thực phẩm và thuốc của Mỹ(FDA) và  Quản Lý An Toàn Thực Phẩm

của châu Âu đã hứa hẹn là sẽ công bố về  phát hiện của các nhóm nghiên cứu. Nhưng cả

49

hai cơ quan này đều không khuyến cáo về mức độ an toàn khi sử dụng aspartame .

Chuột ăn kiêng

Năm 1981 FDA  đã chứng nhận aspartame  sử dụng trong thực phẩm dựa trên nhiều nghiên

cứu  mức độ an về toàn bệnh ung thư. Cơ Quan Quản Lý An toàn Thực Phẩm của Châu Âu

đã  tái xác nhận về aspartame   năm 2002 và đã không thay đổi những đánh giá trước đây.

Morando Soffritti và đồng nghiệp  tại trung tâm nghiên cứu Ung thư Maltoni Bologna, Ý. Đã

quyết định kiểm tra lại aspartame. Họ cũng thử nghiệm nhiều chất phổ biến khác được cho là

vô hại, như Vitamin, Coca… Họ vừa mới công bố kết luận của họ về aspartame trong tạp chí

Environmental Health Perspectives1.

 

Để đánh giá chất làm ngọt, những người nghiên cứu   đã thử nghiệm lên 1800 con chuột ,

chúng khoảng 8 tuần tuổi. Và họ đã để chuột sống hết quãng đời của chúng trên khoảng 3

năm. Họ đã phát hiện rằng chuột sau khi chết trên các mô của chúng có dấu hiệu ung thư.

 

Một vài loại ung thư đã có nguy cơ tăng trên chuột ở một  liều lượng tương đối thấp. Ví dụ ở

liều lượng khoảng từ 20 đến 500 miligam trên một kg thể trọng, và khoảng 20% chuột cái

được cho ăn aspartame  mắc bệnh ung thư máu và máu trắng ác tính, so với 9% số chuột

cái không cho ăn aspartame. Chuột đực đã được cho ăn nhiều hơn chuột cái để tăng nguy

cơ về bệnh ưng thư máu. Những con chuột được nhốt riêng và chuột có cho ăn aspartame 

có tuổi thọ tương đương. Đối với  người thì giới hạn an toàn  hằng ngày là 40 miligam trên

một kilogam thể trọng, theo như khuyến cáo của WHO. Nếu một người uống 28 lon CoCa

(đồ uống kiêng) một ngày thì đã vượt quá giới hạn trên.

 

Không Quá ngọt

Nghiên cứu đã không được thực hiện theo cách cổ điển, theo như Jonh Bucher  giám đốc

đại diện của  Chương Trình Môi Trường độc hại tại Trung tâm Sức Khỏe và Môi Trường của

Mỹ. Nhìn chung chuột đã bị giết sau hai năm tuổi trong quá trình khảo sát.

Cả hai phương pháp đều có những điểm mạnh riêng, ông nói. Để chuột sống lâu hơn sẽ cho

phép các nhà nghiên cứu có được thông tin đầy đủ hơn về sự phát triển của tế bào ưng thư,

khi mà nguy cơ ưng thư sẽ tăng khi chuột già đi. Những những phân tích thống kê thì còn

mơ hồ và khó có thể so sánh chuột đã được cho ăn kiêng ở những độ tuổi khác nhau. Mặc

dù nghiên cứu đã có những kết quả khả quan  theo như lời của Bucher.

50

Những người nghiên cứu khác thì cho rằng việc gây ưng thư do aspartame là không rõ ràng.

Trong cơ thể aspartame  phân hủy thành hai amoni acid mà  chúng là thành phần của bình

thường của protein trong thực phẩm và metanol. Metanol mặc dù có thể có hại, nhưng không

được xem như một chất gây ung thư và có mặt trong nhiều sản phẩm bao gồm cả nước ép

hoa quả. Michele Medinsky, một chuyên gia chất độc ở Durham, North Carolina nói rằng một

vài nghiên cứu về chất gây ung thư trước đây được thực hiện bởi nhóm các nhà khoa học Ý

đã mâu thuẫn với những nhóm nghiên cứu khác.

Khoảng  8000 tấn aspartame  trong khoảng 6000 sản phẩm được tiêu thụ hàng năm ở Mỹ.

Thái Phú Khánh Hòa (Sưu tầm và dịch)

                                                                                  hoahocvietnam.com

CHẤT TẨY SƠN LÀ GÌ?

Dung môi tẩy sơn cơ bản hay chất cạo sơn  là những dung môi dùng để

cạo bỏ lớp sơn cũ. Chúng không phải là một hóa chất duy nhất mà là sự

trộn lẫn của nhiều chất khác nhau, mỗi

chất có một tác dụng riêng. Các thành phần hoạt hóa thường là một chất được gọi là metylen

clorua. Một số sản pẩm có chứa các thành phần hoạt hóa khác với metylen clorua, nhưng

chúng không hiệu quả lắm  trong việc ăn mòn, làm giộp và gây tróc lớp sơn cũ.

Một số hóa chất khác trong chất tẩy sơn  có tác dụng tăng nhanh quá trình làm bong, và làm

chậm quá trình bay hơi của dung môi, và đóng vai trò như một tác nhân làm giày dung môi

(giữ cho dung môi bay hơi chậm hơn).

Chất tẩy sơn tiêu biểu có hai loại, dạng lỏng và dạng nhũ tương. Nhìn chung thì dạng lỏng sẽ

tẩy nhanh hơn. Dạng nhũ tương thì tẩy sạch hơn vì nó không bị nhỏ giọt và bám dính lâu

hơn, nhất là trên những vật  hình trụ hay khi làm việc với bề mặt thẳng đứng.

Thật khó để nói rằng bất cứ một chất hay hỗn hợp các chất có khả năng bám dính cao dùng

để bóc lớp sơn cũ, nên phải được lựa chọn cẩn thận. Những dung môi hòa tan cơ bản sẽ tẩy

nhanh hơn và không có tác dụng xấu lên bề mặt của gỗ, nhưng chúng có  thể có hại đến sức

khỏe con người vì vậy nên đọc kỹ hướng dẩn sử dụng của nhà sản xuất trước khi dùng.

51

Về cơ bản thì có một số điểm lưu ý về an toàn khi sử dụng chất tẩy sơn nhưng không thể

thay thế được bản hướng dẫn của nhà sản xuất đối với từng sản phẩm, điều quan trọng là

bạn phải đọc lưu ý được in trên nhãn của mỗi sản phẩm.

 Thái Phú Khánh Hòa (sưu tầm và dịch)

hoahocvietnam.com

THÔNG TIN VỀ ACID PICRIC

Cứ vài tháng lại xuất hiện một bài báo địa phương về một đội gỡ bom dọn

dẹp axít picric được tìm thấy trong một phòng thí nghiệm. Một chất rất dễ

phát nổ, như vậy tại sao axít picric lại được xem là một chất nguy hiểm.

Hãy điểm qua một vài sự kiện của việc sử dụng axít này và hãy xem cần

làm những gì để tránh xảy ra những rủi ro đáng tiếc.

Picric axít (2,4,6 Trinitrophenol) thường được tìm thấy trong các bộ phận  giám định pháp y

dùng để làm biến màu cây noel và cho việc phát hiện nước tiểu. Ngành mô học dùng dể biến

màu cơ ở những khớp nối, thể không bào, các phần gỗ (picro aniline xanh) và tác nhân làm

thuốc hãm màu. Nó đã được sử dụng làm được phẩm để trị bệnh sốt rét, giun móc, mụn

giộp, đậu mùa cũng như dùng làm thuốc kháng sinh. Và dung dịch 1% của axít picric dùng

để xử lý ngoại thương cho người bị bỏng.

Nhà Hóa Học người Anh Peter Woulfe  tìm ra axít picric vào năm 1771. Axít Picric được đặt

tên từ tiếng Hy Lạp pikros, có nghĩa là ‘chát’ vì nó có vị chát. Axít này đã được dùng để

nhuộm vàng vải nhung và len. Picric axít được sản xuất đại trà trong chiến tranh Thế Giới

thứ I và được gọi là ‘chim hoàng yến’ vì da của các công nhân đều bị nhuốm vàng.

Tính dễ nổ của axít picric được phát hiện  vào đầu  năm 1885, các thí nghiệm về axít này

được tiến hành tại Lydd, nước Anh, đã chứng minh nó là chất nổ và gọi là Lyddite vào năm

1888. Nó được dùng phổ biến để chế bom và lựu đạn trong chiến tranh Thế Giới I. Axít picric

khan   nguy hiểm giống như thuốc nổ TNT, nó cần ngòi nổ để phát nổ. Tuy nhiên, là một axít

mạnh, nó phản ứng với các kim loại phổ biến (trừ nhôm) tạo thành muối dễ phát nổ nếu bị cọ

xát. Bom, mìn và lựu đạn đều được mạ một lớp thiếc hoặc để ngăn không cho axít piric phản

52

ứng với vỏ bọc kim loại.

Có rất nhiều sự cố xảy ra liên quan đến axít picric. Vào ngày 6 tháng 12 năm 1917, một tàu

quân sự ở Nova Scotia chở 2300 tấn axít piric và 180 tấn TNT đã bốc cháy và phát nổ làm

1900 người chết ngay tại chỗ và 9000 người khác bị thương. Chỉ cần các kim loại va chạm

nhẹ với axít picric thì muối picrat sẽ thể hiện tính nguy hiểm của nó. Vào ngày 1 tháng 5 năm

1916 một xí nghiệp sản xuất quân dụng ở Pháp bốc cháy làm axít picric nóng chảy và lan ra

nền bê tông. Canxi picrat tạo thành và phát nổ làm chất 170 người.

Đã có vụ nổ nào trong phòng thí nghiệm hay chưa? Vẫn chưa có một  tài liệu nào nói về tai

nạn do axít picric phát nổ trong phòng thí nghiệm. Bộ phận vận chuyển Hóa chất độc hại

cháy nổ  phân loại axít piric chứa ít hơn 30%  nước về khối lượng vào  chất chảy nổ loại

1.1D và nếu lượng nước trên 10% về thể tích được xếp vào loại  4.1 chất rắn dễ cháy. Ở

trạng thái ướt thì khả năng phát nổ bị hạn chế rất nhiều.

Điều đáng quan tâm là khi gặp phải axít picric đã bị dehydrat hóa. Trường hợp nguy hiểm

nhất khi chai đựng nó quá cũ và có nắp đậy bằng kim loại lúc này nắp kim loại và các tinh thể

axít có thể phản ứng hình thành muối picrat và phát nổ, với những tình trạng này xẩy ra tốt

nhất là gọi các chuyên gia chất nổ đến. Các chuyên gia gỡ bom có kinh nghiệm sẽ dùng

robot gắp lọ đựng axít rồi thả vào nước để hydrat hóa axít hoặc đem cho nổ ở một nơi khác.

Nếu lọ đựng axít bằng nhựa và axít bên trong đã bị khô, một vài tinh thể có thể được hình

thành trên miệng chai, ma sát khi mở nắp  có thể làm cho chai axít nổ tung. Trường hợp này

nên mở chai đựng axít trong một xô nước, nghiêng chai để cho nước vào nắp và ren xoắn

để hòa tan các tinh thể bám dính lên đó. Thêm đá lạnh để làm chìm lọ chứa để nước ngấm

vào dễ hơn. Để yên bình chứa trong nước như vậy khoảng vài ngày cho đến khi nhìn thấy

nước ở bên trong chai, lúc này có thể mở nắp chai  một cách an toàn và  tái hydrat axít, nếu

như bạn còn nghi ngờ thì nên gọi chuyên gia chất nổ.

Dẫu sao đề phòng vẫn tốt hơn, nếu bạn thật sự muốn dùng axít picric trong phòng thí nghiệm

bạn cần thực hiện một số điều sau đây.

Phải giữ axít picric ướt, đừng mở lọ hóa chất mới ra xem nếu như bạn chưa sử dụng cho

đến khi thật sự cần thiết. Và ghi ngày tháng mở nắp lần đầu tiên lên nhãn điều này sẽ giúp

bạn dễ kiểm soát, kiểm tra mức độ hydrat hóa của axít 6 tháng một lần và thêm nước cất vào

nếu thấy cần thiết.

53

Không dùng muỗng sắt để lấy axít ra khỏi lọ.

Khi lấy hóa chất xong nên lau sạch miệng chai bằng khăn ướt, nhất là các ren xoắn trên cổ chai.

Thanh lý những chai axít picric cũ có nắp bằng kim loại.

Không nên cất giữ một lượng lớn axít picric trong phòng thí nghiệm.Thay hóa chất mới sau hai

năm sử dụng.

Làm việc với hóa chất này trong tủ hút, và nếu có thể nên mua dung dịch 1% đã pha sẵn để

dùng vào việc làm biến màu khi cần thiết.

Khi bạn muốn thanh lý axít picric ướt thì có rất nhiều phương pháp để thực hiện. Trước hết

bạn nên khử axít sang một dạng an toàn hơn dùng natri hydroxit và natri sulfit (Na2SO3 ). Khi

xử lý xong hóa chất vẫn còn độc tính và thải  theo qui trình xử lý chất thải độc hại. Không

được đổ xuống  bồn rửa, nó có thể phản ứng với ống dẫn nước thải bằng kim loại và gây nổ.

Cuối cùng, axít picric là chất độc hại, nuốt phải 1-2 gam có thể gây  ngộ độc. Bụi của axít gây

kích thích da và mắt. Tác dụng lên mắt làm mắt đổi màu vàng. Bị ngộ đôc axít picric có thể

gây nhức đầu, buồn nôn, tiêu chảy, chóng mặt vàng da nước tiểu màu đỏ. Những triệu

chứng như thế này không nên xử lý trong phòng thí nghiệm theo cách cổ điển, mà phải  đưa

đến bệnh viện.

 

Thái Phú Khánh Hòa (sưu tầm và dịch)

hoahocvietnam.com

SƠ LƯỢC BỂ TUYỂN NỔI XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU

Ở Việt Nam, dầu khí đã được phát hiện vào ngày 26/6/1986, tấn

dầu đầu tiên đã khai thác được từ mỏ dầu Bạch Hổ. Tiếp theo

nhiều mỏ dầu khí ở thềm lục địa phía Nam, đã đi vào khai thác

như  mỏ Đại Hùng, mỏ Rồng, mỏ Rạng Đông, các mỏ khí như 

Lan Tây Lan Đỏ...

Nhà nước ta bắt đầu tiến hành xây dựng nhà máy chế biến dầu đầu tiên với công suất 6 triệu

54

tấn năm. Đồng thời hàng loạt các dự án về sử dụng và chế biến khí đồng hành, cũng như

chuẩn bị xây dựng nhà máy chế biến dầu thứ hai đang được phê duyệt. Như vậy ngành công

nghiệp chế biến dầu khí nước ta đang bước vào thời kỳ mới, thời kỳ mà cả nước ta đang

thực hiện mục tiêu công nghiệp hóa, hiện đại hóa.Chắc chắn sự đóng góp của ngành dầu khí

trong công cuộc công nghiệp hóa đất nước sẽ rất có ý nghĩa, góp phần xây dựng đất nước

để sau vài thập niên tới có thể sánh ngang các nước tiên tiến trong khu vực và trên thế giới.

Cùng với sự phát triển của ngành chế biến dầu, một trong những vấn đề được mọi người rất

quan tâm hiện nay, đó là tình trạng ô nhiễm môi trường của các chất thải có nhiễm dầu. Các

hiện tượng tràn dầu, rò rỉ khí dầu gây nên tình trạng ô nhiễm  nghiêm trọng cho môi trường,

như làm hủy hoại hệ sinh thái động thực vật, và gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của

con người. Vì vậy vấn đề bảo vệ môi trường khỏi các chất ô nhiễm dầu đã trở thành một

trong những vấn đề được xã hội quan tâm.

Với mục tiêu góp phần bảo vệ môi trường. Ngoài việc tránh các hiện tượng rò rỉ khí dầu ra

bên ngoài thì việc xử lý nước thải trong nhà máy lọc dầu được đặc biệt quan tâm chú ý, đầu

tư  và phát triển. Phương pháp xử lý nước thải có nhiễm dầu dựa vào đặc tính không tan

trong nước và nhẹ hơn nước của dầu. Phương pháp đó chính là phương pháp tuyển nổi. Có

nhiều phương pháp tuyển nổi để xử lý nước thải: tuyển nổi với sự tách không khí từ dung

dịch; tuyển nổi với việc cho không khí qua vật liệu xốp ; tuyển nổi hóa học và tuyển nổi điện;

tuyển nổi với sự phân tách không khí bằng cơ khí.

Bể tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ các hạt rắn hoặc lỏng ra khỏi hỗn hợp nước thải và cô

đặc bùn sinh học. Không khí được thổi vào bể tạo bọt khí, bọt khí và hạt nổi lên trên mặt

nước thải và bị loại bỏ bằng các thiết bị gạt bọt. Một số loại hóa chất như phèn nhôm, muối

ferric, silicat hoạt tính có thể được thêm vào nước thải để kết dính các hạt lại làm cho nó dể

kết với các bọt khí để nổi lên bề mặt hơn. Một chỉ số quan trọng để tính toán cho bể tuyển

nổi là tỉ lệ A/S (air/solid ratio).

55

Hình ảnh một bể tuyển nổi

Hiện nay phương pháp tuyển nổi được ứng dụng phổ biến trong công nghiệp là phương

pháp tuyển nổi bằng áp suất hay còn gọi là tuyển nổi với sự tách không khí từ dung dịch. Ưu

điểm của phương pháp là cho phép làm sạch nước với nồng độ tạp chất còn lại rất nhỏ, thiết

bị cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ, dễ thực hiện thi công, lắp đặt sửa chữa.

Quá trình tuyển nổi bằng áp lực được tiến hành qua hai giai đoạn:

   + Bão hòa nước bằng không khí dưới áp suất cao

   + Tách khí hòa tan dưới áp suất khí quyển.

 Ngọc Việt

hoahocvietnam.com

CHẤT ĐỐT SINH HỌC TỪ THỰC VẬT

Dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên… là những sản phẩm của quá

trình biến đổi hóa học, sinh học, vật lý diễn ra cách đây hằng

trăm triệu năm từ nguyên liệu ban đầu là xenlulozo. Nguồn tài

nguyên thiên nhiên không thể tái tạo trên đang được con người

khai thác cho mọi hoạt

động sống, có nguy cơ cạn kiệt trong tương lai! Vì vậy, việc tìm ra những nguồn năng lượng

mới, không gây ô nhiễm môi trường là một trong ưu tiên hàng đầu của thế giới hiện tại ngày

56

nay.

Bằng cách sử dụng thành phần cấu tạo chính của thực vật là xenlulozo (chiếm trên 90% khối

lượng khô trong tế bào), các nhà khoa học thuộc viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia

Pháp (INRA) dự định lấy thân và lá cây làm nguồn nguyên liệu chính thay vì hạt và củ như

hiện nay, để sản xuất xăng và dầu diesel. Phương pháp này sẽ được ứng dụng vào nghành

công nghiệp chất đốt sinh học trong vài năm tới.

Trong các nghành sản xuất thì công nghiệp sản xuất chất đốt sinh học còn khá mới mẻ. Tuy

nhiên, tương lai của nó lại đang bị đe dọa. Vì để sản xuất ra nhiên liệu xanh, người ta phải

sử dụng một lượng lớn loài thực vật tương ứng. Chẳng hạn, với nước Pháp, một trung tâm

nông nghiệp của Châu Âu, để đạt được chỉ tiêu chất đốt sinh học chiếm 8% thị phần chất đốt

vào năm 2010 thì cần có 2 triệu ha cây làm nguyên liệu.

Song trên thực tế diện tích có thể trồng các loại cây này không ảnh hưởng tới sản xuất nông

nghiệp chỉ có 1,5 triệu ha. Mặt khác, năng xuất hiện nay của các cây dùng làm nguyên liệu

sản xuất chất đốt còn khá thấp, như cây cải dầu chỉ đạt 1500 lít/ha, lúa mì là 2500 lít / ha…

Trong khi đó, phương pháp chiết xuất từ thân cây và lá cho phép đạt con số hơn 5000 lít/

ha ! tức là gấp đôi năng xuất của loài cây cao nhất, do đó gảm áp lực về diện tíc đất trồng.

Một điểm đáng chú ý khác là không như lúa mì chỉ sản xuất ra cồn và etanol, chất đốt lấy ừ

thân cây sau khi chế biến có thể thích hợp với mọi động cơ.

Ngoài việc khai thác các nguồn nguyên liệu từ các loài cây trồng, các loại gỗ, rác thải thực

vật từ quá trình sản xuất nông nghiệp như rơm, trấu và ngũ cốc cũng sẽ là một nguồn

nguyên liệu dồi dào khác. Chính vì vậy, tất cả các loài cây đều có thể là giếng dầu đảm bảo

an ninh năng lượng cho chúng ta trong tương lai.

Một vấn đề hết sức quan trọng khác là lựa chọn phương pháp để chế biến những nguyên

liệu này có hiệu quả. Hiện các nhà khoa học đang nghiên cứu hai phương pháp khác nhau

để chế biến chất đốt từ thân và lá cây: phương pháp hóa nhiệt và phương pháp hữu cơ.

Trước hết thân cây và lá cây được làm nóng bằng hơi nước ở nhiệt độ 8000C, lúc này các

phân tử xenlulzo bị biến đổi thành các thành phần tương tự như trong thành phần dầu mỏ.

Sau đó bằng các phản ứng hóa học, các phân tử này sẽ tự kết hợp lại tạo ra chất đốt (xăng,

57

diesel..). Đó là sản xuất theo phương pháp hóa nhiệt.

Còn ở phương pháp thứ hai, cây sau khi được cắt và bó lại từng bó sẽ được hydro hóa bằng

một loại vi khuẩn nấm. Phân tử xenlulzo biến đổi thành các phân tử đường hữu cơ, sau đó

được lên men thành etanol.

Trong tình hình hiện nay, giá cả dầu mỏ thế giới luôn biến động bất thường cùng với tình

trạng ô nhiễm môi trường do khí thải của các phương tiện giao thông. Việt Nam một đất

nước nông nghiệp là chủ yếu, mỗi năm nước ta xuất khẩu hàng triệu tấn luơng thực, cùng

với việc loại bỏ hàng chục triệu tấn rác hữu cơ, rơm, trấu, mùn cưa… Việc triển khai dự án

vào thực tế rất được mong chờ. Cây xanh lúc đó sẽ trở thành nguồn vàng thực sự.

Vũ Công Phong biên soạn

hoahocvietnam.com

DẦU MỎ VÀ XĂNG

NGUỒN NĂNG LƯỢNG CHÍNH CỦA CHÚNG TA

Dầu và khí thiên nhiên đáp ứng hầu hết nhu cầu năng lượng

của Mỹ. Những nước công nghiệp khác cũng phụ thuộc

tương tự vào dầu mỏ như một nguồn năng lượng chủ yếu.

Những sản phẩm hàng năm từ khí thiên nhiên ở Mỹ xấp xỉ 500

triệu lít. Năm 1995, nguồn năng lượng của Mỹ có 24% từ khí

thiên nhiên, 38% từ dầu mỏ, 23% từ than đá, 8% từ năng

lượng hạt nhân và 4% từ thuỷ điện. Sản phẩm dầu mỏ trong nước hàng năm đạt mức cao

nhất vào năm 1971 với 4.2 tỉ thùng (barrel). Năm 1995, nó giảm xuống dưới 3 tỉ thùng và

phải nhập khẩu đến 2 tỉ thùng (1 thùng tương đương 42 gallon, khoảng 158 lít).

 

Sự phụ thuộc vào dầu mỏ nhập khẩu của nhiều nước đã có những hệ quả về kinh tế và

chính trị quan trọng, điển hình bằng việc giá dầu biến động đột ngột đã khiến Irắc xâm lấn

Kuwait vào năm 1990 và xảy ra cuộc chiến tranh ở Vịnh Ba Tư ngay sau đó. Những nỗ lực

58

đổi mới đang hứa hẹn sẽ giảm sự phụ thuộc kinh tế vào dầu mỏ nhập khẩu và phát triển

những nguồn năng lượng mới để đáp ứng nhu cầu khi mà trữ lượng dầu mỏ và khí thiên

nhiên đang cạn dần.

 

Nước Mỹ, với hơn 200 triệu phương tiện gắn máy, tiêu thụ năng lượng hằng năm nhiều nhất

trên toàn thế giới và 70% số đó được đáp ứng bằng xăng dầu.

Đặng Ngọc Huy

hoahocvietnam.com

QUY TRÌNH “CHÁY BỐC HƠI” THÀNH HYDROGEN

Quy trình “cháy bốc hơi” chuyển dầu đậu nành, glucose thành

Hydrogen. Bất kỳ ai đang hâm nóng dầu thực vật hay nước sirô đều

biết rằng cả dầu và đường đều không bay hơi – dầu ăn sẽ bốc khói và

chuyển sang màu nâu, đường chuyển sang màu đen, và cả hai đều để

lại một lớp carbon cáu bẩn trên các đồ dùng nấu nướng.

Hiện nay, một nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Minnesota đã phát minh

ra “quy trình phản ứng cháy bốc hơi” mà quy trình này là gia nhiệt cho

dầu ăn và nước đường với tốc độ nhanh hơn cách làm thông thường

trong nhà bếp gấp một triệu lần và tạo ra hydrogen cùng carbon monoxide, một hỗn hợp gọi

là khí tổng hợp (syngas), bởi vì khí này được dùng để sản xuất nhiều hóa chất và nhiên liệu,

bao gồm xăng dầu. Quy trình mới hoạt động nhanh hơn các kỹ thuật hiện đang sử dụng từ

10 đến 100 lần, mà không cần đến các nhiên liệu tự nhiên chuyên dùng và trong lò đốt thì

nhỏ hơn các thiết bị hiện đang dùng ít nhất 10 lần. Công việc này có thể nâng cao hiệu suất

sản xuất nhiên liệu từ những nguồn năng lượng mới rất có ý nghĩa. Quy trình này sẽ được

xuất bản vào ngày 3 tháng 11 trong tạp chí Khoa học.

 

Người dẫn đầu nhóm nghiên cứu là  Lanny Schmidt, phó giáo sư ngành kỹ thuật hóa học và

khoa học vật liệu ở trường Đại Học, nói: “Đây là một cách sử dụng loại nhiên liệu sinh học rẻ

tiền, không có giá trị gì và biến nó thành các loại nhiên liệu và hóa chất hữu ích. Về năng lực

59

tiềm tàng, nhiên liệu sinh học có thể dùng là dầu ăn hoặc thậm chí là các sản phẩm từ phân

bò, phân chuồng, thân cây ngô hay cây thân gỗ”.

 

Một loại nhiên liệu đầy hứa hẹn là dầu diesel sinh học có thể sản xuất từ dầu đậu nành. Hiện

nay, quy trình chủ yếu chuyển dầu ăn thành dầu diesel sinh học đòi hỏi cần có methanol,

nhiên liệu tự nhiên. Quy trình mới này lại bỏ qua giai đoạn tạo thành dầu diesel sinh học mà

chuyển dầu ăn trực tiếp thành hydrogen và khí CO bằng cách gia nhiệt đun dầu ăn lên nhiệt

độ khoảng 10000C. Khoảng 70% hydrogen trong dầu ăn sẽ chuyển thành khí hydrogen.

Tương tự, dùng dung dịch glucose gần bão hòa và gia nhiệt nhanh để tạo thành khí tổng hợp

thay vì chỉ thu được các sản phẩm thông thường là: carbon và nước.

 

Khi chuyển các loại thực vật thành nhiên liệu có thể dùng được thì khó khăn ở chỗ phải bẻ

gãy mạch liên kết hóa học trong cellulose – chất liệu khiến màng tế bào thực vật cứng cáp

hơn – để thu được đường đơn và đường này lại có thể đem lên men thu ethanol hoặc

chuyển thành nhiên liệu khác. Điều này đòi hỏi phải sử dụng enzyme để cắt mạch liên kết

của cellulose và tốn nhiều thời gian. Nhưng sự gia nhiệt cao của quy trình mới này sẽ cắt các

mạch liên kết đó dễ dàng, có nghĩa là có thể sử dụng cellulose và các loại thực vật như các

nguồn nguyên liệu sản xuất.

 

Schmidt và các đồng sự ở trường Đại Học – gồm các sinh viên mới tốt nghiệp Đại Học như

James Salge, Brady Dreyer và Paul Dauenhauer – đã sản xuất được một pound khí tổng

hợp trong một ngày dùng lò đốt loại nhỏ. Quy trình mới hoạt động như sau: Phun dầu ăn và

nước đường thành các giọt đều đặn bằng một vòi phun nhiên liệu tự động thông qua đường

ống trên một cái đĩa gốm làm vật liệu xúc tác – các nguyên tố rhodium và cerium - sẽ cắt

mạch phân tử nguyên liệu theo hướng sản xuất khí tổng hợp chứ không theo hướng sản

xuất carbon và nước “nhớp nháp cáu bẩn”. Do đĩa gốm xúc tác rỗ xốp, nên khí tổng hợp có

thể đi xuyên qua và chảy xuôi theo đường ống thu gom sản phẩm. Không cần dùng nhiệt ở

bên ngoài, vì các phản ứng hóa học tạo khí tổng hợp thoát nhiều nhiệt đủ để bẻ gãy mạch

liên kết phân tử dầu ăn hoặc đường. Schmidt nói: “Bí quyết ở chỗ quá trình cháy bốc hơi cực

nhanh. Quá trình xảy ra là do chúng tôi làm bay hơi nhiên liệu và hòa trộn khí nhiên liệu với

khí oxy trước khi khí nhiên liệu tiếp xúc với xúc tác và do đó khí nhiên liệu không cháy thành

than. Quy trình này có tiềm năng nhanh gấp 100 lần hơn những quy trình sản xuất khí tổng

hợp và hydrogen hiện nay”.

 

Vào tháng 2 năm 2004, khi nhóm nghiên cứu do Schmidt đứng đầu phát minh ra thiết bị

60

tương tự sản xuất hydrogen từ ethanol, thì được trong nước chú ý đến.

 

Cuộc nghiên cứu này được sự hỗ trợ bởi Bộ Năng Lượng và Đại Học Minnesota tiên phong

trong lĩnh vực đổi mới năng lượng và môi trường.

 

 

Quỳnh Thi

(Theo University of Minnesota)

hoahocvietnam.com

PHƯƠNG PHÁP MỚI LÀM SẠCH DẦU LOANG

Các nhà khoa học ở California đã thông báo một cải tiến quan trọng trong

kĩ thuật làm sạch dầu loang ở biển, hồ và những khu vực lưu thông

đường thủy. Victoria Broje và Arturo A.Keller đã mô tả cấu trúc xây dựng

và các cuộc thử nghiệm ứng dụng phiên bản máy lọc váng dầu cải tiến,

đây là thiết bị chủ yếu thu hồi lượng dầu loang trên biển.

Máy lọc dầu loang thông thường hầu như không thay đổi nhiều trong các thập niên vừa qua,

thiết bị bao gồm một cái trống như trục hơi nước và quay tròn thu nhận lớp màng mỏng của

dầu từ trên bề mặt trống. Sau đó, dầu được gạt ra khỏi mặt trống và chứa trong một bình

chứa riêng biệt. Broje và Keller lưu ý rằng thiết bị làm sạch dầu loang truyền thống thì không

hiệu quả, làm việc kém với lớp dầu mỏng là dầu thô loại nhẹ và dầu diesel, có thể tốn kém

chi phí nhiều để làm sạch một số lượng dầu loang lớn.

Thiết bị tách váng dầu kiểu mới với các rãnh trên bề mặt sẽ được miêu tả trong một bài báo

sắp phát hành vào ngày 15 tháng 12 trên tờ nhật báo ACS về Khoa học Kĩ thuật Môi trường

phát hành định kỳ giữa tháng.

Đối với một khu vực có bề mặt dầu loang rộng lớn, thiết bị có nhiều rãnh sẽ thu được nhiều

dầu hơn thiết bị hớt váng dầu thông thường với bề mặt phẳng. Bộ phận tách dầu ra khỏi bề

mặt thiết bị được thiết kế chính xác sao cho phù hợp với các rãnh, thu gom gần như 100%

dầu bám dính trên bề mặt thiết bị với mỗi vòng quay. Những khe rãnh này cũng được phủ

61

một lớp polimer cải tiến kết dính với dầu. Các nhà khoa học nói rằng thử nghiệm thực tế cho

thấy hiệu suất của thiết bị lọc váng dầu kiểu mới sẽ tăng gấp 3 lần so với các thiết bị cổ điển

thông thường.

Phương Nhung (tổng hợp và lược dịch)

hoahocvietnam.com

NHƯỢC ĐIỂM CỦA VIRUS CÚM

Nhược điểm của virus cúm là phân tử protein ở tận cùng chuỗi ADN của nó. Một nghiên cứu

nổi bật từ ĐH Rice và ĐH Texas ở Austin đã khám phá ra mục đích mới đầy tiềm năng mà

thuốc kích thích thần kinh có thể tấn công vào những triệu chứng của bệnh cúm, bao gồm cả

những nguyên nhân của bệnh cúm gia cầm cũng

như những nguyên nhân bình thường có thể gây

bệnh cho hàng triệu người trong mùa cảm cúm.

Những cuộc nghiên cứu, những tài liệu được xuất

bản trực tuyến bởi Nature, cung cấp những dấu hiệu

thuyết phục về khả năng ứng dụng trong y dược của

chất tiềm ẩn trong một loại protein cúm được gọi là

nucleoprotein, hay NP. NP có vai trò quan trọng điều khiển bộ trạng thái của những triệu

chứng của bệnh cúm loại A, bao gồm cúm Hong Kong, cúm Tây Ban Nha, cúm gia cầm. Mục

tiêu là đoạn NP dài, linh động nằm ở cuối chuỗi. Những nhà hóa sinh ở Rice và UT đã tìm ra

rằng sự thay đổi nhỏ ở đoạn cuối của chuỗi đã ngăn cản NP thực hiện một trong những vai

trò của nó – liên kết những cấu trúc chính mà virus dùng để truyền tải những bản sao của nó.

Phó giáo sư hóa sinh và sinh học tế bào, nhà nghiên cứu hàng đầu Jane Tao đã nói “Nó là

một liên kết nhỏ ở đầu móc cuối của phân tử protein  và là yếu tố được trông đợi của một loại

thuốc chống virus mới”

“Những nghiên cứu về gen trước đây cho chúng ta biết rằng cái vòng ở tận cùng đó là

62

nguyên nhân chính của tất cả triệu chứng xuyên suốt của bệnh cúm loại A, vì thế loại thuốc

tập trung vào đoạn cuối này có tiềm năng lớn chống lại hiệu quả những triệu chứng phức

tạp, bao gồm cả triệu chứng của H5N1. Những loại thuốc chống virus mới là hết sức cần

thiết trong giai đoạn hiện nay khi mà những biến thể của dòng virus H5N1 đã kháng lại loại

thuốc trị cúm Tamiflu”. Những nghiên cứu của giáo sư Tao là nền tảng cho những cuộc thí

nghiệm nghiêm ngặt hơn sau đó nhằm khám phá ra cấu trúc nguyên tử của NP. Cấu trúc của

protein đã được phân tích bằng tia X dưới góc độ tinh thể học, phương pháp đó cho phép

các nhà khoa học phân tích sự sắp xếp của cấu trúc bậc 3 của nguyên tử trong một tinh thể

căn cứ vào lúc sự nhiễu xạ của tia X đi xuyên qua nó.

Giáo sư Tao đã cho biết việc này là một nhiệm vụ khó khăn để tinh thể NP protein phát triển.

Phương pháp này bao gồm việc đình chỉ sự bốc hơi chất lỏng của dung dịch protein đậm đặc

trên mặt bên dưới của tấm kính được bịt kín  trong bình kín. Khi chất lỏng trong những giọt

nhỏ bay hơi, phân tử protein trở nên quá bão hòa, và trong vài trường hợp chúng tạo thành

những tinh thể nhỏ với kích thước hàng trăm miron. Giáo sư Tao ước lượng rằng, nhà

nghiên cứu sau tiến sĩ Qiaozhen Ye, người đồng sự, đã chuẩn bị 1000 bình kín với nhiều giọt

nhỏ cho mỗi bình, để thu được khoảng 100 những tinh thể cần cho các cuộc thí nghiệm.

NP là một trong duy nhất 11 protein được mã hóa bởi bộ gen của bệnh cúm loại A. Một trong

những chức năng chính là chức năng cấu trúc. Một tế bào vật chủ bị tấn công bởi một virus,

và chuyển hóa chúng trong một nhà máy tái tạo virus, những NP tập hợp lại với nhau thành

những vòng nhỏ như là những khối cấu trúc. Nhiều vòng NP tụm lại ở một đỉnh thành chuỗi

xoắn ốc dài theo phương thẳng đứng. Cấu trúc RNA của virus xoắn xung quanh trục và gây

nhiễm độc tế bào. “NP có 500 amino acid và phần tận cùng của nó chứa 30 acid amin”, giáo

sư Tao nói. “Chúng tôi đã tìm ra rằng sự đột biến duy nhất trên phần còn lại của 30 acid amin

cũng đủ để ngăn cản những NP tập hợp lại với nhau thành kết cấu dạng cột, và không có

những cấu trúc đó virus không thể sao mã và tấn công những tế bào khác”.

Giáo sư Tao cho biết công trình nghiên cứu đã cung cấp toàn bộ những chứng cứ về vai trò

của NP như là dấu hiệu nhận biết tế bào nhằm bắt đầu thực hiện sự sao chép bộ gen của

virus, và nhóm nghiên cứu của giáo sư Tao vẫn tiếp tục công việc này với cộng sự Robert

Krug ở ĐH Texas, Austin để khảo sát chức năng điều tiết của protein.

Công trình nghiên cứu được tài trợ bởi tổ chức Welch, Viện sức khỏe quốc gia, Quỹ Khoa

học quốc gia về Nano và các sáng kiến khoa học.

63

Nguyễn Huỳnh Minh Tiến

(Theo Rice University)

hoahocvietnam.com

NƯỚC SIÊU OXY HÓA DIỆT KHUẨN

Các nhà khoa học Mỹ thuộc công ty Oculus (tại California)

vừa tạo ra một dung dịch siêu kháng khuẩn có thể làm mau

lành các vết thương.

Dung dịch này có khả năng giết vius, vi khuẩn và nấm không

hề thua kém các loại thuốc khử trùng khác, kể cả có thể diệt

khuẩn cầu vàng (MRSA hay EDRM), một loại vi khuẩn có sức đề kháng cao với nhiều loại

thuốc khử trùng. Theo Andrés Gutiérrez, giám đốc y khoa của Oculus, dung dịch mới còn có

ưu điểm là không gây hại đến các mô tế bào lành xung quanh vết thương, thêm vào đó còn

làm cho các mạch máu lưu thông đẩy nhanh quá trình làm lành vết thương.

 

Nước siêu oxy hóa diệt khuẩn có thành phần chủ đạo là

Microcyn, các ion oxy-chlorine, các phần tử tích điện có

khả năng phá vỡ vách tế bào các vi khuẩn tự do và không gây

ảnh hưởng đến tế bào con người. Để tạo ra sản phẩm này,

người ta cho nước qua một màng thấm muối natri clorua

(NaCl), sau đó đưa hỗn hợp qua một dòng điện phân cao để thu các ion oxy-chlorine. Dung

dịch được tạo ra có độ pH trung tính và không gây hại đến các mô tế bào.

Theo tạp chí New Scientist, hiện nay dung dịch đang được dùng thử trong việc chữa trị

64

chứng loét bàn chân ở những bệnh nhân tiểu đường và mang lại nhiều kết quả lạc quan. Với

dung dịch nước siêu oxy hóa, vết thương ở những bệnh nhân này có thể lành trong khoảng

40 ngày thay vì 55 ngày với phương pháp điều trị hiện tại.

 

Uyenchitn (Theo BBC)

hoahocvietnam.com

KỸ THUẬT “SIÊU ENZYME”

Kỹ thuật “Siêu enzyme” – một vũ khí mới đầy tiềm năng chống lại bệnh

tim. Theo một bản tường trình mới về khoa học, nhiều nỗ lực tìm hiểu mối

quan hệ giữa cyclooxygenase-2 (COX-2), thuốc kháng viêm khớp và

bệnh tim đã đạt được một lợi ích bất ngờ trong việc dẫn đầu sự phát triển

của một loại protein kỹ thuật tiềm năng lớn như là một phương pháp điều

trị mới đối với bệnh tim.

Trong bài báo phát hành ngày 28 tháng 11 của tờ tạp chí Sinh học hàng

tuần ACS, Ke-He Ruan và các đồng sự thuộc Đại Học Texas đã chỉ ra rằng thuốc COX-2

cũng giống như thuốc cấm lưu hành Vioxx đều có biểu hiện kháng viêm có lợi cho bệnh viêm

khớp.

Tuy nhiên, nhiều cuộc nghiên cứu hiện nay cho thấy các loại thuốc này cũng có thể gia tăng

nguy cơ bệnh tim mạch và đột quỵ bằng cách khiến cơ thể giảm sản xuất prostacyclin (chất

bảo vệ mạch máu khiến mạch máu giãn nở ngăn ngừa nghẽn mạch) và gia tăng sản xuất

thromboxane (là chất làm co mạch khiến mạch máu dễ bị nghẽn).

Các nhà nghiên cứu trình bày rằng một loại thuốc giúp tăng lượng prostacyclin và giảm hàm

lượng thromboxane có thể là loại thuốc lý tưởng ngăn ngừa và điều trị bệnh tim mạch và

kháng viêm. Nhóm nghiên cứu của Ruan báo cáo đã tiến hành một bước thí nghiệm theo

cách trực tiếp này. Nhóm nói rằng đã liên kết 2 enzyme với nhau và tạo ra một loại protein

hình thành nên một “siêu enzyme” với 3 chức năng xúc tác mà làm cho tế bào nuôi cấy trong

65

phòng thí nghiệm phát triển và sản xuất liên tục chất prostacyclin. Enzyme này đạt được

nhiều ưu điểm chiến lược khác và liên quan đến quá trình gia tăng hàm lượng prostacyclin

bằng cách điều khiển gene COX trong tế bào.

Quỳnh Thi

(Theo American Chemical Society)

hoahocvietnam.com

TẾ BÀO SỐNG ĐỘNG VẬT VÀ CÁCH THỨC TẠO PROTEIN

Các nhà khoa học thuộc Trung Tâm Y Dược ở Đại Học Duke đã cho

thấy làm thế nào trong một cơ thể động vật còn sống thì các tế bào

sử dụng quá trình sinh học tới hạn để tách rời và lắp ghép gene

nhằm tạo ra nhiều loại protein đặc biệt.

Những nhà khoa học này nói rằng các khám phá trên đã được tiến hành thí nghiệm với

chuột, giúp giải thích điều kỳ diệu then chốt ở sinh học con người là: làm thế nào mà những

gene tương tự như nhau ở mỗi tế bào trong cùng một cơ thể lại có thể sản xuất nhiều protein

khác nhau trong mô và các cơ quan khác. Các loại protein khác nhau đó lần lượt quy định

chức năng cho mỗi mô hay cơ quan.

Các nhà khoa học nói khám phá này đồng thời cũng giúp hiểu rõ hơn về nhiều căn bệnh

hiểm nghèo, bao gồm bệnh ung thư, chính là một quá trình tiến triển của gene – gọi là quá

trình lắp ghép có lựa chọn – nếu quá trình này sai lệch sẽ sinh ra nhiều protein khiếm khuyết.

Các nhà khoa học đã công bố khám phá này vào ngày 1 tháng 12 năm 2006 trên tờ tạp chí

RNA. Cuộc nghiên cứu được tài trợ bởi Viện Y Tế Quốc Gia.

Nhà điều tra nghiên cứu nhiều thâm niên, Mariano Garcia-Blanco, Thạc sĩ, Tiến sĩ, Giáo sư

về lĩnh vực phân tử gene và vi sinh học cho biết trước đây các nhà khoa học đã tiến hành

nghiên cứu quá trình lắp ghép có lựa chọn ở mô và ở tế bào trong ống nghiệm, nhưng cuộc

66

nghiên cứu này chỉ đánh dấu sự thành công bước đầu quan sát ở động vật. Ông nói: ”Chúng

ta có thể quan sát quá trình lựa chọn và lắp ghép xảy ra ở các mô khác nhau. Đó là một ví dụ

tuyệt vời cho thấy các phương pháp thí nghiệm trong các cơ quan bộ phận của cơ thể đã

cung cấp toàn cảnh về hoạt động của gene và protein sâu sắc hơn thí nghiệm chỉ sử dụng tế

bào nuôi cấy để nghiên cứu”.

Cách nay 20 năm, nhiều nhà khoa học vẫn tin tưởng rằng một loại gene chỉ có thể tạo ra một

loại protein nhất định. Với khám phá về quá trình lắp ghép có lựa chọn này thì rõ ràng là một

loại gene có khả năng sản xuất ra nhiều loại protein khác nhau.

Trong quá trình lựa chọn và lắp ghép, một “cái kéo” nhỏ trong đoạn gene có nhiệm vụ tách

rời RNA thành nhiều đoạn nhỏ gọi là “chuỗi polynucleotide mã hóa protein”, sau đó “cái kéo”

này lại nối ghép các đoạn nhỏ đó theo một trật tự khác nhau và hình thành nên một phân tử

RNA mới. Trong quá trình trên, nhiều “chuỗi polynucleotide mã hóa protein” được duy trì như

cũ nhưng cũng có những chuỗi khác bị loại ra ngoài. Các “chuỗi polynucleotide mã hóa

protein” được giữ lại trong đoạn RNA mới thì quyết định loại protein nào mà đoạn RNA này

sẽ sản xuất trong tế bào. Trong hầu hết các tế bào, “cái kéo” tách rời gene chính là những

protein được gọi là protein ẩn làm nhiệm vụ lắp ghép và chuỗi nucleotide hoạt hóa tăng

cường lắp ghép.

Trong một cuộc nghiên cứu gần đây, nhóm của Garcia-Blanco đã tìm kiếm nhận dạng protein

ẩn nào tách rời đoạn RNA quan trọng trong một đoạn gene và được gọi là chất nhận phát

triển sợi mô liên kết (FGFR 2). Đoạn gene này có vai trò quan trọng trong việc phát triển ở

chuột và ở người bình thường, và trật tự mà trong đó RNA của đoạn gene trên được lắp

ghép có thể làm thay đổi sự phát triển ở động vật.

Các nhà khoa học đã tạo ra những đoạn gene có khả năng phát sáng như là một hệ thống

điển hình cho cuộc nghiên cứu. Trên đoạn gene phát sáng FGFR2 đó là thẻ huỳnh quang

màu xanh lá có nhiệm vụ phát sáng khi một loại protein ẩn, còn gọi là chuỗi polynucleotide

không mã hóa protein ẩn, đang phân tách một chuỗi polynucleotide mã hóa protein gọi là

chuỗi IIIb. Theo phương pháp này, các nhà khoa học có thể theo dõi xem chuỗi

polynucleotide không mã hóa protein ẩn có đang tách chuỗi IIIb hay không – và nếu như vậy,

thì xảy ra ở mô hoặc ở cơ quan bộ phận nào – hay loại protein ẩn và protein trợ giúp nào đã

tham gia vào quá trình phân tách này.

Vivian I. Bonano, sinh viên mới tốt nghiệp Chương trình Đại Học về di truyền học và sinh học

phân tử và cũng là tác giả cho bài nghiên cứu trên tạp chí nói rằng bằng cách quan sát đoạn

gene phát sáng, nhóm nghiên cứu nhận thấy tế bào trong hầu hết các mô đã phản ứng như

67

nhau đối với chuỗi polynucleotide ẩn IIIb, nhưng tế bào đã sử dụng nhiều loại protein ẩn và

protein trợ giúp để thực hiện quá trình này. ”Sau đó, nhận diện chuỗi polynucleotide không

mã hóa protein ẩn nào hoạt hóa trong tế bào hay trong các cơ quan bộ phận của cơ thể sẽ

giúp cho các nhà khoa học hiểu rằng bằng cách nào các chuỗi polynucleotide mã hóa protein

xấu xuất hiện hoặc bị đào thải đối với nhiều quá trình gây nên dị tật”. Ví dụ, hoạt động của

một tế bào kể cả chuỗi polynucleotide IIIb là tới hạn vì sự hiện diện hay vắng mặt của chuỗi

này quyết định sản xuất ra loại biến thể nào của protein FGFR2. Theo các nhà khoa học thì

những biến đổi nhỏ như thế trong protein có thể làm thay đổi hoạt động của tế bào, ví như

thay đổi thành phần trong một công thức nấu ăn ngon có thể làm biến đổi hương vị thực

phẩm.

Garcia-Blanco nói: ”Công tác quan sát các hoạt động lựa chọn lắp ghép là phù hợp nhất ở tế

bào động vật, bởi vì các tế bào phản ứng trong môi trường tự nhiên thì khác so với trong môi

trường nhân tạo, ví dụ như môi trường nuôi cấy tế bào trong phòng thí nghiệm chẳng hạn”.

Sự phức tạp của việc lắp ghép có lựa chọn này đòi hỏi phải quan sát được hoạt động lựa

chọn lắp ghép đó vào thời điểm đang xảy ra, bởi vì lấy tế bào ra khỏi môi trường thì chỉ thấy

được tình trạng hiện thời mà không thể biết được tế bào đã đến vị trí lắp ghép thích hợp như

thế nào”. Ví dụ, quá trình lắp ghép có thể thay đổi thậm chí mỗi ngày khi động vật phát triển,

việc thêm vào các tế bào trích ly và quan sát trong môi trường nuôi cấy phòng thí nghiệm

không thể thấy hết các biến đổi tạm thời này. Hơn nữa, các loại tế bào não khác nhau hay ở

các cơ quan bộ phận khác có thể có các quyết định lựa chọn lắp ghép khác nhau. Ví dụ, các

tế bào neuron gần tế bào liên kết thần kinh hỗ trợ trong não, ấy thế mà các tế bào này lại có

loại protein khác nhau với số lượng khác nhau, và thăm dò sự khác nhau ở các tế bào nuôi

cấy trong phòng thí nghiệm có thể thấy mức độ khác nhau rõ rệt. “Đây là một công cụ hữu

hiệu để ứng dụng vào gene của chuột nhằm nghiên cứu thời điểm và nơi chốn mà trong cơ

thể động vật, các hoạt động quyết định lắp ghép có lựa chọn xảy ra và thậm chí để nghiên

cứu những nhân tố nào tới hạn trong các hoạt động lắp ghép đó”.

Ông nói thêm: ”Đưa tầm quan trọng của quá trình lắp ghép có lựa chọn vào lĩnh vực sức

khỏe và bệnh tật, thì việc hoạch định cho ngành giải phẫu học đối với vấn đề hoạt động lắp

ghép có lựa chọn trên có thể cho chúng ta hiểu biết sâu sắc đáng kể trong các bệnh tật ở

con người liên quan đến những nguyên tắc lắp ghép sai lệch”.

Quỳnh Thi (theo Duke University Medical Center)

hoahocvietnam.com

68

69

Giảm tác dụng phụ của phương pháp hóa trị

Các nhà khoa học ở Trung tâm Tế bào và Phân tử (ICMIC) thuộc trường

Đại Học Johns Hopkins đang báo cáo một phương cách để cải tiến việc

chữa bệnh ung thư bằng hóa trị - một trong những chiến lược triển vọng

nhất nhằm giảm các tác dụng phụ của thuốc điều trị ung thư.

Đây là phương pháp hóa trị bao gồm 2 giai đoạn là cho bệnh nhân dùng thuốc chữa bệnh

ung thư loại mới và một loại enzyme để hoạt hóa thuốc này. Trước tiên bệnh nhân được tiêm

một lượng enzyme, enzyme này dần dần biến mất ở tế bào khỏe mạnh nhưng lại tích lũy và

hiện diện nhiều ở tế bào ung thư. Sau đó bệnh nhân được tiêm thêm thuốc điều trị ung thư

loại mới, thuốc này sẽ chuyển sang dạng hoạt hóa và tiêu hủy các tế bào ung thư chỉ khi gặp

enzyme trong khối u ung thư đó. Zaver M. Bhujwalla cùng tác giả dẫn đầu là Cong Li và các

cộng sự giải thích trong một bài báo số ra ngày 29 tháng 11 của Tạp chí Hóa học Mỹ phát

hành hàng tuần như sau:”Lựa chọn thời điểm tiêm thuốc thích hợp sẽ giúp thành công mỹ

mãn cho 2 giai đoạn chữa bệnh ung thư bằng phương pháp hóa trị”. Nếu tiêm thuốc loại mới

này trước khi enzyme biến mất hoàn toàn khỏi các tế bào khỏe mạnh, thì thuốc sẽ tiêu diệt

luôn các tế bào khoẻ mạnh và do đó gây ra phản ứng phụ cho cơ thể.

Bài báo mô tả cách tổng hợp và cách kiểm nghiệm ban đầu ở quy mô phòng thí nghiệm của

enzyme hoạt hóa thuốc tiêm vào cơ thể ở thời điểm thích hợp. Enzyme này sẽ hoạt hóa

thuốc chữa ung thư thông thường là 5-fluorouracil. Theo các nhà nghiên cứu có thể quan sát

enzyme đang tiêu hủy dần ở các tế bào khỏe mạnh bằng phương pháp cộng hưởng từ (MRI)

hoặc bằng phương pháp quang học.

Phương Nhung (theo American Chemical Society)

hoahocvietnam.com

70

Quan sát thuốc liên kết với tế bào như thế nào

Các nhà khoa học khám phá ra cách để quan sát thuốc liên kết với

tế bào như thế nào. Bằng một phương pháp mới thông qua việc sản

xuất những phân tử platinum rỗng có cấu

trúc nhỏ nano, các nhà nghiên cứu John Shelnutt và Yujiang Song

thuộc Phòng Thí Nghiệm Quốc Gia Sandia đã khám phá ra cách tốt

hơn để thấy được vị trí nơi tế bào có liên kết với thuốc.

Cuộc nghiên cứu này sẽ xuất hiện trong một bài báo sắp phát hành của Tạp chí hóa học Đức

- Angewandte Chemie Int. Ed. Trước khi xuất bản, cuộc nghiên cứu này đã trở thành đề tài

nóng bỏng trên website của tạp chí. Phòng Thí Nghiệm Quốc Gia Sandia là Phòng Thí

Nghiệm Quản lý An toàn Hạt nhân Quốc gia.

Trong bài báo này, Shelnutt và Song mô tả cách thức mới sử dụng các hạt liposome làm nền

để sản xuất những hạt hình cầu platinum rỗng, xốp với kích thước nhỏ nano. (Liposome là

các túi chứa chất lỏng, kích thước cực nhỏ, trong cơ thể có nhiệm vụ dẫn truyền vaccine,

enzyme, thuốc).

Trước đây, nhóm của Shelnutt đã làm được các tấm platinum kích thước nano liên tục trên

liposome, tạo thành platinum cấu trúc bọt kích thước nhỏ nano. Phương pháp này không

kiểm soát được hình dạng và kích cỡ tạo thành.

Phương pháp mới nêu ra trong bài báo là một kỹ thuật tạo ra các  mạng lưới platinum xốp,

kích thước nhỏ nano, đường kính trên 200nm, khác với phương pháp trên. Thay vì sử dụng

những tấm platinum lớn như trên, thì sẽ bao gồm các platinum cấu trúc nhánh nhỏ, bằng

phẳng – gọi là nhánh hình cây – hòa nhập với nhau tạo thành một mạng lưới hay một lồng

lưới theo hình dạng khối cầu của hạt liposome.

Shelnutt và nhóm của ông đã dùng liposome làm nền với một lớp lipid kép. Liposome chứa

trong dung dịch muối platinum. Khi ánh sáng rọi vào những liposome này, thì chất xúc tác

quang học trong khoảng hẹp giữa hai lớp lipid chuyển hóa electron thành ion platinum. Các

nguyên tử platinum tự do đó kết hợp thành các khối kim loại nhỏ. Một khi các khối kim loại

này đạt đến một kích cỡ nào đó, chúng sẽ hoạt hóa và xúc tác sự phát triển của các nhánh

71

hình cây platinum và gắn thêm các nguyên tử platinum từ muối platinum vào nhánh. Từng

chút một, các nhánh hình cây platinum nhỏ, bằng phẳng hình thành bên trong lớp lipid kép.

Shelnutt nói:” Điều quan trọng là phải đảm bảo số phân tử hoạt hóa quang học, do đó sẽ

đảm bảo được số lượng khối platinum hình thành thật nhiều bên trong lớp kép liposome.

Như vậy, platinum nhánh hình cây tạo thành sao cho đủ độ bền khít để tạo nên hình dạng

theo hạt cầu liposome”. Khi các hạt liposome bị vỡ, thì các hạt hình cầu platinum vẫn như cũ

không thay đổi.

Có thể kiểm soát bề dày của vỏ platinum xung quanh hạt hình cầu liposome bằng cách gia

tăng hay giảm lượng platinum trong dung dịch muối.

Shelnutt nhận thấy có nhiều ứng dụng quan trọng đối với quá trình này, bao gồm cấu trúc

sinh học “thẻ nano” ví dụ như các phân tử thuốc.

Shelnutt nói rằng:” Sẽ phải ghi trên nhãn dược phẩm là liên quan với một phân tử porphyrin,

dùng ánh sáng để phát triển hạt phân tử kích thước nano sau khi đã cho thuốc liên kết với tế

bào. Bằng kính hiển vi điện tử, ta có thể quan sát thấy các hạt kích thước nhỏ nano, khám

phá khu vực các phân tử trên tế bào liên kết với thuốc. Kỹ thuật thẻ nano cũng có thể ứng

dụng trong các lĩnh vực không thuộc sinh học như tìm lỗi trên bề mặt bán dẫn”.

 Quỳnh Thi (theo Sandia National Laboratories)

hoahocvietnam.c

72

Chất thải con người: loại phân bón rẻ và an toàn

Các nhà nghiên cứu ở Phần Lan vừa đưa ra bản báo cáo

về việc sử dụng thành công một loại phân bón cho các

nông trại, có giá thành rẻ, phong phú và... không thể nghi

ngờ hơn, đó là chất thải của con người.

Báo cáo của họ dựa trên việc sử dụng phân bón cho các

cánh đồng trồng bắp cải, và được ghi nhận trên tập san

Nông nghiệp và hóa học thực phẩm của Hội hóa học Mỹ

(ACS) ngày 31/10.

Chất thải từ người khỏe thì hầu như là vô trùng, không có vi khuẩn và virut. Vốn giàu

nitơ và các chất dinh dưỡng khác, nó được sử dụng như phân bón từ thời xa xưa.

Chất thải con người hiện nay ít được dùng. Tuy nhiên, nó rất được chú ý tại một số

vùng mà người nông dân muốn đi theo các phương pháp sản xuất hữu cơ, giảm bớt

việc sử dụng phân bón tổng hợp. Trong cuộc nghiên cứu mới này, Surendra K. Pradhan

và các cộng sự thu nhận chất thải từ các hộ gia đình, và sử dụng nó làm phân bón cho

cây bắp cải. Sau đó, họ so sánh các cây bắp cải này với các cây khác sử dụng phân

bón công nghiệp thông thường và so sánh với các cây không sử dụng phân bón.

73

Bắp cải sử dụng chất thải của con người làm phân bón

(Courtesy of Helvi Heinonen-Tanski, University of Kuopio, Finland)

Bản phân tích cho thấy sự tăng trưởng và sinh khối cao hơn một chút khi sử dụng phân

bón từ chất thải con người so với sử dụng phân bón công nghiệp thông thường.

"Không có một sự khác biệt nào về giá trị dinh dưỡng của bắp cải. Kết quả của chúng

tôi cho thấy rằng chất thải của con người có thể được sử dụng như một loại phân bón

cho bắp cải và không có bất kì một sự nguy hại nào về mặt vệ sinh cũng như để lại mùi

vị cho sản phẩm."- kết luận của bản báo cáo.

KHÁM PHÁ BÍ MẬT CỦA THUỐC NHUỘM MÀU HOA

CÀ

74

Hai hợp chất mới đã được tìm thấy trong mẫu nhuộm nguyên thủy của

William Perkin cách đây hơn 150 năm. Mauveine có màu tím hoa cà là

phân tử chất nhuộm tổng hợp đầu tiên đánh dấu sự mở đầu của ngành

công nghiệp hóa hữu cơ. Một nhóm các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi

João Seixas de Melo thuộc đại học Coimbra và Maria João Melo thuộc đại học Líbon,

Bồ Đào Nha, vừa khám phá ra hai hợp chất mới trong quá trình phân tích một mẫu

thuốc nhuộm cổ từ bảo tàng khoa học Luân Đôn.

 Thuốc nhuộm Mauveine đã được biết

đến có chứa mauveine A (với 2 nhóm

chức methyl) và mauveine B (với 3

nhóm chức methyl). Những thành

phần được phát hiện bởi Seixas de

Melo và các cộng sự là mauveine B2, một cấu trúc đồng phân của mauveine, và một

các trúc với 4 nhóm methyl gọi là mauveine C.

Tony Travis, một chuyên gia về lịch sử hóa học và công nghệ thuộc đại học Hebrew,

Israel, rất hoan nghênh phát hiện mới này. Ông phát biểu "Perkin đã từng nghĩ rằng

thuốc nhuộm mauveine bao gồm nhiều thành phần. Khám phá mới cho thấy mặc dù

Perkin không thể tổng hợp ra những cấu trúc mới này nhưng ông đã đúng". Sử dụng

cùng những thành phần và công đoạn của Perkin, nhóm của Seixas de Melo đã tạo ra

mẫu mauveine và so sánh cấu tạo của nó với mẫu nhuộm cũ. Những phân tử khác

nhau được tách bằng dung dịch hiển thị màu sắc. Những sắc phổ thu được cho thấy sự

hiện diện của mauveine B2 và mauveine C trong cả 2 mẫu thử.

Seixas de Melo tin rằng cho đến ngày hôm nay các thành phần mauveine mới được

khám phá là nhờ sự tiến bộ trong kỹ thuật sắc ký. "Perkin hẳn rất hài lòng. Ông đã trải

qua khoảng thời gian rất dài để cố gắng phân tích các thành phần trong chất nhuộm

mauveine và bởi vì ông tin rằng những dẫn xuất mới sẽ được tìm ra ", Travis phát biểu.

"Những cấu trúc mới có giá trị này giải thích vì sao Perkin đã thất bại khi tạo ra một dãy

các dẫn xuất như trong trường hợp aniline đỏ". Seixas de Melo hy vọng có thể mở rộng

nghiên cứu cho các mẫu thuốc nhuộm xưa bao gồm thuốc nhuộm màu chàm và

dracoflavylium, phần tử chủ yếu từ nhựa cây được biết đến như "máu rồng".

75

uyenchitn

(Theo Chemical Science)

hoahocvietnam.com 

MÀNG BAO GÓI THỰC PHẨM THÔNG MINH

Thức ăn trong tương lai sẽ có thể được bao gói bởi một

loại nhựa thông minh nhận biết sự ô nhiễm thực phẩm và

sau sau khi sử dụng thì bị phân hủy sinh học. Lớp màng

polymer này được phát triển bởi các nhà khoa học Ý và

có thể kéo căng cũng như chịu được sự gia tăng nhiệt độ.

Andrea Pucci ở Đại Học Pissa, người chỉ đạo cuộc

nghiên cứu cho rằng lớp màng thì bền ở môi trường không khí; tuy nhiên, một khi thức

ăn không còn lớp bao bọc nữa thì lớp màng bao này sẽ được vi sinh vật trong đất, nước

ngọt hay nước mặn phân hủy ngay.

NGHIÊN CỨU MỚI VỀ HỢP CHẤT

KẼM HỮU CƠ HALIDE (RZNX)

Các nhà hóa học Anh quốc đã mở rộng một loại phản

ứng cộng có thể thực hiện với các hợp chất kẽm hữu cơ.

76

Simon Woodward và các đồng sự tại đại học Nottingham đã chứng minh rằng thông

thường các hợp chất kẽm hữu cơ halide (RZnX: với X là nguyên tử halogen, R là nhóm

alkyl hay aryl) có thể được dùng như các thuốc thử đa năng trong hóa học cộng nhóm

chức carbonyl không đối xứng. Nhóm của Woodward đã phát triển một hệ thống trực

tiếp cho sự hoạt hóa của RZnX (halide) trong chất phụ gia aldehyde chỉ dùng những

chất có sẵn và một phối tử đơn giản.

"Thông thường cho một phụ gia carbonyl bất đối xứng người ta dùng các dạng

diorganic (ZnR2). Tuy nhiên chỉ có 8 trong số chúng là thường có giá trị, điều này là vô

dụng nếu nhóm R mà bạn muốn cộng không là một trong số chúng! Sự thật là hơn 200

dạng kẽm hữu cơ halide có giá trị thương mại mà đối với chúng tôi đó là nguồn tài

nguyên chưa khai thác đáng được tận dụng", Woodward giải thích.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra chất xúc tác từ RZnX và một chất có gốc aluminium.

"Việc hiểu rõ nhóm chức của các hợp chất kẽm hữu cơ halide là một lợi thế.",

Woodward phát biểu. "Mặc dù các phương pháp khác đã được phát triển, tất cả những

phương pháp mới này đòi hỏi sự nghiên cứu tổng hợp đầy thách thức."

 

Phản ứng trực tiếp chỉ dùng những chất và xúc tác có giá trị thương mại.

 John Brown, một chuyên gia trong lĩnh vực xúc tác hữu cơ của đại học Oxford (Anh) đã

hưởng ứng công trình này: "Nhóm của Woodward đã khám phá ra một phương pháp

hoàn toàn đơn giản và rất hữu dụng."

Woodward nói rằng phản ứng của nhóm chỉ dùng những chất và xúc tác có giá trị

thương mại. "Chúng tôi tin công trình của mình sẽ gây được thích thú với nhiều người

và sẽ mở đường cho việc nghiên cứu các hệ thống dựa trên những nền tảng này."

77

Uyên Chi soạn dịch

Theo RSC

hoahocvietnam.com

Plastic trở thành nhiên liệu trong tương lai

Các nhà khoa học trên khắp thế giới đang cố gắng

biến rác thải thành nhiên liệu cho xe máy, thế nhưng

nhà khoa học Richard Gross đã thực hiện một

nghiên cứu khác: biến plastic thành nhiên liệu cho

tương lai. Nghiên cứu có thể sử dụng các loại plastic

thông thường dùng trong bao gói hàng hóa hoặc

trong lĩnh vực khác, nhưng khi các loại plastic đó trở

thành phế liệu, chúng có thể dễ dàng biến thành nhiên liệu thay thế dầu diesel.

Quy trình này vẫn chưa được ứng dụng vào thực tiễn, nhưng đã gây ấn tượng với hãng

Pentagon nên hãng này đã chi 2,34 triệu USD để tiến hành nghiên cứu thêm. Kỹ thuật

này có thể giảm lượng vật liệu mà quân đội phải chuyên chở cho các quân nhân ở

những nơi xa xôi, do bởi 2 công dụng hữu ích của plastic vừa là bao gói hàng hóa và

sau đó biến thành nhiên liệu. Theo Cơ quan đề án nghiên cứu quốc phòng tiên tiến –

Darpa, kỹ thuật này cũng góp phần làm giảm lượng rác thải.

Tiến sĩ Gross, giáo sư ngành Hóa học thuộc Đại Học Bách Khoa ở Brooklyn đang tiến

hành chuyển dầu thực vật thành “plastic sinh học”, dầu thực vật này là loại nhiên liệu để

sản xuất dầu diesel sinh học. Plastic dùng ở đây có thể ở dạng màng phim mềm hoặc

cứng thường dùng trong bao gói thực phẩm. Sau đó ông dùng một loại enzyme thiên

nhiên để phân hủy plastic thành nhiên liệu.

Ông nói: “Phản ứng diễn ra với các điều kiện rất ôn hòa không mãnh liệt, trong nước âm

ấm”. Enzyme cutinase thường có trong thiên nhiên, do các ký sinh trùng tiết ra để tiêu

78

hóa bề mặt sáng bóng của lá cây và hút chất dinh dưỡng trong lá.

Một công ty ghép gene tên DNA 2.0 đã trích lấy DNA từ ký sinh trùng đó và ghép vào vi

khuẩn E. Coli nhằm sản xuất được nhiều enzyme cutinase. Người ta chọn vi khuẩn E.

Coli vì khả năng sinh sôi phát triển dễ dàng hơn so với các ký sinh trùng khác.

Trước tiên là cắt plastic thành những mảnh nhỏ. Để làm điều này, tiến sĩ Gross nói rằng

sẽ dùng máy cắt giấy văn phòng. Sau đó ngâm các mảnh plastic vào nước với một

lượng nhỏ enzyme. Trong khoảng từ 3 đến 5 ngày thì kết thúc phản ứng với dầu diesel

sinh học nổi lên trên bề mặt nước.

Để đáp ứng tiêu chuẩn của Cơ quan bảo vệ môi trường đối với loại nhiên liệu sử dụng

cho xe chạy trên đường phố ở Mỹ, nhiên liệu sinh học cần phải qua nhiều quy trình chế

biến hóa học nữa, nhưng Cơ quan Darpa tin rằng nhiên liệu tạo thành này có thể trực

tiếp dùng ngay cho động cơ diesel để tạo ra điện năng.  

Theo Cơ quan Darpa, một quân nhân trung bình có khoảng 7 pound phế liệu bao gói

trong 1 ngày, và việc giải quyết lượng phế liệu này đơn giản đòi hỏi “nhiều nhân công,

nhiên liệu và phương tiện chuyên chở cần thiết”. Kể cả việc tiêu tốn một lượng năng

lượng để tái sản xuất plastic thì phế liệu rác thải này có thể cho nhiều nhiên liệu hơn để

sản xuất điện năng cung cấp cho căn cứ quân sự.

Hãng Pentagon gọi kỹ thuật này là chương trình phục hồi năng lượng dễ dàng chuyển

biến, hay như cô Miser. Jan Walker, người phát ngôn của Cơ quan Darpa, nói rằng

trong phạm vi các kế hoạch mà Cơ quan tài trợ thì đây “không phải là một kỹ thuật công

nghệ thực tế” mặc dù đang trong giai đoạn khởi đầu.

Theo Tiến sĩ Gross, một gallon dầu đậu nành sẽ sản xuất cho ra cùng một lượng dầu

diesel tương tự cho dù dầu được chuyển đổi trực tiếp hoặc có qua một giai đoạn chế

biến trung gian như plastic.

Ông nói rằng, vấn đề là việc tách các chất hóa học trong dầu gọi là acid béo từ dầu đậu

nành hoặc từ nguồn cây trồng khác, và chế biến dầu để có được cấu trúc hóa học ở

79

một đầu cuối phân tử giống như “cái móc”. Để rồi sau đó các phân tử dầu có thể liên kết

với nhau tạo thành chuỗi dài, xây dựng thành các khối plastic. Thêm vào các liên kết

chéo ở chuỗi phân tử, và plastic sẽ chuyển từ film mềm thành vật liệu rắn.

Chuyển dầu đậu nành thành thành acid béo cũng được thực hiện bởi enzyme. Men đã

chuyển đổi gene thực hiện quá trình này. Jeremy Minshull, chủ tịch công ty DNA 2.0, nói

rằng men được chọn vì quá trình chuyển đổi cần năng lượng, và men có thể cung cấp

năng lượng khi tiêu hóa chất dinh dưỡng.

Sau đó vi khuẩn E. Coli với DNA của nấm Candida Antarctica sẽ chuyển acid béo

hydroxy thành polymer, một loại vật liệu có thể gia nhiệt và tạo hình để sử dụng. Và sau

khi plastic được sử dụng để bao gói chứa đựng hàng hóa thì có thể cắt thành mảnh nhỏ

và phân hủy hóa học thành nhiên liệu diesel.

Ông Minshull nói rằng thách thức hiện nay liên quan đến enzyme chuyển plastic thành

nhiên liệu lỏng, để chỉ cần dùng một lượng nhỏ enzyme mà thôi. Điều này khiến chi phí

sản xuất giảm và giảm lượng enzyme còn sót sau quá trình chế biến rơi vào động cơ

diesel.

Trong khi dầu diesel được sản xuất thương mại ở Mỹ, thì khả năng cạnh tranh với nhiên

liệu diesel là không thể nếu không được chính phủ trợ cấp. Nhưng nếu giá dầu vẫn trên

đà tăng cao, hay nếu chính phủ đánh thuế vào lượng khí thải carbon, thì việc sản xuất

diesel sinh học từ  plastic sinh học có thể được chính phủ tài trợ. Sử dụng thực vật sản

xuất plastic hay nhiên liệu sẽ loại trừ nhiều khí thải carbon vì vụ mùa trồng trọt thực vật

cho năm tiếp theo sẽ hấp thu bớt carbon từ không khí.

Quỳnh Thi (theo The New York Times)

hoahocvietnam.com

80

Sản xuất Nylon từ nông nghiệp

Nylon - loại sợi tổng hợp chiếm vị trí thứ hai trên thế giới

đã đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hằng ngày

của chúng ta. Nhưng để sản xuất Nylon đã kéo theo

nhiều vấn đề về ô nhiễm môi trường! Vấn đề đặt ra là tìm

được phương pháp mới sạch sẽ hơn để sản xuất Nylon ít

gây ảnh hưởng đến môi trường. Axit Adipic là một trong

những mục tiêu nhắm tới vì nó là nguyên liệu chính của Nylon.

Bởi vậy, các nhà hoá học đã giành cho nó sự quan tâm đặc biệt, tại một phòng thí

nghiệm đã được sản xuất nylon từ loại đường phong phú nhất trong tự nhiên: D-

glucoza. Hai nhà hoá học Karen Draths và John thuộc trường đại học Purdue bang

Indiana, Mỹ, hi vọng rằng phương pháp này sẽ được triển khai để thay thế các quy trình

gây ô nhiễm vừa tốn năng lượng đang dùng để sản xuất Axit Adipic. Phương pháp

truyền thống ra đời cách đây gần một thế kỉ và đến nay vẫn áp dụng đi từ benzen, một

hoá chất gây ung thư lấy từ nguồn nguyên liệu hóa thạch không tái sinh là dầu mỏ.

Việc chuyển hoá benzen thành Axit Adipic đòi hỏi nhiệt độ cao và áp suất cao. Khâu

cuối cùng của quá trình nhiều giai đoạn có sự tham gia của Axit Nitric tạo ra khí nhà

kính Nitơ oxit (N2O). Trong bảng xếp hạng về ô nhiễm N2O trong khí quyển thì ngành

sản xuất Axit Adipic chiếm tới 10%.

Nhưng D- glucoza ở đâu ra? Thật đơn giản, dễ kiếm và nhiều vô kể. Đó là các phế liệu

nông nghiệp dưới dạng Xenluloza. Hai nhà khoa học vừa nói trên đã chỉ ra một con

81

đường mới dùng Enzym để chuyển hoá D- glucoza thành Axit Muconic. Chất này sẽ

phản ứng với Hydro để tạo thành Axit Adipic. Để chuyển hóa D-glucoza thành Axit

Muconic, Draths và John đã kết hợp hai xúc tác sinh học phỏng theo cả quá trình của

thiên nhiên.

Quá trình thứ nhất: biến D- glucoza thành các axit amin như

Phenialamin,Tiroxin và Tritophan(cả ba đều chứa vòng benzen). Một

tác động tự nhiên dẫn dắt các axit amin này qua hợp chất trung gian

là axit 3- Dehidro- Sikimic (DHS), hai nhà bác học này coi phân tử

trên là chìa khóa để tạo ra Axit Adipic. 

Họ thấy rằng có thể tăng hiệu suất của DHS đến cực đại bằng cách dùng thể đột biến di

truyền của vi khuẩn E. Coli kí hiệu bằng mã số AB2834. Ngoài ra còn có các enzym

khác nữa được Draths và John huy động để chuyển hoá DHS thành Axit Muconic. Hiệu

suất của axit này tính theo D-glucoza là 30%.

Giai đoạn cuối cùng là một quá trình hóa học thuần túy, axit Muconic chuyển thành Axit

Adipic bằng cách hydro hoá xúc tác trên Platin.

Các nhà phát minh cho rằng triển khai quy trình này trên quy mô công nghiệp là không

phải dễ dàng. Song thuận lợi lớn đối với công nghiệp là quy trình diễn ra ở nhiệt độ và

áp suất thường. Việc sản xuất Nylon từ nguyên liệu sinh học đã mở ra phương pháp

mới bảo vệ môi trường để Nylon giảm đi danh tiếng là “kẻ gây ô nhiễm” và mãi là vị trí

thứ nhất trong thế giới sợi tổng hợp.           

Vũ Công Phong

(Biên soạn)

hoahocvietnam.com

82

PHÂN LOẠI ĂN MÒN KIM LOẠI

Trước tiên, chúng ta có thể hiểu ăn mòn kim loại là sự tự

phá huỷ kim loại do tác dụng hoá học và điện hoá học

của nó với môi trường bên ngoài. Hoặc một định nghĩa ăn

mòn kim loại là sự phá huỷ tự phát các kim loại gây ra bởi

các quá trình hoá học hoặc điện hoá học xảy ra trên bề

mặt kim loại tiếp xúc với môi trường ngoài (vd. khí quyển,

nước biển, môi trường phản ứng, vv.).

Dạng ăn mòn kim loại phổ biến nhất là gỉ sắt. Gỉ sắt (có thành phần Fe2O3.nH2O) không

bền và xốp nên không bảo vệ được sắt khỏi bị ăn mòn. Hằng năm khoảng 10% kim loại

khai thác được bị ăn mòn, không sử dụng được. Có thể chống sự ăn mòn kim loại bằng

cách sơn, tráng men, tạo màng bảo vệ, mạ một lớp kim loại khó bị ăn mòn như crom,

niken hoặc bằng cách sử dụng protectơ.

Phân loại

1. Theo cơ chế của quá trình ăn mòn.

   - Ăn mòn hoá học : là quá trình ăn mòn do tác dụng hoá học giữa kim loại với môi

trường .

  - Ăn mòn điện hoá: là quá trình ăn mòn do tác dụng điện hoá học giữa kim loại với môi

trường; phản ứng điện hóa xảy ra trên 2 vùng khác nhau của bề mặt kim loại: vùng anốt

và vùng catốt. Tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào điện thế điện cực của kim loại, môi trường

ăn mòn, nhiệt độ …

2. Theo điều kiện của quá trình ăn mòn.

   - Ăn mòn khí : ăn mòn kim loại trong khí thường xảy ra ở nhiệt độ cao.

   - Ăn mòn khí quyển : ăn mòn kim loại trong khí quyển tự nhiên.

   - Ăn mòn trong chất điện giải : ăn mòn kim loại xảy ra trong chất lỏng dẫn điện.

   - Ăn mòn trong đất.

   - Ăn mòn do dòng điện ngoài: ăn mòn điện hoá do tác dụng của dòng điện 1 chiều bên

ngoài.

   - Ăn mòn tiếp xúc: là dạng ăn mòn điện hoá gây ra do kim loại có điện thế khác nhau

83

tiếp xúc với nhau.

   - Ăn mòn do ứng suất: là dạng ăn mòn do tác dụng đồng thời của môi trường ăn mòn

và ứng suất cơ học.

   - Ăn mòn do sinh vật: trong một số môi trường do một số vi sinh vật hoạt động tiết ra

những chất làm tăng quá trình ăn mòn.

3. Theo đặc trưng của dạng ăn mòn.

   * Ăn mòn toàn bộ: trên toàn bộ bề mặt kim loại bị ăn mòn.

      - Ăn mòn đều: tốc độ ăn mòn trên bề mặt kim loại như nhau.

      - Ăn mòn không đều: tốc độ ăn mòn không đều nhau trên bề mặt kim loại.

     - Ăn mòn chọn lựa: chỉ phá huỷ một pha nào đó trong cấu trúc hợp kim, hay một cấu

tử nào đó của hợp kim.

   * Ăn mòn cục bộ: chỉ một vài phần trên bề mặt kim loại bị ăn mòn.

      - Ăn mòn vết: tạo thành những vết dài trên bề mặt kim loại.

      - Ăn mòn hố: ăn mòn tạo thành hố có chỗ sâu, chỗ nông.

      - Ăn mòn điểm: ăn mòn ở dạng điểm khác nhau đường kính là 0,1 – 1,2 mm .

      - Ăn mòn dưới bề mặt: ăn mòn ban đầu trên bề mặt nhưng dần dần ưu tiên dưới bề

mặt.

     - Ăn mòn giữa các tinh thể: ăn mòn này rất nguy hiểm vì không thay đổi dạng bề mặt

bên ngoài, nhưng làm giảm nhanh độ bền và độ dẻo của kim loại.

    - Ăn mòn nứt: khi tác động đồng thời hai nhân tố là ăn mòn và cơ học. Kim loại không

những nứt ở giữa các giới hạn hạt mà còn xuyên qua tinh thể.

Ngọc Hiệp

hoahocvietnam.com

CÔNG NGHỆ ENECO CUNG CẤP GIẢI PHÁP

HOÀN HẢO CHO PIN NÓNG QUÁ MỨC

84

Tháng 9 năm 2006 vừa qua với sự thu hồi của hàng triệu

pin của Sony, Appple, Dell... đã đưa ra phương pháp tiết

kiệm năng lương của Eneco. Sản phẩm Chip nhiệt của

Eneco, là một kiểu chất bán dẫn mới, giải quyết vấn đề hiện

hữu của việc nóng quá mức, thêm vào đó sẽ cung cấp công

suất hiệu quả hơn và rẻ hơn nhiều do tuổi thọ cao hơn, cho

phép máy tính xách tay sử dụng lâu hơn nhiều giờ và nạp điện lại gần như tức thời.

Những báo cáo rộng rãi rằng những nguồn pin mà có sự nhiễm bẩn hạt kim loại trong

suốt quá trình sản xuất. Điều này tạo ra một đốm nóng cục bộ mà có thể dẫn đến một

hiệu ứng lan truyền và có thể bắt lửa từ nhiệt đuợc phát sinh , mà lần lượt đốt nóng

vùng xung quanh nó trong pin máy tính xách tay. Kĩ thuật Eneco là kĩ thuật thông minh,

hệ thống dựa trên chip nhiệt mà nhiệt nội tại được truyền sang điện năng.

Chip nhiệt có những đặc trưng :

Năng lượng gấp 5 lần những pin Ion-lithi hiện thời.

Trọng lượng và kích thước phù hợp với máy tính xách tay.

Công nghệ bán dẫn, hiệu quả cao, tuổi thọ cao và phí bảo trì thấp.

Tiết kiệm nhiệt và điện.

Có thế dùng cho những ứng dụng từ nhỏ đến lớn hơn.

T.V 

hoahocvietnam.com

85

THÀNH CÔNG TRONG VIỆC LIÊN KẾT CÁC PHÂN TỬ

Để 2 phân tử nối với nhau bằng mối liên kết cơ học chặt chẽ mà

không nối với nhau bằng mối liên kết hóa học là 1 thách thức lớn đối

với khoa học. Hiện nay, một nhóm các nhà nghiên cứu Anh và Mỹ

đã triển khai một nhóm phân tử mới gồm các phân tử liên kết chặt

chẽ lẫn nhau và đã tạo ra một phiên bản điển hình đầu tiên. Các nhà

nghiên cứu đặt tên cho hợp chất mới này là “chuỗi alkan” -

“suitanes”, dựa trên việc các chất có cấu tạo phần phía trên giống nhau với 2 mối liên

kết hoặc nhiều hơn, phần phía trên của hợp chất này này liên kết với nhau và trở thành

một khối phân tử “tương hợp”.

Biết được số nhánh chính thông qua số nhánh liên kết trong hợp chất đó: 1 chuỗi alkan

có 2 nhánh, 1 chuỗi alkan có thể có 3 nhánh nhánh, và 1 chuỗi alkan có thể tới 4 nhánh.

J. Fraser Stoddart, người tiên phong trong lĩnh vực hóa học hợp phân tử, giải thích: 1

chuỗi alkan giống như 1 con búp bê mặc quần yếm liền gồm 5 bộ phận liên kết: 2 chân,

2 tay và 1 cái đầu.

Một nhóm nghiên cứu do Stoddart dẫn đầu (Đại học California, Los Angeles) và David J.

Williams (Imperial College, London) đã tổng hợp thành công một đại diện tiêu biểu đơn

giản nhất của loại hợp chất này: 1 chuỗi alkane. Đầu tiên, họ sử dụng máy vi tính giả vờ

tấn công vào phân tử. Bên trong phân tử – phần “cơ thể” – sẽ trở nên hơi cứng và có

hình chữ nhật ; chuỗi phân tử từ nhiều hợp chất này phải gồm các phân tử linh động có

thể lắp ráp chung quanh phần “cơ thể”. Giống như 1 bộ quần áo được may khéo léo, tất

cả các hợp chất riêng biệt đó phải liên kết hoàn hảo với nhau về cấu tạo hình dáng, kích

cỡ và nhóm chức.

Đầu tiên các nhà nghiên cứu tạo ra 1 khung phân tử cứng, thẳng: 1 vòng thơm ở trung

tâm gắn với 2 “bờ vai” căng phồng (hệ thống chuỗi anthracene), mỗi “bờ vai” lần lượt

nối với “cánh tay” phân tử. Tiếp theo, phân tử được lắp ráp vào chuỗi alkan. Cuối cùng,

sắp xếp từng phân tử lại với nhau và “khâu vá” để nối chúng: trong quá trình phân tử tự

sắp xếp, 2 phân tử vòng benzen lớn (hay phân tử ete hình 5 cạnh) gắn vào phân tử như

86

nối tay áo vào “cánh tay” vậy. Phần thân trên, cánh tay, và tay áo phân tử có các liên kết

hóa học để hỗ trợ giữ chặt tay áo phân tử. Bước kế tiếp, thêm vào 1 phân tử khác nhỏ

hơn (vòng thơm). Mỗi phân tử này chứa 2 nhóm nguyên tử (nhóm amino), và được xếp

đặt vị trí liên kết phù hợp toàn phân tử với nhau; mỗi phân tử này được thiết kế để tiến

vào lực liên kết phân tử với nhau và liên kết với 1 điểm trên mỗi cánh tay áo phân tử. Ở

bước cuối cùng, thành lập  mối liên kết hóa học ở 4 điểm tiếp xúc này; do đó vòng thơm

nối 2 cánh tay phân tử với 1 phân tử đơn cấu tạo cồng kềnh, phân tử cồng kềnh này

hoàn toàn gắn chặt với phần trên của phân tử  đó mà không nối bằng liên kết hóa học.

Stoddart nói: “Khám phá cách nối 1 phân tử với 1 phân tử khác là bước đầu để xây

dựng tạo nên những hệ thống nhân tạo như đến tế bào sống.”

Quỳnh Thi dịch (Theo Chemie)

hoahocvietnam.com

Chì với sức khỏe con người

Chì (Pb) là kim loại mềm xếp thứ 82 trong bảng tuần hoàn

các nguyên tố hoá học và được con người phát hiện và sử

dụng cách đây khoảng 6.000 năm, do đó có nhiều ứng dụng

trong đời sống sinh hoạt. 

Nhiều hợp chất của Chì được sử dụng tạo ra các màu đẹp

dùng để pha sơn, chất màu trong đồ gốm, nhuộm giấy mầu,

trong tranh vẽ và mực in .v.v. Nhưng khi Chì xâm nhập vào

cơ thể thông qua con đường hô hấp, tiêu hoá, tiếp xúc qua da... Chì tích luỹ trong máu,

mô, xương.v.v.,  trong máu 95% Chì nằm trong hồng cầu, Chì làm gián đoạn quá trình

87

chuyển hoá axit amino-levalinic sang photpho- billinnogen làm tăng protoporphyrin tự do

trong hồng cầu vì vậy dẫn đến thiếu máu. Chì phá hủy myelin của các dây thần kinh

ngoại biên làm giảm sự dẫn truyền thần kinh vận động. Chì còn gây ra tổn thương thận,

làm giảm chức năng gan tạm thời, gây đau khớp, đau đầu, buồn nôn, đau bụng, mệt

mỏi, ... Trẻ em mà chì ngấm vào các mô xốp, xương làm ảnh hưởng đến quá trình phát

triển, nhất là hệ thần kinh ảnh hưởng đến trí thông minh ....

 

Những người dễ bị ngộ độc chì là những người tiếp xúc với chì thường xuyên như công

nhân ở nhà máy sản xuất bình ắc quy, xưởng in, cây xăng hoặc có thể qua nước uống

(đường ống dẫn nước bị rỉ), sống trong môi trường có bụi chì, khói xe động cơ, ăn thực

phẩm đựng trong vỏ hộp có lẫn Chì ....      

Một số tài liệu về nhiễm độc chì:

Một số nhà khoa học cho rằng một trong những nguyên nhân làm cho đế quốc La Mã

hùng mạnh đi vào con đường tiêu vong đó là nhiễm độc Chì ! Những vua chúa quan lại

thời đó do thói quen ăn uống, đặc biệt  là có tập quán hòa rượu với sirô rồi ủ nhiều giờ

trong các bình Chì, vô tình họ đã uống một lượng lớn chì rồi dẫn đến cái chết. Còn

những người dân nhiễm độc do dùng nước trong các ống dẫn bằng chì.

 

Năm 1845 đoàn thám hiểm của huân tước Frakin (Anh) đi trên hai con tầu dọc theo bờ

biển Bắc Mỹ, mang theo một lượng lớn lương thực và thực phẩm đủ sống đàng hoàng,

cho dù có lênh đênh trên biển nhiều tháng nhưng cuối cùng cả 129 người trong đoàn

đều chết mà không rõ nguyên nhân.

 

Mãi đến năm 1984, nhà nhân chủng học Owen Beati và cộng sự khai quật mộ của một

số thủy thủ của hai con tầu trên, xét nghiệm và nhận thấy trong cơ thể họ có hàm lượng

Chì rất cao và ông cũng tìm thấy nơi chôn có những hộp rỗng, kiểm tra thấy chúng

được hàn bằng Chì khá dày. Một cách hàn đồ hộp khá phổ biến ở Anh thời đó, rất có

thể từ mối ghép này, Chì đã xâm nhập vào các thực phẩm và gây tai họa nhiễm độc.

 

Ở Macedonica, đặc biệt là khu vực Veles có 60.000 người dân bị nhiễm độc chì nặng

88

do những nhà máy Chì (hay Kẽm) chỉ cách khu dân cư

có 300m. Viện nghiên cứu sức khoẻ Veles đã đưa ra

những con số khủng khiếp, mỗi năm thành phố này

phải hứng chịu (trong không khí) 47.300 tấn chì chưa

kể các chất độc khác (Kẽm, Lưu huỳnh Diôxyt ....). Số

trẻ bị bệnh suy tim, phổi, hen xuyễn nặng, ung thư...

khá nhiều. Từ năm 2001 tổ chức y tế thế giới WHO đã đưa Veles vào bản danh sách

những khu vực nguy hại nhất thế giới!

 

Đầu năm 1980  bùng nổ chuyện các cháu bị nhiễm độc nặng ở  Úc, Mỹ, Pháp do các

cháu hay cậy ăn những mảnh sơn tường bị bung ra, phân tích lớp sơn này: Các nhà

khoa học nhận thấy có chứa hàm lượng bột Chì trắng đó là Chì cácbonnat dùng để sơn

tường thường được dùng trước năm 1948 vì nó chống được ẩm, mốc...

 

Ở nước ta cuối năm 2005 rộ lên  một nhãn sữa của Hàn Quốc bị phát hiện có chứa hàm

lượng Chì lên đến 0,107mg/ kg cao gấp 5,35 lần so với tiêu chuẩn quy định. Trẻ em

uống sữa này bị ngộ độc, tiêu chảy....

 

Chì có trong rau rút ở Thanh Xuân(Hà Nội) cao hơn mức cho phép 35 lần!.

 

Trong trứng muối của Trung Quốc được muối theo công thức: Trộn muối kiềm + Hoàng

đơn + đất bùn + trấu rồi đem bọc ngoài quả trứng, mà hoàng đơn có thành phần hoá

học là Oxyt Chì (PbO2)!. Khi sử dụng một lượng Chì đã ngấm vào trong trứng gây ra

ngộ độc!.

 

Cuối năm 2006 điều tra ở Bản Thi, huyện Chợ Đồn cái nôi của vùng Chì, Kẽm lớn nhất

Việt Nam, có tới 70% người mắc bệnh chóng mặt, buồn nôn, khó thở tức ngực, hơn

50% trong số đó mắc các bệnh, ngoài ra 40% mắc các bệnh về huyết áp, khớp ....Do

các xí nghiệp khai thác Chì, Kẽm đã thải ra môi trường 43.000 m3 chất thải lỏng và

13.500 m3 chất thải rắn vào nguồn nước khi mưa ngấm qua đất chảy qua hệ thống

nước ra suối, khe, qua mương máng về tận Bản Thi. Dân lấy nước về để dùng và bị

89

nhiễm độc ....

 

Để giảm thiểu nồng độ Chì trong không khí nên chính phủ ta đã quy định kể từ ngày

01/07/2001 không còn sử dụng xăng pha chì trong cả nước. Trước đây dùng Têtrathyl

Chì hay Tetra metyl Chì pha vào xăng dưới 0,3% theo khói xả ra ngoài Chì biến thành

hạt nhỏ li ti lơ lửng trong môi trường và đi vào con đường hô hấp của con người!

 

Trong danh sách 10 chất gây ô nhiễm cao nhất của thế giới thì Chì được xếp vào loại

thứ 3 nên chính phủ nhiều nước đã có những quy định chặt chẽ để hạn chế tác hại của

Chì với sức khoẻ con người.

Vũ Công Phong

(Theo Tri thức trẻ, Sức khỏe và đời sống)

hoahocvietnam.com

HOẠT TÍNH CỦA CHẤT TẨY RỬA CLO

Chất tẩy rửa là một trong số các hóa chất mà hộ gia đình

thường có, nhưng hiếm khi sử dụng. Chất tẩy sẽ mất

hoạt tính của nó theo thời gian, chứ không phải chỉ là do

khi các đồ chứa chúng bị hở. Nhiệt độ là yếu tố ban đầu

chủ yếu ảnh hưởng đến thời gian hoạt động của chất tẩy.

Theo CloroxTM , lượng hypoclorit được thêm vào chất

tẩy của họ phụ thuộc vào mùa mà sản phẩm đó được sản

xuất, vì nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy của natri hypoclorit. Vì thế, hypoclorit

thường được thêm nhiều hơn vào chất tẩy khi chúng được sản xuất trong mùa hè so

với những tháng có khí hậu mát hơn. Sản phẩm của CloroxTM duy trì một lượng ít nhất

là 6% hypoclorit còn lại sau sáu tháng kể từ ngày tháng sản xuất, với điều kiện là chất

90

tẩy được cất giữ tại nhiệt độ khoảng 21°C.

Sẽ mất khoảng 4-8 tuần từ lúc chất tẩy được sản xuất ra cho đến khi chúng được bày

bán và đến tay bạn. Như vậy, hoạt tính tẩy rửa chỉ còn từ 3-5 tháng. Vậy có nghĩa là

chất tẩy sẽ hết khả năng sử dụng sau trung bình từ 3-5 tháng? Không sao đâu, bởi vì

bạn có lẽ không cần tới 6% hypoclorit cho việc giặt giũ, khử trùng và tẩy rửa tại nhà. 6%

hypoclorit là theo tiêu chuẩn của EPA (Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ). Nếu bạn cất giữ

chất tẩy của bạn ở nơi có nhiệt độ ấm hơn 21°C, 32°C chẳng hạn, chất tẩy vẫn còn có

hiệu quả trong khoảng ba tháng, sau khi hết thời hạn sử dụng 3-5 tháng trên.

Vì thế, mỗi khi bạn mua một chai chất tẩy, hãy chú ý thời gian bảo quản. Chất tẩy sẽ có

hiệu quả cao trong khoảng 6 tháng đầu và cho việc sử dụng trong gia đình thì khoảng 9

tháng. Nếu bạn đang có một chai chất tẩy đã mua được vài năm, có lẽ nên đi mua sắm

với tôi.

KIM LOẠI ĐẤT HIẾM TRONG CUỘC SỐNG

17 kim loại có hàm lượng rất nhỏ trong vỏ của trái đất được

gọi là đất hiếm. Các kim loại này thường nằm trong các mỏ

quặng và cát đen, sở dĩ chúng được gọi là hiếm vì tách

những nguyên tố tinh sạch này rất khó. Từ những năm 60

của thế kỉ trước các nhà địa chất học đã đánh giá trữ lượng

đất hiếm ở Việt Nam khoảng 10 triệu tấn, nằm rải rác ở các

mỏ quặng vùng Tây Bắc đặc biệt có nhiều ở Yên Bái và dạng cát đen phân bố ở miền

Trung.

91

Ứng dụng chủ yếu của đất hiếm ở Việt Nam ta là:

Sử dụng chế phẩm vi lượng để tăng năng suất cây trồng. Với kết quả thử nghiệm trên

lúa, cho thấy lúa được phun chế phẩm đất hiếm đã tăng 8 đến 12% sản lượng, hạt lép

giảm đặc biệt lúa trổ đều chín sớm hơn một tuần, giảm nhiều công chăm sóc.

Đât hiếm được sử dụng chế tạo nam châm trong các máy phát điện cực nhỏ. Đất hiếm

là thành phần cơ bản để chế tạo nam châm vĩnh cửu NoFeB, đây là loại nam châm tối

ưu hiện nay dùng trong máy phát điện của tủy điện cỡ nhỏ hiện nay có 6 máy phát điên

tại Hoàng Su Phì (Hà Giang). Kì Sơn (Nghệ An)... Nhóm nghiên cứu đã khảo sát lắp đặt

thiết bị nghe nhìn, chiếu sáng cho nhiều hộ dân cư chưa có điện lưới quốc gia chi phí

này chỉ bằng 1/10 so với phương án trạm thủy điện nhỏ. Thiết bị này có giá trị tương

đương mà giá cả chỉ bằng 20% sản phẩm ngoại nhập.

Ngoài các công dụng trên đất hiếm còn có thể ứng dụng chế tạo các thiết bị tuyển từ

trong công nghiệp khai thác khoáng sản và diệt những cây mục ở các di tích cổ.

Các nhà khoa học đã chiết tách được những ôxit đất hiếm sạch đến 99,99% và ứng

dụng nó đã thu lợi hàng trăm tỷ đồng. Viện khoa học vật liệu, viện khoa học năng lượng

đã làm chủ được công nghệ cơ bản như chiết tách, dùng đất hiếm làm phân bón vi

lượng, chế tạo nam châm vĩnh cửu...

 

Vũ Công Phong biên soạn

hoahocvietnam.com

LITI TRONG SẢN XUẤT VÀ ĐỜI SỐNG

92

Các bạn có biết kim loại Li ti đứng đầu nhóm kim loại

kiềm và nhẹ nhất có công dụng gì trong cuộc sống

không?

   

Khi cho thêm Liti và hợp chất của Liti vào thuỷ tinh

thì có thể làm tăng cường độ và tính bền của thuỷ

tinh, tăng cường tính quang học, có điện trở suất

cao, có thể chịu được sự ăn mòn của axit, kiềm, sự

nở vì nhiệt cũng không gây nguy hiểm lớn, thường được sử dụng trong công nghiệp

hoá học và các dụng cụ quang học.

 

Liti có thể làm giảm nhiệt độ nung kết, rút ngắn thời gian sản xuất. Nâng cao tính chịu

mài mòn, ăn mòn, làm cho đồ sứ có bề mặt nhẵn, bóng, chế phẩm càng chắc bền, khi

nhiệt độ có những biến hoá mãnh liệt cũng không bị biến dạng hoặc nứt vỡ. Đem lớp sứ

chứa Liti lót lên trên bề mặt sắt thép, nhôm, magiê... thì sẽ hình thành một tầng lót vừa

mỏng vừa nhẹ, bóng nhẵn lại chịu nhiệt, có thể dùng làm buồng đốt nhiên liệu cho máy

phun khí, tầng bảo vệ ở vỏ ngoài của tên lửa, đạn đạo...

Trong các bệnh viện, các cơ sở công cộng, nhà máy, xí nghiệp, thậm chí ngay trong

tàu  ngầm, dùng máy lạnh, sử dụng Bromua Liti để chống chế không khí có thể tạo nên

môi trường dễ chịu, mát mẻ... 

Trong các nghành sản xuất của công nghiệp cơ khí cũng có thể tìm thấy “dấu tích“ của

Liti. Mọi người đều biết rằng các loại máy to, nhỏ đủ kiểu cũng đều cần dùng chất bôi

trơn mà cho thêm hợp chất của Liti thì có thể cải thiện đáng kể hiệu năng bôi trơn, tiết

kiệm lượng dùng dầu mỡ, giảm bớt mài mòn các linh kiện, kéo dài tuổi thọ của các máy

móc. Các chất bôi trơn thông thường tương đối “khó tính”, nóng thì bay hơi, lạnh thì

đông kết lại. Nhưng dùng vật liệu bôi trơn đặc chủng chế thành từ hợp chất của Liti thì

lại chịu được tình trạng nóng, lạnh nói trên: ở nhiệt độ thấp - 500C cũng không bị đông

kết, ở nhiệt độ cao khoảng 2000C, mà không bị biến thành khí. Trong vùng giá băng địa

93

cực hay ở vùng nhiệt đới xích đạo nóng như thiêu như đốt, chúng đều hoạt động bình

thường, hiện nay nó được sử dụng trở thành phổ biến trong các máy đo trang thiết bị cơ

giới của nghành hàng không, động lực, luyện kim. Có người gọi đó là: “chất bôi trơn loại

vĩnh cửu”.

Liti kết hợp với Hydrô thành Liti hidrua ở dạng bột màu trắng. Loại bột này gặp nước là

phát sinh phản ứng hoá học mãnh liệt tạo ra lượng lớn Hydro. Sau khi phân giải, 2kg Liti

Hydrua có thể tạo thành 5664lít khí Hydro. Quả thực, Liti Hydrua không thẹn với cái tên:

“Nhà máy sản xuất Hydro”, lúc cần nó có thể phát huy tác dụng cứu sinh như dùng viên

Litihydrua để sản suất Hydro đưa vào áo nổi , phao nổi....

Lợi dụng tính dễ kết hợp với các phi kim và các tạp chất như than, các chất silicat,

nghành luyện kim dùng nó  để trừ khử các khí, lưu huỳnh, cacbon ...làm cho sản phẩm

càng sít đặc, bền chắc. Chỉ cần cho thêm vào mấy phần vạn hay tới mấy phần mười

vạn Liti là có thể nhận ra hiệu quả rõ rệt. Ví dụ như cho thêm Liti vào Đồng thì Đồng

càng thêm sít đặc, nâng cao cường độ cơ giới, cũng tăng cường khả năng dẫn điện của

nó ...

Liti cùng với Nhôm, Magiê, Bơili hợp tác tạo nên hợp kim vừa bền, vừa chịu va đập tốt

dùng trong chế tạo đạn đạo, hoả tiễn, máy bay....

Hợp chất của Liti trong ngành công nghiệp dệt cũng phát huy vai trò làm cho sản phẩm

xenlulozo có màu sắc tươi đẹp hơn...

Trong nông nghiệp, muối Liti được dùng làm một số loại phân bón có tác dụng làm tăng

khả năng kháng bệnh của nhiều loại nông sản như: lúa, dứa, bông, cây ăn quả...

Từ năm 1817 khi nhà khoa học người Thuỵ Điển L.Apuetron lần đầu tiên nhận biết và

tìm ra thì Liti chỉ là đối tượng trong phòng thí nghiệm, thì nay Liti đã phát huy tác dụng to

lớn của mình trong sản xuất và đời sống hằng ngày của chúng ta.  

Vũ Công Phong

(Biên soạn)

94

hoahocvietnam.com

Tantalum phá vỡ liên kết ba của nitrogen

Các nguyên tử Tantalum có thể chia nhỏ N2 mà không

cần trợ giúp

Các nhà hóa học Pháp đã tìm ra một cách mới để làm

đứt liên kết ba của N2 – một trong những liên kết mạnh

nhất - bằng một nguyên tử đơn.

Việc phá rời N2 thường đòi hỏi gấp bội sự tập trung kim loại – dù là qua bề mặt các

nguyên tử sắt thường được dùng trong công nghiệp, hay cụm liên kết tới 20 kim loại

trong các enzyme mà thiên nhiên triển khai. Tuy vậy Jean-Marie Basset, Elsje

Alessandra Quadrelli và các đồng sự tại trường đại học Lyon ở Pháp đã nhận ra rằng

các nguyên tử Tantalum đơn lẻ được tách ra trên bề mặt silica cũng có thể thực hiện

được quá trình này. Hơn nữa, chúng còn dùng một cơ chế hoàn toàn mới chưa từng

được biết đến.

 

Việc tách N2 không chỉ là một màn trình diễn thử nghiệm sức mạnh, nó còn là một quá

trình thiết yếu trong công nghiệp và sinh học. Sự sống sử dụng ammonia (NH3) làm

nguồn cung cấp nitrogen từ quá trình tách dinitrogen (N2). Một số vi khuẩn có enzyme

để làm điều này, và ammonia được sản xuất mỗi năm lên đến số lượng 100 triệu tấn

qua phương pháp Haber-Bosh để dùng trong phân bón một cách rộng rãi.

Hệ tantalum hydride không hẳn là cách chia cắt N2 đầu tiên dùng một nguyên tử kim loại

95

đơn. Năm 2003, Richard Schrock đã phát triển một phức chất molybdenum có thể làm

việc đó. Tuy vậy, trong khi tantalum hydride chỉ đòi hỏi đốt nóng với áp suất 1:1 atm của

nitrogen và hydrogen, hệ thống Schrock đòi hỏi “sự ứng dụng luân phiên chính xác của

các nguồn proton và electron – vì thế cơ chế hoàn toàn khác biệt”, Quadrelli nói.

Một khác biệt then chốt khác là phương pháp tantalum hydride không thực sự thải ra

ammonia – hai nguyên tử nitrogen vẫn tồn tại tách biệt trong liên kết với kim loại. Đây là

điều mà nhóm Lyon dự trù sẽ tìm hiểu tiếp. “Chúng tôi dự định nghiên cứu theo hai

hướng”. Quadrelli phát biểu với Chemistry World. “Chúng tôi sẽ đi sâu vào vấn đề để

tìm hiểu thật chính xác quá trình này. Chúng tôi cũng sẽ đi sâu hơn theo hướng ứng

dụng và sẽ nghiên cứu cơ chế này để làm một chất xúc tác cho quá trình hợp nhất

nitrogen trong các chất nền hữu cơ – biến đổi alkane thành amine. Và tất nhiên chúng

tôi sẽ hướng đến việc sản xuất ammonia. Các bạn không thể biết trước quá trình này sẽ

đem đến cho chúng ta điều gì”.

 

Thành Viên soạn dịch

Theo RSC

hoahocvietnam.com

Vì sao sử dụng chì trong nước sơn?

Mattel, nhà sản xuất đồ chơi hàng đầu thế giới, đã cho

thu hồi hàng triệu đồ chơi được phủ ngoài bằng sơn chì.

Bản chất độc hại của chì đã được biết đến hàng nghìn

năm, vậy tại sao chì lại được thêm vào sơn và tại sao

96

sơn chì vẫn còn được sản xuất?

Sơn chì là gì?

Bất cứ loại sơn nào cũng trông cậy vào các hợp chất chì cho màu sắc của nó. Chì

trắng, hay chì (II) carbonate (PbCO3) là một ví dụ điển hình, và một thời đã từng được

dùng rộng rãi để sơn bề mặt gỗ trong nhà. Các hợp chất chì khác, như chì chromate

(PbCrO4) màu vàng chói, được dùng như phẩm nhuộm màu. Cũng như cung cấp màu

sắc cho nước sơn, phẩm nhuộm chì còn có độ mờ đục cao, vì vậy chỉ cần một lượng

hợp chất tương đối nhỏ có thể phủ một bề mặt rộng. Chì trắng rất không tan trong

nước, làm cho sơn không thấm nước và dễ lau chùi với độ bền cao. Chì carbonate cũng

có thể trung hòa các sản phẩm mang tính acid làm mục rữa của các loại dầu bóng trong

nước sơn, vì thế lớp sơn phủ có độ bám, không chảy nhão và chống nứt trong thời gian

lâu hơn.

Vậy vấn đề là gì?

Chì mang độc tố và vì trẻ nhỏ thường nhai đồ vật, chúng có khuynh hướng nuốt nó.

Điều này không tốt cho trí não dễ bị tổn thương và đang phát triển của trẻ. Người ta đã

nhận ra một cách rõ ràng vào nữa đầu thế kỉ 20 rằng nhiều trẻ em đã vị ngộ độc bởi sơn

chì được dùng trong nôi và đồ chơi được tung ra ở phương Tây vào những năm 1950.

Tuy nhiên, các sản phẩm sơn trang trí nhà cửa vẫn được dùng thêm hai thập niên nữa

trước khi nó được kết thúc bởi những khuyến cáo về sức khỏe.

Vì sao chì độc hại?

Chì có thể phá vỡ một cách mãnh liệt các chức năng chính của cơ thể, và từ đây dẫn

đến các biến chứng rộng, từ nôn mửa đến rối loạn thần kinh hay tử vong. Nó được biết

đến như sự cản trở mạnh mẽ sự tiếp nhận glutamate, một truyền dẫn thần kinh quyết

định sự tiếp thu. Nó cũng có khả năng thay thế hàng loạt các kim loại khác giữ chức

năng bình thường trong cơ thể mà quan trọng nhất là calcium, sắt và kẽm. Một vấn đề

đặc biệt là chì thay thế kẽm từ enzyme delta-aminolaevulinate tách nước, một thành

phần chủ yếu của quá trình tổng hợp sinh học của heme, phức chất sắt của phân tử

97

hemoglobin đảm trách việc luân chuyển oxygen trong máu. Điều này tạo nên sự thiếu

oxygen cho các tế bào trong cơ thể dẫn đến một chuỗi vấn đề về kết hợp.

Tất cả sơn chì đã bị cấm?

Hầu hết. Trong phần lớn các ứng dụng, phẩm nhuộm chì đã được thay thế bằng

titanium dioxide, một hợp chất an toàn được dùng trong màu thực phẩm cũng như trong

kem chống nắng. Ở châu Âu, ngày nay sơn chì chỉ được dùng trong việc phục chế và

bảo trì các tác phẩm nghệ thuật và các di tích kiến trúc. Ở Mỹ, sơn chì có thể sử dụng

hạn chế trong các ngành công nghiệp nặng như phủ lớp vỏ ngoài tàu thủy.

Sơn độc chì đã được tìm thấy như thế nào?

Mattel nhận ra sơn có độc tố trong suốt các cuộc kiểm tra định kì. Chì trong sơn, dù là ở

thể lỏng hay ở lớp phủ ngoài sản phẩm, có thể được tìm thấy qua nhiều kỹ thuật phân

tích, Allan Stewart, thuộc phòng thí nghiệm nhóm khoa học đo lường của Intertek tại

Anh, phát biểu. Máy hút nguyên tử và máy phân tích quang phổ huỳnh quang tia X là

hai phương pháp tổng quát có thể phát hiện sự có mặt của chì, trong khi máy đo quang

phổ plasma cảm ứng đôi có thể tìm thấy chì chỉ với lượng ít hơn một phần tỉ, ông nói

thêm.

Vậy điều gì đang xảy ra ở Trung Quốc?

Trung Quốc đang dần hạn chế việc sử dụng chì, ví dụ như lệnh cấm xăng pha chì vào

năm 2000. Tuy nhiên, sơn chì rẻ hơn các sản phẩm khác, và điều này khiến cho một vài

nhà sản xuất Trung Quốc vẫn duy trì sử dụng chúng thay vì dùng các sản phẩm sơn

không độc hại và hợp pháp khác. Đáp lại hàng loạt vụ xì căng đan về độ an toàn các

sản phẩm, bao gồm cả thức ăn cho vật nuôi và kem đánh răng bị nhiễm độc, chính phủ

Trung Quốc đang cố gắng lập nên một nhân vật huyền thoại “sửa chữa sai lầm quốc

gia”. Wu Yi, đang giữ chức phó thủ tướng, là nữ quan chức cao tuổi nhất, sẽ đứng đầu

cuộc họp nội các mới về sản phẩm an toàn, trong cuộc nỗ lực hướng các vấn đề của

quốc gia đến sản phẩm an toàn.

98

Thành Viên soạn dịch

Theo RSC

hoahocvietnam.com

Tinh thể nano giúp xương gãy mau lành

Các nhà khoa học Trung Quốc đã tuyên bố một loại "xi

măng" tinh thể nano có thể giúp những mảnh xương gãy

mau lành. Được sử dụng trong phẫu thuật xương và nha

khoa, "xi măng" canxi photphat vô định hình

(ACP:amorphous calcium phosphate) được cho rằng sẽ giúp

xương mau lành hơn so với các loại chất rắn thay thế khác.

Tuy nhiên hiện nay các nhà nghiên cứu của đại học

Zhejiang, Hàng Châu, đã phát hiện ra rằng những tế bào gốc

giúp chữa lành vết thương sẽ phát triển tốt hơn trên những

tinh thể hydroxyapatite cực nhỏ (HAP, Ca10(PO4)6(OH)2), một

dạng vô cơ chính xác của xương người và men răng.

Trưởng nhóm nghiên cứu, Ruikang Tang cho biết 'Trước kia các nhà khoa học chú ý

quá nhiều vào các loại gốm tổng hợp có nguồn gốc hoá học. Thay vào đó nghiên cứu

của chúng tôi tập trung vào tác dụng của kích cỡ tinh thể bằng cách tạo ra các hạt

hydroxyapatite rất nhỏ, khoảng 20nm.'

Các thí nghiệm cho thấy HAP kết tinh có khả

năng chữa lành vết thương cao hơn các loại

xi măng đặc biệt khác. Hydroxyapatite kết tinh

với kích cỡ trong khoảng 20-40nm là khung

cơ bản xây dựng nên xương và men răng. "Vì

99

vậy chất liệu y sinh phù hợp nên có các đặc điểm tương tự để cải thiện quá trình tái tạo

mô", Tang giải thích. Nhóm nghiên cứu hiện đang có kế hoạch thử nghiệm loại xi măng

nano trên động vật.

Tế bào gốc tuỷ xương phát triển trên những tinh thể nano hydroxy apatite nhanh hơn là

người ta nghĩ

Lê Thị Thu Hà

(Theo RSC)

hoahocvietnam.com

Tính chất mới của ống Nano cacbon

Magnesium diboride (MgB2), lần đầu tiên được phát hiện có

tính siêu dẫn vào năm 2001, mở ra khả năng ứng dụng lớn

cho công nghệ do có nhiệt độ tới hạn cao (39 K - cao nhất

trong

các hợp kim), có giá rẻ và thành phần hóa học đơn giản.

Tuy nhiên, từ trường tới hạn trên (từ trường triệt tiêu tính

siêu dẫn) chỉ là từ 14 đến 16 T và dòng tới hạn cũng chỉ đạt 2.104 A/cm2 ở 5 T. Hãy

nhớ, MgB2 là vật liệu siêu dẫn loại 2, vì thế nó có 2 từ trường tới hạn và trường tới hạn

trên là giá trị tới hạn triệt tiêu tính siêu dẫn, còn giá trị tới hạn dưới (thấp hơn) là giá trị

tới hạn mà trường ngoài có thể xuyên vào vật liệu siêu dẫn. Ta biết rằng, để sử dụng

các chất siêu dẫn trong các cuộn tạo từ trường, các gốm siêu dẫn có nhiệt độ tới hạn

cao rất khó sử dụng nên hợp kim này là sự lựa chọn tuyệt vời.

Và mới đây, Serquis cùng các cộng sự đã lần đầu tiên thành công khi đồng thời tối ưu

100

hóa 2 thông số trên bằng cách pha tạp vào vật liệu này các ống nano cácbon có tường

đôi (Double-walled carbon nanotubes - DWNTs). Các mẫu khối MgB2 có chất lượng cao

được chế tạo bằng phương pháp xâm nhập hơi Mg ở Centro Atómico Bariloche

(Áchentina) và sau đó pha tạp các ống DWNTs, sau đó tiến hành đo các tính chất điện

và từ bằng các thiết bị phổ thông như từ kế ... trong từ trường xung ở Phòng thí nghiệm

từ trường cao (Los Alamos). Họ phát hiện ra rằng, khoảng 3,5% nguyên tử các DWNTs

pha tạp vào có thể tạo ra tính chất tối ưu cho MgB2 với giá trị mật độ dòng tới hạn lên tới

5.104 A/cm2 (khi trường ngoài là 5 T) và từ trường tới hạn trên lên tới 44 K (ở nhiệt độ

5 K). Một giá trị khác cũng được ghi lại là từ trường tới hạn trên 41,9 T ở 4 K khi hàm

lượng pha tạp là 10% nguyên tử. Điều này có nghĩa là từ trường tới hạn được cải thiện

tới 3 lần trong khi mật độ dòng tới hạn cũng được nâng lên tới 2,5 lần. Các hàm lượng

DWNTs được xác định chính xác bằng cách phân tích cấu trúc tinh thể bằng phương

pháp nhiễu xạ tia X.

Theo công trình của nhóm vừa công bố trên tạp chí Superconductor Science and

Technology, số 20, trang L12, các kết quả này có thể lý giải bằng 2 vai trò của DWNTs

trong cấu trúc của MgB2. Đầu tiên, đó là các ống nanocarbon hòa tan một phần vào các

ma trận MgB2, tác động như một nguồn cácbon làm tăng giá trị từ trường tới hạn lên giá

trị cao nhất từng được quan sát. Thứ hai, đó là tỉ phần của ống nanocarbon giữ nguyên

cấu trúc của nó, sẽ tác động như một tâm hãm các lốc xoáy (vortex pinning centres)

trong MgB2, do đó làm tăng đáng kể giá trị mật độ dòng tới hạn. Điều này hoàn toàn có

thể bởi đường kính ống cũng tương tự như chiều dài kết hợp của siêu dẫn MgB2

Các nhà vật lý cũng cho rằng sự tăng cường này có thể mô tả bằng một trong các mô

hình lý thuyết đang được sử dụng như lý thuyết siêu dẫn 2 khe, như là MgB2. Và một

phần khác là sử dụng vật liệu này trong các ứng dụng thực tế như nam châm siêu dẫn.

Công trình này có thể là một hướng mở ra việc tạo ra các cuộn dây siêu dẫn có từ

trường lớn nhờ việc cải thiện giá trị từ trường tới hạn.

Kế hoạch sắp tới của nhóm (hợp tác giữa Áchentina và Mỹ) là pha tạp MgB2 với các vật

liệu nano khác nhằm cải thiện tính chất của vật liệu: "Bên cạnh đó, chúng tôi sẽ sản xuất

các dây MgB2 đầu tiên cho ứng dụng mà sử dụng hợp phần pha tạp DWNTs " - Serquis

101

phát biểu trên Nanotechweb.org.

 Vũ Công Phong biên soạn

(Theo Belle Dumé - NanotechWeb.org)

hoahocvietnam.com

CÔNG NGHỆ NANO VÀ NHỮNG KIỆT TÁC PHỤC HƯNG

Những nhà khoa học Ý đang báo cáo việc phát triển và sử dụng

một phương pháp đơn giản, ít tốn kém trên các tác phẩm thời

Phục Hưng, gồm những búc tranh quý và các tác phẩm nghệ

thuật khác.

 

Phương pháp này sử dụng công nghệ dầu trong nước và chất-

mang-nano (nanocontainers) để phục chế các tác phẩm đã bị

đóng bụi hàng thế kỷ, hoặc bị hư hỏng do bão lụt và các quá trình

bảo quản khác. Trong bản nghiên cứu, Piero Baglioni và các đồng nghiệp mô tả về

những giọt nhỏ của chất làm sạch lơ lủng trong nước hình thành một thể nhũ tương.

Những chất-mang-nano này có nhiều ưu điểm hơn các phương pháp truyền thống

(những phương pháp sử dụng các dung môi hòa tan có thể làm hòa tan mất màu

nguyên thủy). Thể nhũ tương này làm cho việc tẩy rửa nhẹ nhàng, giảm thiểu việc phá

hủy các bề mặt mỏng manh. Hơn nữa, phương pháp sử dụng một lượng dung môi hữu

cơ ít hơn tới 95% và ít ảnh hưởng tới môi trường hơn phương pháp làm sạch truyền

thống.

My My

(Theo American Chemical Society)

hoahocvietnam.com

102

Liên kết bền chặt với các hạt phân tử kích thước nhỏ nano

Phương pháp sử dụng phân tử mang gen di truyền ADN. Một

nhóm các nhà nghiên cứu ở Mỹ, thuộc Phòng Thí

Nghiệm Năng Lượng Quốc Gia Brookhaven – “U.S.

Department of Energy's Brookhaven National Laboratory”, đã

khám pha ra rằng có thể gia tăng tốc độ kết nối của các hạt phân tử nano dưới sự trợ

giúp của phân tử mang các gen di truyền nòi giống là DNA.

Giống như các phương pháp chẩn đoán và điều trị bệnh tiến bộ, có thể đạt hiệu suất

cao hơn khi sử dụng các hạt phân tử kích thước nhỏ nano vào việc tạo năng lượng và

lưu trữ các thông tin dữ liệu. Cách thức kiểm soát và kết nối các hạt phân tử rất nhỏ vào

một hệ thống phân tử lớn hơn vẫn là một thử thách lớn đối với các nhà khoa học. Các

kết quả của Phòng thí nghiệm Brookhaven, gồm các bước nghiên cứu theo hướng này,

đã được xuất bản trong tạp chí của Hội Hóa Học Mỹ – “American Chemical Society”.

Người dẫn đầu cuộc nghiên cứu, tác giả Mathew Maye, một nhà hóa học ở Phòng Thí

Nghiệm Brookhaven nói:“Hiểu được cách tự liên kết của các loại vật liệu có cấu tạo là

các hạt phân tử kích thước nhỏ nano thì mới có thể ứng dụng trong tất cả các lĩnh vực

công nghệ nano, từ lĩnh vực quang học đến điện tử, cho đến các vật liệu từ trường”.

Maye là một thành viên của nhóm gồm các nhà khoa học ở nhiều ban ngành khác nhau

thuộc Khoa Sinh học của Phòng Thí Nghiệm Brookhaven và một trung tâm mới về Vật

liệu Nano – “Center for Functional Nanomaterials” (CFN). Các nhà nghiên cứu đã tìm ra

cách dùng DNA kép, rắn chắc để kiểm soát sự liên kết của các hạt phân tử vàng có kích

thước nhỏ nano. Phương pháp kỹ thuật của nhóm nghiên cứu là lợi dụng khuynh

hướng tự nhiên của các hạt phân tử để tạo nên các thành phần gọi là thành phần cơ

103

bản, được biết đến dưới các ký tự mã hóa A, T, G và C.

Oleg Gang, nhà vật lý học ở Phòng Thí Nghiệm Brookhaven, dẫn đầu nhóm nghiên cứu

nói: “Trong sinh học, DNA là một chất lưu trữ thông tin chính; trong khoa học nano, DNA

là một vật liệu có cấu trúc tuyệt vời do khả năng tự lắp ráp một cách tự nhiên theo các

nguyên tắc đã được lập trình sẵn khá cụ thể. Chúng ta đang phát triển những bước tiến

đến việc kiểm soát sự lắp ráp của các vật thể nano vô cơ bằng việc sử dụng các vật liệu

sinh học như DNA. Tuy nhiên, để thực sự biến điều lý thú này thành công nghệ kỹ thuật

nano, chúng ta phải hiểu được sự tác động ảnh hưởng qua lại lẫn nhau cực kỳ phức tạp

trong một hệ thống phân tử lai tạo như vậy”.

Gắn DNA tổng hợp thường dùng trong phòng thí nghiệm lên trên các hạt phân tử vàng

kích thuớc nhỏ nano; điều chỉnh DNA cho phù hợp để có thể chấp nhận và liên kết với

DNA bổ sung đang định vị trên các hạt phân tử khác. Quá trình này hình thành nên các

tập hợp gồm những bó sợi phân tử, hay các khối hạt vàng.

Maye nói:”Thật sự là giống một bản thiết kế. Chúng ta có thể ngồi xuống với một mảnh

giấy, viết ra một trật tự DNA, và kiểm soát các hạt phân tử kích thước nhỏ nano kết nối

với nhau”.

Một nhược điểm của quá trình liên kết này là việc dùng DNA chuỗi đơn, mà chuỗi này

có thể bẻ về phía sau và bám trên bề mặt của các hạt vàng thay vì cố kết  xung quanh

hạt nano. Cùng với nhiều dạng DNA chuỗi đơn hiện nay, tính linh động này có thể làm

chậm quá trình liên kết rất nhiều. Trong cuộc nghiên cứu của Phòng Thí Nghiệm

Brookhaven, các nhà nghiên cứu đã giới thiệu DNA chuỗi kép, có các phân đoạn cứng

rắn chắc; DNA này buộc phải tác động vào các đoạn nối với chúng để dàn trải trên bề

mặt các phân tử vàng, cho phép hiệu quả lắp ráp cao hơn.

Maye nói:“Với các tính chất của DNA, chúng ta có thể tăng động lực học liên kết, hoặc

tốc độ kết nối phân tử, bằng các phương pháp tương đối đơn giản không bao gồm

nhiều bước tổng hợp”.

Tại Nguồn năng lượng Synchrotron quốc gia Brookhaven – “Brookhaven's National

104

Synchrotron Light Source”, nhóm nghiên cứu đã điều nghiên việc tổng hợp và lắp ráp

các hệ phân tử kích thước nhỏ nano với nhiều phương pháp kỹ thuật, như sử dụng các

tia sáng và eletron, cũng như dùng các tia X cường độ cao. Các nhà khoa học đang

hướng đến việc cải thiện khả năng kiểm soát hệ thống phân tử hơn nữa, và bước kế

tiếp là tập trung vào kích cỡ của khối hạt nano.

Quỳnh Thi dịch

hoahocvietnam.com

CÁC TINH THỂ KÍCH THƯỚC NHỎ NANO

CÓ KHẢ NĂNG NÓNG HƠN

Các nhà khoa học ở phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley

về năng lượng đã khám phá ra rằng các tinh thể kích thước nhỏ

nano của germanium, được cố định trên thủy tinh silica, đã không

tan chảy cho đến khi nhiệt độ tăng lên gần 2000K, trên cả nhiệt độ

nóng chảy của khối germanium. Hơn cả sự ngạc nhiên, các tinh thể

kích thước nano này tan chảy ở thể lỏng và được làm nguội ở nhiệt độ hơn 2000K, nhỏ

hơn nhiệt độ nóng chảy của khối germamium trước khi các tinh thể nano đóng rắn.

Giống một “hiện tượng trễ” lan rộng và gần như đối xứng – sự khác nhau giữa nhiệt độ

nóng chảy và nhiệt độ đông đặc ở trên và dưới điểm nóng chảy của khối germanium –

trước đây các quan sát đối với những hạt phân tử kích thước nhỏ nano này chưa bao

giờ được thực hiện. Để khai thác những tính chất trên có nghĩa là hiểu được sự chuyển

tiếp nóng chảy/đông đặc của germanium dưới các điều kiện khác nhau. Các nhà nghiên

cứu đã cố định các hạt phân tử nano với đường kính trung bình 2.5 so với đường kính

của silica. Những gì mà các nhà nghiên cứu bắt gặp khi họ gia nhiệt và làm nguội hệ

thống phân tử liên kết này là điều phức tạp không ngờ.

105

Gần hàng trăm năm qua, những nhà lý luận và những người làm thí nghiệm đã nghiên

cứu làm thế nào mà kích cỡ của một tinh thể ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy và

đông đặc, đến việc chuyển tiếp giữa thể lỏng và thể rắn của một chất. Hầu hết các tinh

thể, kích thước càng nhỏ, nhiệt độ nóng chảy càng thấp. Nhiệt độ nóng chảy của một

tinh thể nano bán dẫn hoặc không chứa tinh thể lỏng, tiêu biểu gồm có vài trăm cho đến

vài ngàn phân tử, có thể hơn 3000K, thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của một khối chất

tương tự.

Joe Ager, ngành vật liệu học (MSD), đồng tác giả của tờ Physical Review Letters, nói

rằng:”Lý do của sự việc này là vật thể rắn càng nhỏ, tỷ lệ phần trăm phân tử của nó tập

trung trên bề mặt càng nhiều. Thực tế, nếu vật thể co lại, thì toàn bộ bề mặt đều co lại”.

Bên trong một tinh thể chất rắn, các phân tử bị nhốt trong mắt lưới của mạng tinh thể,

“nhưng ở bề mặt của những phân tử này vẫn có khoảng trống để di chuyển. Khi nhiệt độ

tăng lên, chúng bắt đầu chuyển động; khi sự rung động trên bề mặt phân tử  tỷ lệ với

chiều dài mối liên kết nhất định giữa chúng, sự nóng chảy bắt đầu xảy ra và sau đó lan

truyền qua vật chất rắn.

Nhà lý luận Daryl Chrzan, ngành MSD, cũng là 1 giáo sư về khoa học vật liệu ở Đại Học

UC Berkeley đã nói: “Nóng chảy và đóng rắn bắt đầu ở bề mặt phân chia chất rắn với bề

mặt xung quanh chất rắn. Pha rắn có một năng lượng tự do, chất lỏng cũng vậy, pha hơi

cũng tương tự, và trên bề mặt phân chia giữa các pha này có năng lượng mang tính

chất riêng của chúng. Có khả năng sự chuyển tiếp pha xảy ra theo một hướng hoặc

theo hướng khác dựa trên năng lượng tự do của pha vật liệu đó và năng lượng trên bề

mặt phân chia pha của chúng, liên quan đến thể tích, cấu tạo hình học, tỷ trọng và các

nhân tố khác”.

Ở hầu hết các vật liệu, năng lượng ở bề mặt phân chia pha giữa chất rắn và hơi hình

thành một lớp chất lỏng trên bề mặt khi nhiệt độ tăng cao – ví dụ, một thỏi vàng đặt

trong không khí, nhiệt độ này nếu tiếp tục tăng cao cho đến khi toàn bộ thỏi vàng nóng

chảy; thì  lớp chất lỏng mới xuất hiện trên thỏi vàng sẽ cứng hơn ở nhiệt độ thấp hơn do

tỷ lệ thể tích bề mặt tăng. Eugene Haller ở phòng thí nghiệm Berkeley về vật liệu học

(MSD), cũng là giáo sư về vật liệu học ở Đại Học California ở Berkeley ghi nhận rằng

106

“nếu làm các hạt tinh thể vàng kích thước nhỏ nano tự do đủ nhỏ, chúng sẽ tan chảy ở

nhiệt độ phòng”.

Tuy nhiên, những tinh thể nano đã được cố định này thường phản ứng khác nhau.

Người ta quan sát các tinh thể nano kết gắn với nhau trong ma trận lưới tinh thể ở nhiệt

độ khá cao, ví dụ những tinh thể nano của chì gắn vào mạng lưới tinh thể của nhôm

aluminum; kết cấu mạng lưới của hai loại tinh thể này “đóng chặt” với nhau, nén các tinh

thể nano trong thủy tinh phải nóng chảy khi bị gia nhiệt cao.

Đó chỉ là sự nhạc nhiên ban đầu. Trong khối vật liệu lớn, năng lượng ở bề mặt phân chia

pha giữa chất rắn và hơi, có sự chuyển tiếp giữa chất rắn thành chất lỏng ở nhiệt độ

nóng chảy, tạo ra một rào chắn ở hướng đối ngược nhau, đây là một rào cản năng

lượng để đóng rắn.

Chrzan nói: “để hình thành bề mặt thì luôn luôn phải cần một năng lượng, thật ra, trong

một khối vật liệu, có thể làm khối vật liệu đóng rắn chậm hay giữ khối ở dạng rắn ở nhiệt

độ trên điểm nóng chảy/đóng rắn bình thường. Để đóng rắn, vật liệu phải khắc phục rào

cản năng lượng nhẹ để hình thành các hạt nhân phân tử rắn tới hạn.

Trong trường hợp tinh thể nano cố định trên germanium ở thủy tinh, rào cản năng lượng

ở bề mặt phân chia pha cũng dẫn đến sự gia nhiệt cao trước khi tinh thể rắn có thể tan

chảy có nghĩa là khi tan chảy bao gồm phải trải qua quá trình chậm đông trước  đóng

rắn.

Quỳnh Thi dịch

hoahocvietnam.com

KÍNH MÁT THÔNG MINH

107

Dành cho các hoạt động ngoài trời thì một cặp kính mát là rất cần thiết. Vậy sẽ như thế

nào nếu bạn có thể thay đổi màu của kính mát bất cứ lúc nào bạn

thích? Nếu hôm qua, cặp kính là màu xanh dương, hôm nay có

thể đổi sang màu xanh lá cây và ngày mai bạn có thể đổi sang

màu đỏ. Nếu quá chói mắt, bạn có thể thêm mực màu tối vào

kính. Nếu không đủ sáng, mực nhuộm kính có thể được bớt lại

hay thậm chí có thể được bỏ đi để cặp kính trở lại trong suốt.

Không cần thiết trạng thái là như thế nào, nó không thú vị sao khi

bạn có thể chọn màu sắc cho cặp kính của mình một cách nhanh chóng?

Giờ đây, với kết quả nghiên cứu của nhà hóa học về polymer Chunye Xu và đồng sự

của cô tại đại học Washington, một mẫu kính mát đã chứng tỏ những chức năng thay

đổi màu sắc và độ mờ trên. Nguyên mẫu đã được giới thiệu tại hội nghị của Hội Hóa

Học Hoa Kỳ ở Chicago vào tháng 3 năm 2007.  

Nguyên liệu vận hành được dùng trong nguyên mẫu là một polymer electrochromic tồn

tại ở trạng thái trong suốt hoặc có màu tùy thuộc vào trạng thái oxy hóa khử của nó.

Thiết kế của cặp kính mang đến thuận lợi cho việc điều khiển mức độ thay đổi màu tạo

hiệu ứng sáng tối cho cặp kính. Màu kính hiện tại (xanh dương, đỏ, xanh lá cây) tùy

thuộc vào polymer cụ thể được sử dụng và bây giờ cặp kính chỉ dùng một loại polymer

(xanh dương) đang được nghiên cứu. Trong tương lai, nghiên cứu sẽ kết hợp nhiều loại

polymer để tạo ra tùy chọn về việc thay đổi màu sắc, Xu phát biểu.

Mẫu kính của Xu có thể thay đổi từ không màu thành xanh dương đậm trong vài giây.

Cấu tạo nhiều lớp bao gồm một lớp electrochromic polymer và một lớp vanadium oxide

với một lớp gel electrolyte kẹp giữa hai lớp trên.

Lớp gel bên trong cho phép sự di chuyển thuận nghịch của các ion chuyển giữa lớp

vanadium oxide và lớp electrochromic polymer. Một pin đồng hồ cung cấp điện năng

cho hệ thống làm cho các ion chuyển theo một hướng và ngược lại. Dựa trên chiều của

điện thế, các ion chuyển động tạo ra hoặc sự oxy hóa hoặc sự khử của electrochromic

polymer. Bị oxy hóa, polymer trở thành trong suốt, còn khi bị khử, polymer chuyển sang

108

màu xanh dương. Độ đậm nhạt của màu sắc có thể được điều khiển bằng cường độ

điện thế được cung cấp.

Xu nhấn mạnh rằng mẫu kính của cô khác biệt đáng kể với những kính đổi màu có trên

thị trường hiện nay. Một khác biệt rõ ràng là những cặp kình đổi màu chuyển đổi một

cách thụ động dựa vào tia cực tím và không thể điều chỉnh bằng tay. "Những cặp kính

của chúng tôi hoàn toàn chủ động, không bị động", Xu nói. "Chúng chủ động trong việc

được điều khiển bởi người sử dụng".

Xu cũng cho rằng thời gian cần thiết để những electrochromic polymer chuyển đổi màu

sắc là cực nhanh với chỉ khoảng 1 đến 2 giây. Những vật liệu vô cơ dùng trong kính mát

hiện nay đổi màu chậm hơn rất nhiều.

Thuận lợi cuối cùng, theo Xu, là hệ thống electrochromic polymer đòi hỏi năng lượng chỉ

trong khoảng thời gian rất ngắn khi người dùng muốn đổi màu kính. Thêm vào đó, năng

lượng cần đến rất thấp, do đó chỉ một cục pin đồng hồ có thể cung cấp năng lượng cho

cả ngàn lần đổi màu của kính.

Trong khi chờ được cấp bằng sáng chế, nhóm đang hướng đến việc đưa ra thị trường

công trình này trong một hay hai năm tới.  

Uyên Chi soạn dịch

Theo ACS

hoahocvietnam.com

Một hợp kim mới có thể làm tăng nhiệt độ của động cơ

109

Những nhà khoa học về đo lường tại Phòng Thí nghiệm

Vật lý Quốc gia Anh Quốc vừa làm giảm sự thiếu chính

xác trong bộ phận cảm biến nhiệt điện ở các mức nhiệt

cao. Điều này cho phép nhà máy sản xuất có thể cải thiện

được hiệu suất, làm giảm sự lãng phí trong khi hoạt động

của các loại động cơ và làm giảm sự toả nhiệt của tên

lửa.

Ở động cơ tên lửa, khi nhiệt độ càng lên cao thì hiệu năng làm việc của nó cao hơn.

Nhưng điều này yêu cầu động cơ nhiệt phải đạt đến hơn 1300 độ C. Nếu nhiệt độ chênh

lệch quá nhiều so với nhiệt độ tiêu chuẩn, động cơ rất có thể sẽ không hoạt động.

Vật liệu của máy cảm biến được sử dụng sẽ chảy ra ở một nhiệt độ nóng chảy nào đó

( nhiệt độ chuẩn - cố định), nhưng thực tế vật liệu chỉ cho phép một vùng nhiệt độ nào

đó, bắt buộc động cơ nhiệt phải có vùng dao động nhiệt thấp hơn so với nhiệt độ chuẩn.

Sử dụng một loại hợp kim mới, các nhà khoa học của Phòng Thí Nghiệm Vật Lí đã phát

hiện ra một vùng nhiệt độ chuẩn cho phép bộ phận cảm biến vượt qua ngưỡng 1100 độ

C. Với sự đóng góp rất đáng tin tưởng này vào bộ phận cảm biến nhiệt độ, những nhà

sản xuất được mong chờ để bắt đầu cải tiến động cơ làm nóng và giảm sự lãng phí

trong suốt quá trình hoạt động của động cơ ở nhiệt độ cao.

Dương Lưu soạn dịch

Theo National Physical Laboratory UK

hoahocvietnam.com

Từ túi nhựa tới tà vẹt đường sắt

110

Theo lời của Patrick Walter viết trong tạp chí "Chemistry & Industry" của SCI, tà vẹt

đường sắt được làm từ chất dẻo

phế liệu, kể cả những mảnh vụn của miếng chắn ôtô và

thùng máy vi tính tái sinh, có thể sắp được tìm thấy trên

các tuyến đường sắt tại vương quốc Anh.

Công ty Micron của Anh đã sản xuất tà vẹt từ phế liệu

polystyrene và polyethylene. Họ đã tiếp cận với Network

Rail, nhà điều hành các tuyến đường sắt Anh quốc cho

việc thiết lập quan hệ đối tác. Polystyrene thường được dùng làm các tách cafe dùng

một lần rồi bỏ, còn polyethylene thường có trong các màn treo và túi xách. Các thanh tà

vẹt làm từ các vật dụng này nên sở hữu được độ bền có khả năng hàng thế kỷ. Điều

nay so sánh với độ bền chỉ vài chục năm nếu làm từ gỗ hoặc bê tông.

Chất liệu gỗ và bê tông có những bất lợi. Tà vẹt làm từ bê tông nặng và dễ nứt vỡ, cũng

như tà vẹt làm từ gỗ thì đòi hỏi phải được bảo trì và xử lý hóa chất để chống mục rữa.

Những kiểm tra về các thông số kỹ thuật cho thấy tà vẹt làm từ chất dẻo cũng không

thua kém làm từ bê tông. Vì thế, tà vẹt làm từ chất dẻo có đủ khả năng thay thế cho các

vật liệu khác. Chi phí cho việc bảo trì đường sắt và hệ thống tàu điện ngầm do đó cũng

giảm, giúp Network Rail đạt tới mục tiêu sử dụng 23% vật liệu tái sinh vào năm 2012. Tà

vẹt mới đã được kiểm tra và ứng dụng tại bang India, nơi có dự án sản xuất của Micron.

Khánh Vân

(Theo Society of Chemical Industry)

hoahocvietnam.com

TẢO CÁT ĐƯỢC CHUYỂN THÀNH PHẦN TỬ SILIC CẢM BIẾN

111

Trong vỏ Trái Đất tồn tại lượng lớn silic dưới dạng

khoáng silicate, nhưng để chiết lọc được đòi hỏi những

điều kiện vô

cùng nghiêm ngặt. Điều đó hiện nay đã thay đổi, đó là

nhờ công trình tiên phong của Ken Sandhage và đội ngũ

các nhà khoa học vật liệu của mình tại Học Viện Công nghệ Georgia của Atlanta ở Mỹ.

Họ đã tìm ra một phương pháp đơn giản biến đổi vỏ tảo cát- là bộ khung dựa trên oxyt

silic phức tạp của một loại đơn bào quang hợp phổ biến gọi là tảo cát thành các cấu

trúc silic tinh khiết với rất nhiều ứng dụng.

Việc tách rời các nguyên tử silic và oxy cần nhiệt độ cao của lò điện hồ quang lõi than,

và số lượng lớn gỗ, than củi hay than đá. Tại nhiệt độ khoảng 2000oC, carbon ở nhiệt

độ cao khử các hợp chất silic thành silic lỏng, khi làm lạnh sẽ thu được silic tinh khiết

98%. Nếu được tinh chế thêm có thể cung cấp silic siêu tinh khiết cho ngành công

nghiệp điện.

Nhưng ở nhiệt độ khoảng 650oC, Sandhage và nhóm của ông nhận thấy rằng hơi Magiê

có thể khử lớp vỏ thủy tinh phức tạp của tảo cát đã chết thành hỗn hợp Oxyt silic và

Oxyt magiê. Sau đó tan ra trong Axit clohydric, còn lại silic tinh khiết có cấu trúc nano

mà cấu trúc này có hình dạng đường vân rất đẹp là bản sao chính xác của vỏ tảo cát

ban đầu.

Nó là một chất khí

Nhóm Atlanta cho rằng với cấu trúc có diện tích bề mặt lớn và lỗ xốp hở 3 chiều những

bản sao silic của vỏ tảo cát này có thể khiến chúng trở thành những phần tử cảm biến

khí cực nhỏ vô cùng lý tưởng. Người ta đã kiểm tra bằng cách gắn điện cực platin vào 1

vỏ tảo silic, và áp một điện thế nhỏ. Không giống như Oxyt silic cách điện, silic là một

loại bán dẫn có thể truyền dòng điện với

lượng biến đổi.

Cho cấu trúc tiếp xúc với dòng khí của khí

mang Argon có chứa Oxyt nitơ (NO) với

dòng khí thổi qua cấu trúc vỏ giảm đi rõ rệt.

112

Phần tử cảm biến có thể phát hiện ra dễ dàng những thay đổi nồng độ của NO nhỏ chỉ

đến vài phần triệu, thời gian phản ứng lại và hồi phục của phần tử cảm biến cũng nhanh

hơn nhiều so với các cảm biến tương đương được chế tạo từ các bánh silic xốp thường

có các lỗ xốp phẳng.

Một bản sao silic của bộ khung tảo cát còn lại sau khi rửa sạch Oxyt magiê.

Nhóm Atlanta còn tìm thấy rằng vỏ tảo silic phát quang mạnh dưới tia sáng cực tím nếu

trước đó nó được oxy hóa một phần do ngâm trong nước trong 40 ngày. Việc này đặt

nền tảng cho các phần tử cảm biến khí khác vì sự phát quang từ tinh thể silic nano rỗng

bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của một lượng rất nhỏ các khí: nó giảm đi khi găp mêtan,

và tăng lên với carbon monoxide.

Nhóm làm việc gợi ý rằng vỏ tảo silic cũng có thể sử dụng trong pin. Diện tích bề mặt

lớn, thành mỏng, và lỗ bề mặt dễ tiếp cận làm cho vỏ tảo silic 3 chiều có tốc độ truyền

dẫn ion Liti cao và mật độ năng lượng đáng kể; biến nó thành vật liệu làm điện cực lý

tưởng trong pin Liti, Sandhage nói.

Cuối cùng, vỏ tảo silic cũng có thể nâng cao hiệu quả của phương pháp sắc ký lỏng

hiệu suất cao (HPLC) trong viêc tách và tinh chế phân tử sinh học. “Những lỗ rỗng

thông nhau và độ bền hóa học của chúng cho phép cột áp suất HPLC thấp hơn hay cao

hơn để đạt thời gian tách nhanh nhất”, Sandhage nói.

Minh Giang

(Theo Lionel Milgrom, RSC)

hoahocvietnam.com

Nghiên cứu tính siêu dẫn, tính từ trong vật liệu mới

113

Giáo sư vật lý trường Đại học Arkansas và những đồng nghiệp của ông đã tạo ra cấu

trúc nano bao gồm đồng thời cả tính từ và tính siêu dẫn, và trong mùa hè năm nay ở

Thụy Sĩ họ sẽ cùng nhau khám phá ra những đặc tính của vật liệu mới này.

Jacques Chakhalian và cộng sự tại Viện Max Planck - Đức, Đại học Grenoble và Trung

tâm Nghiên cứu khoa học quốc gia (cả 2 đều ở Pháp), đã được tưởng thưởng cho thời

gian nghiên cứu và được ủng hộ tài chính trong hơn 2 năm sắp tới từ nguồn năng

lượng Thụy Sĩ SLS thuộc Viện Paul Scherrer – nguồn cung cấp synchrotron tiên tiến

nhất thế giới. Năm 2006, họ công bố trên báo Vật lý tự nhiên chứng minh những tính

chất mới ở bề mặt chung phân chia pha giữa vật liệu siêu dẫn, được biết dưới tên

YBCO và sắt từ, LCMO. Kết quả nghiên cứu của họ cho thấy tác động lẫn nhau giữa

tính sắt từ và tính siêu dẫn, điều mà chưa từng được báo cáo trước đây.

Chakhalian đã nói rằng: “Điển hình, tính sắt từ phá hủy tính siêu dẫn”. Bằng những

phương pháp kĩ thuật của nhóm đã cho phép các nhà khoa học kết hợp 2 tính chất đó

trong 1 lưới film siêu mỏng, mở ra một lĩnh vực vật lý mới và dẫn đường cho việc khám

phá ra nhiều vật liệu với những tính chất mới hơn.

Để tạo tấm lưới này, các nhà khoa học đã lấy những bảng vật liệu này đã phủ một lớp

bột và sử dụng tia cực tím mạnh làm hóa hơi những tinh thể và lắng đọng chúng thành

tấm đa tầng, tức tấm fim siêu mỏng trên chất nền. Bằng cách này họ có thể tạo ra 1

tầng nguyên tử cùng thời gian.

“Các bạn có thể làm nó mỏng tùy ý muốn ” – Chakhalian nói. Để có thể tìm ra thêm

nhiều tính chất đặc biệt của vật liệu siêu dẫn và vật liệu sắt từ hơn nữa, nhóm nghiên

cứu muốn nhìn thấy bề mặt chung giữa 2 vật liệu này. Họ lên kế hoạch sử dụng

synchrotron tại nguồn năng lượng Thụy Sĩ SLS.

Ánh sáng synchrotron là bức xạ điện từ của nhiều loại bước sóng có thể chỉnh thành 1

loại bước sóng đặc biệt để làm thí nghiệm đặc biệt. Quang phổ của nguồn sáng SLS

114

biến đổi từ ánh sáng hồng ngoại thành những tia X nhẹ hoặc nặng. Không giống như

những tia X thông thường, chúng khuếch tán vào không gian, những chùm ánh sáng

synchrotron được tập trung sắc nét như chùm tia laser. Điều này cho phép Chakhalian

và đồng nghiệp nghiên cứu tính từ và tính siêu dẫn tại bề mặt của vật liệu nano này.

“Thách thức chính về kĩ thuật là tập trung chùm photon năng lượng thấp thành một vết

cỡ vài trăm micron” - Chakhalain nói vậy. Trên thế giới chỉ 1 vài nơi có phương tiện như

SLS mới có đủ kĩ thuật để tạo ra tia X “nhẹ” cần thiết để phân tích tính điện tử của vật

liệu siêu dẫn và vật liệu có tính sắt từ.

Quang Trường

(Theo Sciencedaily)

hoahocvietnam.com

NHỮNG SỰ KIỆN ĐÁNG NHỚ NHẤT TRONG LỊCH SỬ NGÀNH VẬT LIỆU

HỌC

Ban biên tập tờ báo Hiệp hội Hóa vô cơ, kim loại và vật liệu học của Mỹ (một trong

những tờ báo uy tín nhất về vật liệu học) đã ăn mừng một

sự kiện quan trọng “Kỷ niệm 50 năm ngày thành lập“. Với

sự giúp đỡ của bạn đọc cũng như các nhà báo đã đề cử

ra 100 sự kiện và con người được xem là quan trọng

nhất, có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự phát triển của

ngành vật liệu.

Bảng đề cử này đã được công bố trong số báo tháng

10/2006 và đưa lên mạng theo địa chỉ www.materialmoments.org, từ đó đến 5/1/2007

115

mọi người có thể bỏ phiếu cho sự kiện mà mình xem là quan trọng nhất. Từ top 10 sự

kiện nổi bật nhất, hội đồng tổ chức sẽ chọn ra 1 sự kiện duy nhất được coi là quan trọng

hàng đầu trong lịch sử phát triển của ngành khoa học vật liệu và sẽ công bố vào ngày

26/2/2007.

Hoá học Việt Nam xin trích lượt cùng bạn đọc top10 sự kiện được bình chọn nhiều nhất,

trong đó sự kiện đầu tiên cũng chính là sự kiện tiêu biểu cho ngành vật liệu nói riêng và

của ngành hóa học nói chung.                                                    

Năm 1864 nhà hoá học người Nga Dmitri Mendeleev đã xây dựng nên bảng hệ thống tuần

hoàn các nguyên tố hoá học. Là kim chỉ nam vô giá cho ngành vật liệu và các ngành khoa

học khác.

Năm 3500 trước công nguyên người Ai cập đã nung luyện được sắt (dưới dạng sản phẩm

phụ của việc tinh chế đồng) và sử dụng để làm đồ trang sức. Khám phá ra bí mật đầu tiên

của nền văn minh đồ sắt.

Năm 1948 JohnBardeen, WalterH. Brattain, vàWilliamShockley đã phát minh ra thiết bị bán

dẫn, là thành tựu vượt bậc của ngành điện tử, microchip và ngành công nghệ máy tính.

Năm 2200 trước công nguyên, người dân ở vùng tây bắc Iran đã chế tạo ra thuỷ tinh. Đây

là vật liệu không phải kim loại thứ 2 (sau gốm sứ) của nền văn minh nhân loại.

Năm 1668, Anton van Leeuwenhoek đã phát triển việc dùng kính hiển vi có khả năng phóng

đại lên 200 lần và lớn hơn nữa, mở ra kỷ nguyên nghiên cứu thế giới tự nhiên cũng như

cấu trúc của nó mà mắt thường không nhìn thấy được.

Năm 1755 John Smeaton phát minh ra xi măng  là vật liệu xây dựng  trong thời hiện đại.

Năm 300 trước công nguyên các nhà luyện kim miền nam Ấn Độ nghĩ ra phương pháp

luyện  thép trong lò luyện chôn trong lòng đất.

Năm 5000 trước công nguyên ở vùng Thổ Nhĩ Kì hiện nay, người ta đã phát hiện ra rằng

đồng lỏng thu được khi nung đá malachite và lazurit, từ đó có thể đúc được các hình dạng

khác nhau, từ đó khám phá ra các lớp của  vỏ trái đất cũng là “kho chứa” khoáng chất.

1912 Max von Laue phát hiện được sự tán xạ của tia ronghen (tia X) bởi các tinh thể, mở ra

hướng mới trong nghiên cứu vật liệu.

1856 Henry Bessemer nhận bằng sáng chế cho quá trình thổi acid  sản xuất thép ít cacbon,

mở ra một kỷ nguyên sản xuất thép rẻ số lượng lớn, pháp triển nhanh giao thông, xây dựng

116

và ngành công nghiệp hoá nói chung.

Genabom

(Theo materialmoments.org)

hoahocvietnam.com

Vật liệu hợp kim cho ngành công nghiệp hóa chất

Các hợp kim đoạt giải R&D 100 có thể làm giảm giá thành cho

công nghiệp hóa chất và dầu khí. Các nhà khoa học ở Phòng

Thí Nghiệm thuộc Bộ Năng Lượng Quốc Gia Argonne ở Mỹ đã

phát triển thành công các nguyên vật liệu có thể tiết kiệm một

lượng lớn năng lượng và chi phí tiền bạc trong ngành công nghiệp hóa chất và dầu khí.

Các hợp kim mới – đoạt giải nghiên cứu và phát triển R&D 100 của tạp chí R&D là một

trong 100 phát minh khoa học kỹ thuật hàng đầu trên thế giới trong năm 2005 – không

gây ra bụi kim loại, phân hủy xảy ra ở nhiệt độ cao trong môi trường chứa hydrocarbon

với mức độ hoạt hóa của carbon là rất cao.

Môi trường như thế thường thấy trong ngành công nghiệp hóa chất và dầu khí như

trong cracking dầu mỏ sản xuất hydrogen-, methanol- và ammonia-, trong các nhà máy

sản xuất khí gas tổng hợp. Các nguyên vật liệu bằng kim loại khi phân hủy tạo thành bụi

và khi bị hư hỏng sẽ gây khó khăn cho công tác bão dưỡng thiết bị đối với các ngành

công nghiệp hóa chất và dầu khí. Hiện nay, hầu hết các hợp kim thương mại lưu hành

trên thị trường thường phân hủy vì bị ăn mòn do bụi kim loại.

 

So sánh hợp kim Argonne sau khi đặt trong môi trường chứa bụi kim loại trong 5.700 giờ

ở 5930C (bên phải) và hợp kim thương mại (bên trái).

117

Ken Natesan, một nhà nghiên cứu thuộc

Phòng Thí Nghiệm Argonne, đã nói:”Hơn 50

năm nghiên cứu không thể giải quyết vấn đề

này. Chỉ có một giải pháp duy nhất hiện sử

dụng là làm nguội khí gas nhiệt độ cao bằng

cách hạ thấp nhiệt độ đang vận hành, kết quả là khiến thất thoát năng lượng và giảm

sản lượng sản phẩm. Trong một cuộc nghiên cứu kéo dài mấy năm, Natesan và một

nhà nghiên cứu khác cũng thuộc Argonne là Zuotao Zeng đã chứng minh tính chất lắng

đọng carbon trong thiết bị dẫn đến việc khởi đầu và lan truyền bụi kim loại. Điều này

được điều khiển ở cả áp suất khí quyển và áp suất cao và tương tự ngành khí đốt gas –

bao gồm lượng khí nóng cao – thường thấy trong các môi trường sản xuất dùng

phương pháp cracking dầu mỏ.

Do đó cần phát triển các hợp kim khi phân hủy không gây ra bụi kim loại và có thể dùng

chế tạo thiết bị cho ngành công nghiệp hóa chất và dầu khí. Các hợp kim của Phòng Thí

Nghiệm Argonne có ý nghĩa hơn các hợp kim thương mại hiện đang lưu hành trên thị

trường khi kiểm tra trong môi trường chứa bụi kim loại, hợp kim Argonne phát triển các

lớp oxide chống lại sự tấn công của carbon. Ví dụ, một hợp kim của Argonne sau khi đặt

trong môi trường chứa bụi kim loại trong 5.700 giờ ở 5930C vẫn trơn nhẵn không lõm lỗ

chỗ. Các hợp kim thương mại cũng được kiểm tra trong điều kiện môi trường tương tự

đã xuất hiện lỗ chỗ các lõm lớn.

Trong tương lai, các hợp kim của Argonne có thể ứng dụng tái thiết kế những hệ thống

sản xuất tiên tiến cho năng suất cao. Sử dụng các vật liệu này xây dựng thiết bị cho

ngành công nghiệp hóa chất và dầu khí có thể tiết kiệm 500 tỉ Jun năng lượng mỗi ngày,

tương đương 13 triệu m3 theo tiêu chuẩn khí thiên nhiên mỗi ngày.

Về mặt tài chính, cải tiến này có thể giúp tiết kiệm 500 triệu USD cho đến 1,3 tỉ USD 1

năm chỉ tính riêng trong ngành công nghiệp hydrogen và có thể giúp gia tăng hiệu suất

công nghiệp bằng cách cải thiện công năng của thiết bị và bỏ đi một số công tác sữa

chữa bảo trì. Tiết kiệm này sẽ ngày càng quan trọng hơn khi hydrogen được sử dụng

nhiều hơn như một nguồn cung cấp năng lượng.

Trong khi các hợp kim Argonne được ứng dụng đầu tiên trong các nhà máy sản xuất

118

hydrogen và khí gas tổng hợp, thì cũng có thể dùng trong các cấu tạo như thiết bị gia

nhiệt thừa và các đường ống hơi đốt phụ tiếp xúc trong môi trường bụi kim loại trong

các nhà máy cracking dầu mỏ tổng hợp methanol và ammonia. Các hợp kim Argonne

cũng có thể sử dụng hiệu quả trong các nhà máy khí hóa lỏng mà trong đó khí gas thiên

nhiên chuyển thành nhiên liệu lỏng.

 

Chương trình Kỹ thuật Công nghệ của Văn Phòng Hiệu ứng Năng lượng và Phục hồi

Năng lượng thuộc Bộ Năng Lượng đã gây quỹ cho cuộc nghiên cứu này.

 Quỳnh Thi (theo Argonne National Laboratory)

CHẤT ĐỘC HÓA HỌC CÓ MÙI GÌ?

Có thể bạn nghĩ rằng chất độc hóa học giống như chất

khí màu lục nhạt, có mùi hắc, khó chịu. Bạn có ngạc

nhiên khi

biết rằng hầu hết các hóa chất đặc hiệu đều không màu

và không mùi không? Nhiều chất có mùi đặc sắc, nhưng

một số thực ra có mùi thơm.

Nhiều chất độc hóa học gây phồng rộp, có mùi giống như

thảo mộc. Những chất độc hóa học khác có lẽ có mùi

hắc, trong khi đó hầu hết các chất độc hóa học sử dụng trong vũ khí hóa học không

phải tất cả đều có mùi thơm. Dưới đây là danh sách liệt kê một số chất độc hóa học và

hương thơm… của chúng.

- Sulfur Mustard, kể cả khí mustard: thường thường không mùi và không màu ở dạng

tinh khiết nhưng có màu nâu-vàng nhạt với mùi gợi nhớ của mustard, tỏi, hoặc củ cải

hăng khi dùng trong chiến tranh.

- Khí chlorine: khí màu xám lục nhạt với mùi nghẹt thở, khó chịu, tương tự như thuốc

119

tẩy chlorine.

- 3-quinuclidinyl benzilate (QNB hoặc NATO BZ hoặc Iraqi 15): chất đặc hiệu không mùi

gây mất năng lực.

- Lewisite: chất gây phồng rộp, bốc mùi mạnh hoa móng rồng.

- Phosgene oxime: chất gây phồng rộp bốc mùi kích thích, dù một phần nào đó có mùi

cỏ khô đã cắt hoặc ngô xanh đã hái.

- Sarin: chất tác động lên thần kinh, không mùi, cực độc.

- VX: có lẽ là chất tác động lên thần kinh có mùi giống như Vicks VapoRyb hoặc trái cây

hư thối.

- Tabun: chất tác động lên thần kinh rất độc, thoảng mùi trái cây dù không mùi khi tinh

khiết.

- Zyklon B: chất tác động vào máu chứ hydrogen cyanide, nổi tiếng trong việc sử dụng

ở các trại tử thần Nazi, có mùi hạnh nhân đắng.

- Hydrogen Sulfide: chất tác động vào máu có mùi trứng thối.

- Adamsite hoặc DM: chất kiểm soát bạo động, không mùi gây nôn mửa và hắt hơi.

- Khí SC: hơi cay, không mùi.

Thành Viên soạn dịch

Theo Chemistry About

hoahocvietnam.com

Nói về Bản sửa đổi bổ sung Feistein SP 419 của Hoa Kỳ

Vào tháng 6 năm 1997, Quốc hội Hoa Kỳ đã bỏ phiếu với

tỷ lệ 94 - 0 để thêm một bản sửa đổi bổ sung vào dự thảo

chi tiêu hệ thống phòng thủ nhằm ngăn cấm sự phát tán

việc chỉ dẫn các phương pháp chế tạo bom ở Liên bang.

Hình phạt cho sự vi phạm luật này là số tiền phạt 250.000

USD hoặc một án tù tối đa 20 năm. Thượng nghị sĩ

Dianne Feinstein (D-California) là người bảo hộ bản dự

120

thảo.

Vào tháng 4 năm 1997, Bộ tư pháp Hoa Kỳ đã công bố một nghiên cứu tiết lộ có sự liên

quan giữa việc lợi dụng hướng dẫn phương pháp chế tạo bom và việc sản xuất bom.

Mặc dù việc ngăn cấm sự phát tán các hướng dẫn phương pháp chế tạo bom có thể

được xem là một vi phạm của bản sửa đổi bổ sung đầu tiên, Bộ tư pháp Hoa Kỳ đã

quyết định rằng sự phát tán quá nhiều tài liệu trên gây cản trở cho công lý và không

phải là quyền tự do ngôn luận. Vì vậy, bản sửa đổi bổ sung Feistein chỉ ngăn ngừa sự

phát tán của tài liệu một cách chủ ý đã ban hành đối với “một sự tấn công liên ban hoặc

vụ việc khác có mục đích phạm tội ảnh hưởng đến liên tiểu bang”.

Điều khoản “mục đích phạm tội” là cực kì quan trọng, điều này có nghĩa là bạn có thể

tìm thấy thông tin trên các kế hoạch gây nổ được dự định trong các mục đích giải trí (ví

dụ như pháo bông và họa tiễn) và bạn vẫn có thể học các khái niệm cơ bản của hóa

học, kể cả những thông tin cần thiết về thuốc nổ. Nó cũng bảo vệ các hướng dẫn viên

được thuê dạy về chế tạo bom với mục đích sáng chế các phương tiện, giải pháp về

bom và bảo vệ toàn thể nhân viên quốc phòng và dân sự.

 

Uyên Chi soạn dịch

Theo Chemistry About

hoahocvietnam.com

CHẤT ĐỘC HÓA HỌC – TỘI ÁC CÒN ĐÓ!

Trong 10 năm (1961-1971), trải dài trên các tỉnh của miền Nam Việt Nam, từ vĩ tuyến 17

trở vào, quân đội Mỹ đã sử dụng 72 triệu lít chất độc hóa học diệt cây, trong đó đáng

chú ý là trên 40 triệu lít chất độc màu da cam có chứa Đioxin–chất hóa học độc nhất và

121

bền vững nhất mà con người tìm ra.

Chất độc diệt cây (antiplant) là những chất độc hóa học thường được sử dụng dưới

dạng bột, keo, dung dịch và được phun rải bằng các phương tiện trên không hoặc trên

bộ…để phá hoại mùa màng hoặc các thảm thực vật, nhiều loại chất độc còn gây tổn

thương cho con người và động vật.

Chất độc diệt cây được quân đội Mỹ sử dụng vào mục đích chiến tranh từ năm 1940 và

tìm ra trên 1000 chất phá hoại hoa màu và trên 12000 chất làm rụng lá. Trong những

năm 1952-1954, lần đầu tiên quân Anh sử dụng chất độc hóa học diệt cây vào mục đích

quân sự ở Malaysia. Từ năm 1961 Mỹ tiến hành chiến tranh hóa học ở Việt Nam với

quy mô lớn nhất, Mỹ đã sử dụng 72 triệu lít trên chiến trường đủ 17 loại chất độc diệt

cây chủ yếu là chất độc da cam, chất trắng, chất xanh, chất hồng, chất đỏ tía…Chúng

được gọi với cái tên như thế là theo màu của các vệt sơn quanh các thùng chứa nhưng

khi phun dải đều có màu trắng. Vậy mức độ của từng chất ấy ra sao? Tại sao chúng chỉ

quen gọi là chất độc màu da cam?

Chất trắng (White), một chất diệt cây có tác dụng làm khô kiệt đất đai, diệt cỏ và có khả

năng tồn tại lâu trong đất. Kết quả thí nghiệm của trường Đại học Yale (Mỹ) cho thấy:

sau 467 ngày hàm lượng chất trắng còn lại trong đất là 80-96,6%. Chất trắng được sử

dụng thí nghiệm ở Nam Việt Nam từ năm 1967 và có hiệu quả hơn so với chất đỏ tía

(Purle) và da cam (Orange), sau đó được sử dụng với quy mô lớn để triệt hại rừng già ở

dạng dung dịch nước, nồng độ 25%; gây hại cho nhiều loài thực vật thân gỗ mạnh hơn

chất da cam và chỉ phun một lần là đủ triệt phá rừng. Do khả năng tích tụ trong các lớp

đất sâu, nên có thể diệt cả những cây có rễ ăn sâu, liều lượng sử dụng 15-16kg/ha.

Khối lượng chất trắng đã sử dụng ở Việt Nam khoảng 20 triệu lít, chiếm khoảng 28%

chất độc hóa học diệt cây đã sử dụng.

Chất xanh (Blue), chất này tác động lên thực vật bằng cách rút nước của lá cây, gây

héo úa mạnh đối với cây cối. Lá cây gặp chất độc bị khử nước, cuộn tròn lại và rụng

trong vòng từ 2-4 ngày. Để triệt phá toàn bộ sự sinh trưởng, quân đội Mỹ đã phun dải

nhiều lần với liều lượng 8kg/ha. Đối với cây lúa nước, chất xanh gây ảnh hưởng xấu

đến quá trình tạo hạt, cây vẫn có vẻ phát triển bình thường, liều lượng để sử dụng diệt

122

cây lúa nước từ 3-4kg/ha. Chất xanh được sử dụng từ năm 1967 đến khi Sài Gòn được

giải phóng tháng 4-1975. Khối lượng đã sử dụng là 8 triệu lít.

Chất hồng (Pink), chất diệt cây loại lá rộng. Liều lượng sử dụng làm rụng lá

18-36kg/ha, diệt cây lá rộng 12kg/ha, diệt cây lúa nước từ 30-60kg/ha. Chất hồng được

sử dụng rộng rãi trong những năm đầu của cuộc chiến tranh hóa học–chiến dịch Ranch

Hand do quân đội Mỹ tiến hành ở Nam Việt Nam. Khối lượng đã sử dụng là khoảng

454898 kg.

Chất đỏ tía (Purple), chất độc diệt cây thường được quân đội Mỹ dùng vào việc khai

quang, làm trụi lá cây dọc theo các tuyến đường vận tải thủy bộ quan trọng, ngăn chặn

hoạt động vận tải hay trú quân. Loại cây sú vẹt, đước rất nhạy cảm với chất đỏ tía, lá

rụng hoàn toàn sau một tuần bị phun dải, thường dùng với liều lượng 28 lít/ha. Chất đỏ

tía được quân đội Mỹ sử dụng những năm đầu của cuộc chiến tranh hóa học với

645.000 lít.

Chất da cam (Orange), là chất độc diệt cây có độc tính cao, và được sử dụng nhiều

nhất ở Việt Nam, ở dạng lỏng sánh như dầu, màu nâu thẫm, không tan trong nước, tan

trong diesel và mỡ, dễ xâm nhập vào màng tế bào của lá, đặc biệt là loài cây lá kép.

Chất da cam tương tác với hệ men của cây, ức chế quá trình quang hợp, làm ngừng trệ

hình thành chất diệp lục làm rối loạn điều tiết sinh trưởng, gây xoắn lá, xoắn cành rễ,

nứt vỏ thân cành. Úa đỏ, khô cành lá, quả cây ngừng lớn và chết. Chất da cam chia làm

ba loại như sau: da cam I, da cam II, và siêu da cam (hỗn hợp của hai chất da cam II và

chất trắng).

Chất da cam có thể diệt cây không bằng chất trắng nhưng rất nguy hiểm với người là

do nó chứa tạp chất Dioxin. Đây là chất độc có độc tính cao nhất trong số các chất độc

tổng hợp được biết từ trước đến nay, sản phẩm phụ hình thành trong quá trình điều chế

chất da cam, là nguyên nhân gây ra các bệnh hiểm nghèo. Theo tính toán của các nhà

khoa học Liên Xô cũ chỉ cần 1g đioxin cũng đủ giết 8 triệu người. Thế nhưng chất da

cam rải xuống đồng ruộng, làng mạc Việt Nam chiếm tới 60% (trên 40 triệu lít) tổng khối

lượng chất độc diệt cây mà quân đội Mỹ sử dụng, trung bình 163mg/ha cao gấp 28-30

123

lần quy định dùng trong nông nghiệp làm chất diệt cỏ. Dioxin gây nhiễm độc qua đường

hô hấp, tiêu hóa với các triệu chứng: da và niêm mạc mắt bị kích thích, nhức đầu, nôn

mửa, tổn thương gan, phổi, hệ tim mạch, cơ thể suy nhược; biến loạn thể nhiễm sắc,

tăng ung thư gan, nguyên phát và dị tật ở con cái, sẩy thai…Hiện nay, chính phủ Mỹ,

Hàn Quốc đã xác định hơn 10 loại bệnh cụ thể liên quan đến Dioxin.

Vào đầu thập niên 1960, Mỹ tiến hành chiến lược “Chiến tranh đặc biệt” và bị tổn thất

nặng nề vào năm 1961. Cố vấn quân sự Mỹ đã đề xuất sáng kiến dùng chất độc hóa

học diệt cây khai quang quanh những nơi có du kích. Bất chấp phản đối của một số

nghị sĩ, tháng 11-1961, Tổng thống John F. Kennedy ra quyết định sử dụng chất độc

diệt cây để phá dải thực vật ngăn chặn sự chi viện của miền Bắc. Đến năm 1962,

chương trình rải chất độc diệt cây được triển khai trên quy mô lớn, ở nhiều vùng thuộc

các tỉnh từ vĩ tuyến 17 trở vào và mở rộng sang cả Đông Dương.

Thực hiện “Chiến tranh cục bộ”, từ sau năm 1965, cuộc chiến tranh hóa học cũng leo

thang. Chất độc hóa học mới, phạm vi ngày càng rộng, cường độ ngày một tăng. Các

cựu chiến binh Mỹ kể lại, một số máy bay C-123 hai động cơ để rải chất độc hóa học

chiếm một khoảng diện tích lớn trong sân bay Tân Sơn Nhất. Thông thường mỗi tốp

máy bay đi rải có hai chiếc, khi cần thiết có thêm chiếc F-4 đi yểm trợ. Máy bay chở chất

độc trong các thùng trên 4000 lít phun rải ở độ cao 40m. Một thiết bị bơm có áp lực lớn

sẽ đẩy chất độc xuống qua những chiếc vòi hai bên cánh với lưu lượng 1.050 lit/giờ.

Thời gian phun chất độc hết khoảng 3,5 phút diện tích khoảng 140 ha/vụ.

Theo công bố của Viện khoa học quốc gia và cục quân sự Mỹ, tổng số vụ rải chất độc

của Mỹ là 8.532 vụ. Có 10 vùng bị ảnh hưởng nặng nhất là: Phước Long (704 vụ), Thừa

Thiên (606 vụ), Bình Định (558 vụ), Long Khánh (502 vụ), Tây Ninh (473 vụ), Quảng

Nam (373 vụ), Biên Hòa (366 vụ), Bình Dương (357 vụ), Kon Tum (311 vụ). 10 vùng

này chiếm tới 47% lượng chất độc mà quân Mỹ đã phun trên toàn miền Nam. Một số

lưu vực sông vùng Đông Nam bộ, sông Hương, sông Thạch Hãn…Vì thế, người dân ăn

phải các loài cá trên sông bị nhiễm Dioxin đã gián tiếp bị nhiễm độc.

Theo số liệu ban đầu, quân đội Mỹ đã sử dụng 72 triệu lít chất độc diệt cây nhưng mới

124

đây có tài liệu công bố là 100 triệu lít, trong đó đáng chú ý là trên 40 triệu lít chất độc da

cam có chứa dioxin. Kết quả, hơn 2 triệu người Việt Nam bị nhiễm chất độc, 3.340.000

ha đất bị hủy diệt, 44% đất canh tác hoang hóa. Những khảo sát của các nhà khoa học

20 năm sau chiến tranh cho thấy vẫn còn 22% rừng tự nhiên và 31% đất trồng thuộc

vùng bị nhiễm chất độc hóa học

Với trên 40 triệu lít chất da cam mà Mỹ đã sử dụng, trên toàn bộ lãnh thổ miền Nam Việt

Nam đã tồn lưu một lượng chất độc đioxin kỷ lục trong lịch sử chiến tranh hóa học thế

giới: 170-600kg dioxin. Trong quá trình tồn dư trong đất dưới tác dụng của điều kiện

thời tiết dioxin dịch chuyển đến các khu vực xa hơn-vùng thấp trũng tiếp tục tồn tại ở đó.

Hậu quả của chất độc hóa học–mà chủ yếu do chất da cam có chứa dioxin–do Mỹ tiến

hành cuộc chiến tranh hóa học ở Việt Nam không chỉ cho tác động trực tiếp, phải tính

đến ảnh hưởng lâu dài đến môi trường sinh thái và những di chứng cho các thế hệ nạn

nhân chất độc da cam, số nạn nhân ngày một tăng theo thời gian. 

Báo cáo của hội thảo quốc tế lần thứ 2 (11-1993) về tác hại của chất diệt cỏ Mỹ dùng

trong chiến tranh Việt Nam cho thấy: rừng nội địa bị phá vỡ cấu trúc, chức năng bị đảo

lộn. Chỉ tính riêng rừng ngập mặn và ứng phèn, có đến 240.000 ha bị phá hủy. Đặc biệt

là rừng Sác (Cần Giờ,thành phố Hồ Chí Minh) gần như bị phá trụi không còn cả giống

trồng. Phải cần 100 năm mới khôi phục lại hệ sinh thái ở đây. Chiến tranh hóa học làm

cho tài nguyên lâm sản bị cạn kiệt, tính ra có tới 75 triệu m3 gỗ bị đốt cháy thành than.

Sau chiến tranh, ở miền Nam chỉ còn 29,2% rừng dưới mức an toàn sinh thái, không đủ

chức năng bảo vệ môi trường, hạn chế tác hại của thiên tai, như chống xói mòn, hạn

hán, lũ lụt…

Đối với dân thường, qua phân tích mô mỡ những người sống trong vùng bị nhiễm độc ở

miền Nam Việt Nam, nồng độ dioxin cao hơn so với người thường là 3-4 lần. Do đó, nó

là nguyên nhân làm xáo trộn về di truyền như quái thai, ung thư, chết yểu…Thực tế sau

chiến tranh, tại những vùng bị nhiễm chất độc dioxin, tỉ lệ sinh con quái thai cao gấp 10

lần, sinh con chết hay sẩy thai cao gấp 6 lần…

Cuộc chiến tranh khốc liệt đã đi qua, nhưng hơn 15 triệu tấn bom đạn cùng với gần 100

125

nghìn tấn chất độc hóa học đang để lại nhiều vết tích trên mỗi mét đất và di chứng cho

nhân dân Việt Nam. Những hố bom và tiềm ẩn chất độc hóa học vẫn còn đó ở những

làng quê Việt Nam, những con người hằng ngày chịu những nỗi đau da cam,cần một lời

nói trách nhiệm của các công ty hóa chất Mỹ và những trái tim yêu thương đồng loại!

Vũ Công Phong

(Biên soạn)

hoahocvietnam.com

Nóng chảy kim cương

Thiết bị Z làm nóng chảy kim cương để phục vụ cho các thí

nghiệm về vỏ đạn xúc tác phản ứng nổ hạt nhân. Bằng

cách tạo ra áp suất lớn hơn 10 triệu lần so với áp suất

không khí ở mặt nước, thiết bị Z của Sandia (Sandia là bộ

phận Quản lý an toàn hạt nhân quốc gia) có thể khiến kim

cương rắn chuyển sang dạng lỏng.

Mục đích thí nghiệm này là để hiểu được các tính chất của kim cương dưới áp lực cao

sâu sắc hơn hy vọng đáp ứng yêu cầu sử dụng như một màng bao cho viên đạn cỡ BB

nhằm xúc tác cho phản ứng nổ hạt nhân. Cuộc thí nghiệm là bước ngoặt nhằm cố gắng

tạo ra đủ năng lượng lấy từ nguyên tử, qua đó tạo năng lượng điện vô hạn cho con

người sử dụng. Để kiểm soát được quy trình này cũng phải mất 50 năm. Khi đốt cháy

khoảng ½ lượng nước biển thể tích cỡ bồn tắm thì có thể sản xuất ra năng lượng cho

40 toa xe lửa chạy bằng than. Kết quả của quá trình nấu trên sẽ được công nhận dùng

làm mô hình vật lý học tương tự máy vi tính để chứng nhận mức độ an toàn và tin cậy

126

của kho vũ khí hạt nhân Mỹ.

Dùng thiết bị châm lửa ở phòng Thí nghiệm Lawrence Livermore quốc gia, nơi sẽ tiến

hành các công tác thí nghiệm và thiết bị Z của Sandia thì vấn đề của hai thiết bị khổng

lồ sẽ ứng dụng phương pháp này là vỏ ngoài của viên đạn phải chuyển được hết áp lực

vào bên trong. Kim cương rắn sẽ thực hiện việc này. Kim cương ở thể lỏng cũng làm

được. Nhưng kim cương ở áp suất 6,9 triệu at và 10,4 triệu at cung cấp áp lực không

đều thường thay đổi thất thường. Ở pha trung gian, điều này sẽ tạo ra tính không ổn

định và có thể không kích hoạt nổ nguyên tử, giống như dùng bàn tay ấn chặt vào trái

bong bóng chứa nước khiến cho rất ít nước thoát ra ngoài qua kẽ hở ngón tay. Vì thế,

nếu sử dụng kim cương làm vỏ đạn thì năng lượng tạo được phải làm sao để tránh tình

trạng này.

Tại sao lại là kim cương? Bởi vì người ta hy vọng rằng kim cương sẽ giúp chuyển áp

lực cao vào viên đạn nhẹ nhàng hơn và làm cho chỗ nối viên đạn đối xứng. Liệu vinyl là

vật liệu mềm dẻo hơn có thể làm việc này tốt hơn chăng? Mark Herrmann, nhà thiết kế

vỏ đạn, một nhà nghiên cứu ở Sandia nói: “Tại áp lực mong muốn, có thể nén được mọi

thứ”.

Do thời gian có hạn để tiến hành các thí nghiệm, do phải đóng nắp thiết bị Z để chờ

phục hồi tái làm việc khiến tiêu tốn khoảng 30% năng lượng; Marcus Knudson, người

dẫn đầu cuộc nghiên cứu này ở Sandia, dự đoán việc áp dụng chương trình tương tự

lượng phân tử đã phát triển ở Sandia bởi Mike Desjarlais sẽ rất hữu ích trong việc xác

định chính xác mức áp suất khi bắt đầu và kết thúc quá trình hóa lỏng kim cương.

Trong các thí nghiệm, áp suất sử dụng lấy từ các cuộc va chạm của kim cương được

tạo ra bằng cách dùng từ trường của thiết bị Z vào khoảng 20 lần tốc độ bắn một viên

đạn ném mạnh các dĩa kim loại tác động mạnh vào kim cương.

Kết quả nghiên cứu đã là đề tài của một cuộc hội thảo trong tuần của Tổ chức Vật lý xã

hội Mỹ về lĩnh vực vật lý học plasma ở Philadelphia.

Quỳnh Thi

(Theo Sandia)

127

hoahocvietnam.com

Vấn đề hạt nhân đối với nguyên liệu chế tạo vũ khí bất hợp pháp

Các nhà nghiên cứu thuộc Viện Kỹ Thuật và Tiêu Chuẩn Quốc Gia (NIST) và Phòng Thí

Nghiệm Quốc Gia Oak Ridge (ORNL) đã chứng minh được họ có

thể nhận biết plutonium và uranium ở mức độ vũ khí hạt nhân

ngay cả ở hàm lượng dưới một phần triệu gram với chi phí thấp,

nhanh chóng và chính xác. Cuộc nghiên cứu đã được giới thiệu

vào tháng 9 trong một cuộc họp quốc gia của Tổ chức Hóa học Mỹ*.

Hầu hết các lò hạt nhân trên khắp thế giới đều tạo ra điện hoặc sản xuất neutron cho

các nghiên cứu hòa bình – nhưng các lò này cũng có thể tạo ra nguyên liệu chế tạo vũ

khí hạt nhân. Các kiểm tra viên quốc tế hàng ngày thường xuyên phải thăm dò xung

quanh lò ở các khu vực nghi ngờ, và lấy mẫu vải lau chùi trên bề mặt thiết bị để phân

tích mức độ hạt nhân về mặt luật pháp có thể ở mức độ vũ khí hay không. Cụ thể là họ

tìm kiếm các chất đồng vị của uranium hay plutonium có khả năng gây ra một vụ nổ hạt

nhân.

Các nhà nghiên cứu của Viện NIST và Phòng Thí Nghiệm ORNL báo cáo rằng các nhà

hóa học đang làm việc tại Trung Tâm Nghiên Cứu Neutron thuộc NIST đã ứng dụng một

kỹ thuật cực nhạy gọi là kỹ thuật phân tích neutron hoạt hóa chậm để cải thiện cho

những nỗ lực tìm kiếm hạt nhân. Trung Tâm Nghiên Cứu bao gồm một nguồn năng

lượng neutron thiết kế đặc biệt cho công tác nghiên cứu, với nhiều mẫu vật liệu chứa

neutron năng lượng thấp. Kế đến, các mẫu vật liệu đó nhanh chóng đi vào một thiết bị

hình trống có gắn các thiết bị dò neutron và đếm chính xác các neutron phát ra trong

128

thời gian ngắn. Việc đếm neutron hoạt động như một dấu hiệu duy nhất của vật liệu hạt

nhân đặc biệt. Trong một cuộc nghiên cứu, các nhà khoa học này đã dùng kỹ thuật trên

để nhận biết uranium-235 và plutonium-239 thành công chưa đầy 3 phút.

Nhà phân tích hóa học Richard Lindstrom, đồng tác giả của bài giới thiệu trên ACS nói:

“Hiện giờ, chúng tôi đang nhấn mạnh đến kỹ thuật bởi vì các sự kiện thế giới đã khiến

cho việc dò tìm nguyên liệu hạt nhân bị chỉ trích nhiều hơn, mà kỹ thuật này đang là một

thách thức”. Công cụ cũng có thể hỗ trợ cho các phương pháp phức tạp khác được

thực hiện bởi các nhà nghiên cứu ở Viện NIST đang làm việc về lĩnh vực an toàn quốc

gia.

Các mức thăm dò thấp phần nào là do sử dụng nguồn neutron NIST được thiết kế cụ

thể khá tốt. Kỹ thuật có thể dò tìm nguyên liệu ở mức độ vũ khí trong đường kính chỉ 4

micron – nhỏ hơn 1/10 kích cỡ của sợi tóc con người. Kỹ thuật này còn có thể dùng để

tìm nguyên liệu phóng xạ còn sót lại rất ít, ví dụ trong các mẫu kiểm tra các xe tải hàng

hay các container chứa hàng trên tàu. Ngoài vấn đề luật pháp, NIST còn dùng kỹ thuật

này để đo đạc các chất đồng vị trong nghiên cứu và trong các công trình công nghiệp.

Hiện nay, nhóm này đang làm việc để tự động hóa dụng cụ đếm và đơn giản hóa cách

hoạt động vận hành của nó để xử lý nhanh một lượng lớn nhiều mẫu.

* R. M. Lindstrom, D.C. Glasgow và R.G. Downing. Phương pháp tách mẫu bằng cách

phân tích neutron hoạt hóa chậm ở NIST. Được giới thiệu ở cuộc họp Quốc gia ACS lần

thứ 232, San Francisco, Calif., ngày 10 tháng 9 năm 2006.

Quỳnh Thi

(theo National Institute of Standards and Technology)

hoahocvietnam.com

TÌM RA CÁCH AN TOÀN HƠN ĐỂ DÒ CÁC KHOÁNG URANIUM

129

Mối đe dọa từ bom bẩn và các kế hoạch sử dụng năng lượng hạt

nhân như nguồn năng lượng khiến các nhà khoa học tại Đại học

Công nghệ Queensland tìm ra một cách mới an toàn hơn để dò ra

sự nhiễm phóng xạ trong đất.

Giáo sư Ray Frost thuộc trường Khoa học Hóa học và Vật lý của QUT đã tìm ra cách

nhận biết, từ một vị trí ở xa, những trầm tích dầu được chắt lọc qua đất và nước.

 

“Khả năng dễ dàng và sẵn sàng phát hiện ra các khoáng uranium, đặc biệt là các

khoáng vật thứ sinh, có tầm quan trọng rất lớn, đăc biệt trong tình hình khủng bố và sự

gia tăng khai thác uranium như hiện nay”. Giáo sư Frost nói. “Điều ít được biết đến là

nhiều khoáng uranium, đặc biệt là các khoáng thứ sinh, hòa tan được và có thể dịch

chuyển hoặc chuyển vào nước đến các vùng rất xa so với vị trí mà uranium được tìm

thấy.

 

Điều này có nghĩa là khoáng uranium có thể xuất hiện trong đất và trầm tích từ những

nguồn gốc không rõ và tại những địa điểm rất xa so với nguồn gốc của chúng.

 

Giáo sư Frost nói rằng với việc sử dụng kỹ thuật phổ cận hồng ngoại, các khoáng

phóng xạ có thể được phát hiện bởi những nhà khoa học đang ở rất xa vùng bị nhiễm.

Nhờ việc sử dụng máy dò quang học dạng sợi và kỹ thuật phổ cận hồng ngoại, chúng ta

thấy rằng có thể phát hiện được khoáng uranium có hiện diện trong đất hay không. Phổ

cận hồng ngoại có thể nhận dạng được loại của khoáng uranium hiện diện. Điều này có

nghĩa là hiện nay chúng ta có thể xác định được có hay không có sự tồn tại của các

trầm tích phóng xạ và sự nguy hiểm mà những trầm tích này có thể gây ra cho cả môi

trường và cộng đồng.

 

Phổ cận hồng ngoại là một kỹ thuật sử dụng nguồn ánh sáng để quét bề mặt vật liệu để

xác định tính chất hóa học của bề mặt đó. Trong khi tiến hành, ta có thể xác định xem

các khoáng uranium có tồn tại trong đất hay không.

130

 

Giáo sư Frost nói rằng những đề xuất về sử dụng năng lượng hạt nhân trong việc sản

xuất điện tại Úc cũng như các nước khác cho thấy rằng sẽ còn sự gia tăng khai thác

uranium trong tương lai.

 

”Điều này dẫn đến phí phạm các mỏ và sự tích lũy các khoáng nguy hiểm”. Ông cho

rằng điều này có liên quan đến những mối quan tâm đang gia tăng về nguy cơ vũ khí

của khủng bố, còn được gọi là bom bẩn, làm nổi bật tầm quan trọng của việc sẵn sàng

nhận diện được các khoáng uranium. Giáo sư Frost cho rằng khi có khả năng khoáng

phóng xạ uranium rải rác trên những vùng diện tích rộng thì rõ ràng phải cần đến việc

kiểm tra mở rộng trên nhiều vị trí của vùng để xác định khả năng nhiễm phóng xạ.

Minh Giang

(Theo Queensland University of Technology)

hoahocvietnam.com

Ý ki ế n

Tương tác giữa dầu và nước

Mô hình chính xác dầu và nước tương tác như thế nào?

Dầu và nước tương tác lẫn nhau như thế nào? Cho đến

nay, các nhà nghiên cứu chỉ có thể tiến hành nghiên cứu

trong phòng thí nghiệm. Nhà nghiên cứu Hà Lan, Twan

Gielen, đã thiết kế một chương trình mô phỏng để nghiên

cứu sự tương tác giữa dầu và nước bên ngoài phòng thí

nghiệm, cung cấp sâu sắc hiểu biết về việc nhiễm bẩn

nguồn nước ngầm. 

131

Các nhà khoa học muốn biết dầu và nước tồn tại trong lòng đất như thế nào. Cách thức

mô tả phương pháp hoạt động này xuất phát từ phòng thí nghiệm và giả sử rằng dầu và

nước ở thế cân bằng. Trong đó, sự bão hòa của chất lỏng (gồm nước và không khí)

đóng 1 vai trò quan trọng. Tuy nhiên, thực tế có nhiều nhân tố khác cũng đóng một vai

trò trong đó, ví dụ: thời gian và vị trí của lưu chất. Gielen đã phát triển một mô hình để

tái tạo tính xác thực ở tỷ lệ kính hiển vi. Mô hình này giống như  tháp gồm nhiều viên bi

nhỏ.

Những hạt cát:

Các viên bi rỗng có đường kính khoảng 0.1 mm (màu đỏ là dầu, màu xanh dương là

dòng nước). Một tháp có bề rộng gồm 30 viên bi, chiều sâu là 30 viên và chiều cao 40

viên bi. Đó là con số cực đại mà máy vi tính có thể tính toán. Những viên bi miêu tả

khoảng hở giữa các hạt cát. Những khoảng trống lớn liên kết các khoảng hở nhỏ lại với

nhau. Sự mô phỏng của Gielen đưa ra một cách nhìn nhận đầy đủ về việc dầu và nước

chảy qua các khoảng trống.

Thời gian:

Hiện tượng chính trong nghiên cứu động lực lưu chất ở hai pha là áp lực khác nhau

giữa dầu và nước: áp lực mao dẫn. Nếu bạn có thể tính toán áp lực này, bạn có thể xác

định cách thức dầu và nước di chuyển tương tác lẫn nhau. Gielen đã sử dụng dữ liệu

của ông để mở rộng sự mô tả truyền thống của áp lực mao dẫn. Với miêu tả này, ông

có thể mô tả chân thực hơn hoạt động của hai dòng lưu chất này.

Ông là người đầu tiên theo hướng nghiên cứu trên trong phạm vi này bất kể thời gian.

Trong tương  lai, những nhà nghiên cứu muốn có một tính toán chính xác về chuyển

động của sự nhiễm bẩn nguồn nước ngầm.

Cuộc nghiên cứu của Twan Gielen được tài trợ bởi tổ chức NWO.

Bình STH

(Theo Netherlands Organization for Scientific Research)

132

hoahocvietnam.com

Phổ đạo hàm tỷ đối và sắc ký lỏng (LC)

Nội dung chính: Sự ứng dụng của phương pháp phổ

đạo hàm tỷ đối và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) để

xác định đồng thời lượng Paracetamol (PAR) và

Methocarbanol (MET) trong những viên thuốc.

- Phương pháp quang phổ dựa trên việc sử dụng đạo

hàm bậc một của phổ tỷ đối bằng cách phân chia phổ hấp thu của hỗn hợp hai cấu tử

bằng một phổ chuẩn của một trong hai cấu tử đó.

- Đo phổ đạo hàm bậc một ở bước sóng 243,0 và 230,3nm lần lượt đối với PAR và

MET. Đường chuẩn được thiết lập ở khoảng nồng độ 2-30 µg/ml đối với PAR và 2-36

µg/ml cho MET. Giới hạn phát hiện PAR và MET là từ 0,097 µg/ml cho đến 0,079 µg/ml.

Giới hạn định lượng của PAR là 0,573µg/ml và MET là 1,717µg/ml.

- Trong phương pháp HPLC, pha động là methanol-nước (60:40) về thể tích dùng để

tách các cấu tử trong hỗn hợp với đầu dò ở 274,0nm. Đường tuyến tính về nồng độ là

khoảng 2-300 và 1,5-375µg/ml cho PAR và MET. Đầu dò và giới hạn định lượng là 0,42

và 1,4µg/ml cho PAR, còn với MET là 0,36 và 1,2µg/ml. Độ lệch chuẩn tương đối

khoảng 0,52% ở cả 2 phương pháp. Những phương pháp này cũng được áp dụng

thành công với hỗn hợp thuốc 3 cấu tử.

1. Giới thiệu   :

133

     PAR và MET thường được trộn lẫn trong myorelaxan và các loại thuốc giảm đau.

Trong phương pháp quang phổ cổ điển để phân tích một cấu tử thì nó thường đi kèm

theo nhiều cấu tử khác hấp thu trong cùng một vùng phổ. Do đó, phổ bị chồng chập,

cần đến các phương pháp toán học để giải quyết. Salinas đã phát triển một phương

pháp mới được đặt tên là phổ đạo hàm tỷ đối để giải quyết hỗn hợp 2 cấu tử.

     Một phương pháp thay thế khác, sắc ký lỏng hiệu năng cao cũng dùng để xác định

hàm lượng trong sự hiện diện của nhiều chất.

2. Thí nghiệm   :

     2.1 Dụng cụ : Quang phổ kế Shimadzu 1601 kết nối với 1 máy tính IBM-PC trong

vùng sóng ngắn, một máy in Lexmark. Sắc ký lỏng hiệu năng cao với đầu dò UV (model

481).

     2.2 Vật liệu : PAR và MET dùng để thí nghiệm là của hãng Sanofi-DoguPharm.

Methanol và H2O (được pha loãng 2 lần) dùng trong HPLC.

          - Dung dịch chuẩn để đo quang phổ được điều chế bằng cách pha loãng ở những

nồng độ khác nhau để dựng đường chuẩn.

          - Dung dịch chuẩn trong HPLC được điều chế với pha động bằng cách thay đổi

nồng độ của một trong hai cấu tử trong hỗn hợp và giữ nguyên nồng độ của cấu tử còn

lại ở 10µg/ml. Mẫu được lọc trước khi qua đầu dò sắc ký.

     2.3   Phân tích viên thuốc

    Lượng 20 viên chứa PAR và MET được cân. Lương tương ứng được cân chính xác,

cho vào 100ml bình định mức, khuấy trộn với methanol.

     2.4   Phương pháp :

         2.4.1  Phương pháp phổ đạo hàm tỷ đối

       Dung dịch chuẩn của PAR và MET ở nồng độ khoảng 2-30µg/ml được điều chế

trong methanol.

          Phổ hấp thu của hỗn hợp 2 cấu tử ở những nồng độ khác nhau của PAR thu

được trong máy tính. Phổ của hỗn hợp bị chia cắt bởi phổ chuẩn của MET (10µg/ml)

trong methanol. Từ phổ tỷ đối của PAR/MET thu được, phổ đạo hàm bậc một với độ

134

lệch bước sóng hai cấu tử là Δk= 4nm thu nhận được. Trong hỗn hợp 2 cấu tử, chúng

ta có thể xác định được lượng PAR bằng cách đo phổ đạo hàm bậc 1 ở bước sóng

243,0nm trong khoảng bước sóng 231,6-270,8nm.

          Phương pháp để xác định hàm lượng của MET ở những nồng độ khác nhau khi

PAR là không đổi 12,0µg/ml. Cách làm tương tự như trên, dung dịch chứa MET được

xác định bằng cách đo ở bước sóng 230,3nm trong phổ đạo hàm tỷ đối bậc 1 với

khoảng bước sóng 200,8nm đến 245,5nm.

          2.4.2  Sắc ký lỏng hiệu năng cao

         Sắc ký sử dụng pha tĩnh LC-18 (250+4,6nm, 5µm) cột nhồi. Hỗn hợp này được

tách ra với pha động là methanol-H2O (60 :40) về thể tích. Pha động được pha loãng và

trộn đều trước khi sử dụng, được chuyển ra bên ngoài ở tốc độ dòng là 1,0ml/phút. Thể

tích tiêm là 50µl). Dung dịch chuẩn được điều chế với pha động bằng cách thay đổi

nồng độ của PAR và MET trong khoảng 2-300 và 1,5-375µg/ml.

Máy Shimadzu HPLC

135

3. Kết quả và thảo luận

     3.1   Phổ đạo hàm tỷ đối :

- Phổ của hỗn hợp PAR và MET trong methanol và của riêng từng cấu tử bị chồng

chập, có thể đánh giá và ước lượng bằng phương pháp phổ đạo hàm tỷ đối.

    -  Trong phổ tỷ đối của PAR/MET ở những nồng độ khác nhau của PAR và 10µg/ml

của MET, phổ đạo hàm tỷ đối bậc 1 được đo ở bước sóng lớn nhất Δmax 243.0nm.

     -  Để xác định MET, lấy phổ tỷ đối ở những nồng độ khác nhau của MET và sử dụng

PAR không đổi ở 12µg/ml như là 1 chất so sánh. Nồng độ của MET được xác định bằng

cách đo tại bước sóng Δmin= 230,3nm.

     3.2   HPLC

     Pha tĩnh của HPLC được phát triển như là 1 phương pháp trọng tài cho phương

pháp phổ đạo hàm tỷ đối. Để sử dụng những mẫu giống nhau trong phân tích quang

phổ, pha động được chọn là methanol và H2O với tỷ lệ về thể tích là 60 :40.

     Theo USP24, phương pháp kiểm tra hệ thống thích hợp là một phần trong phương

pháp sắc ký. Thời gian lưu là 3,65 phút cho PAR và 7,3 phút cho MET. Để chứng minh

được giá trị và sự phù hợp của mục đích phương pháp, người ta nghiên cứu ở 2 nồng

độ khác nhau. Kết quả cho thấy chính xác, độ thu hồi cao và độ lặp lại cao.

      Kiểm tra độ thu hồi cho thấy chính xác và ứng dụng mục đích của phương pháp

bằng cách phân tích tổng hợp PAR và MET ở các tỷ lệ khác nhau. Phần trăm được thu

hồi và độ lệch chuẩn tương đối của nó là 99,6 và 0,48% cho PAR còn 99,8 và 0,49% đối

với MET.

     3.3   Về liều lượng của những viên thuốc

    Khi làm việc với hỗn hợp tổng hợp, kết quả cho thấy việc sử dụng 2 phương pháp

đang nghiên cứu để xác định hàm lượng PAR và MET trong viên thuốc được khuyến

khích. Kết quả thật hài lòng và không có sự khác biệt lớn giữa 2 phương pháp.

4. Tổng kết

136

     Những phương pháp trên để xác định đồng thời PAR và MET trong thuốc cho độ

chính xác cao. Phương pháp phổ đạo hàm tỷ đối thì đơn giản hơn nhiều và nhanh

chóng, không đòi hỏi thời gian xử lý mẫu, không cần pha loãng như trong HPLC.

Trần Ngọc Trường Mi

hoahocvietnam.com

(Theo tư liệu: N.Erk, Y.Ozkan, E.Banoglu, S.A.Ozkan, Z.Senturk, tạp chí: Journal of

Pharmaceutical and Biomedical Analysis)

Dùng tia X thăm dò khe hở giữa nước và bề mặt phân chia pha

Các nhà nghiên cứu đã tìm ra một khe hở giữa bề mặt

phân chia pha với nước và có thể cung cấp sự hiểu biết

sâu sắc hơn trong trường hợp khi dầu không tan trong

nước. Một nhóm nghiên cứu quốc tế đã xác định được

kích cỡ và tính chất của khe hở này bằng cách sử dụng tia X năng lượng cao ở Công ty

ESRF.

Kiến thức về cấu trúc bề mặt phân chia pha trong nước rất quan trọng vì nó đóng vai trò

nòng cốt trong hệ thống sinh vật học, và có thể cung cấp sự hiểu biết sâu sắc về tính ổn

định và tính gấp cuộn của protein. Các nhà nghiên cứu đã xuất bản kết quả nghiên cứu

của họ trong tuần trên trang web PNAS Early Online Edition.

Lực đẩy của nước là một hiện tượng phổ biến hiện thời trong nhiều khía cạnh của cuộc

sống. Các phân tử bột giặt được tạo thành bởi những thành phần hấp dẫn nước và bởi

những thành phần khác kỵ nước. Protein cũng sử dụng tính ưa nước để có thể liên kết

tạo thành các hợp phần. Tuy nhiên, nghiên cứu các cấu trúc kỵ nước và những gì xảy

ra khi chúng gặp nước thì không hoàn toàn chính xác do còn chịu ảnh hưởng bởi các

137

yếu tố khác. Các cuộc nghiên cứu trước đây về khe hở giữa nước và bề mặt phân chia

pha đã không đưa ra một cái nhìn chặt chẽ.

Các nhà khoa học ở Viện Max Planck về lĩnh vực nghiên cứu kim loại ở Đức, Đại học

Nam Úc Adelaide và Công ty ESRF đã thực hiện nhiều thí nghiệm với chùm tia sáng ID

15 tại ESRF trên silicon được bao phủ trên bề mặt là một lớp không thấm nước. Sau đó

miếng silicon này được ngâm vào nước nhờ một tế bào đặc biệt. Nghiên cứu về cấu

trúc của nước tại bề mặt phân chia pha cho thấy rằng một khe hở trống được thành lập

giữa bề mặt 2 pha và rằng kích thước của khe hở chính là đường kính của một phân tử

nước, khoảng từ 0,1 đến 0,5 nanômét. Mật độ tập trung phân tử thưa thớt tại bề mặt

phân chia pha chiếm đến nửa lớp đơn phân tử nước.

Các nhà khoa học đã thực hiện nhiều cuộc thí nghiệm hơn nữa để kiểm tra ảnh hưởng

của không khí trên khoảng trống lớp phân chia pha vì không khí thường vốn tự nhiên

hiện diện trong nước. Trong suốt các cuộc thí nghiệm, các nhà khoa học luôn đảm bảo

rằng nước lúc nào cũng ở trạng thái cực sạch (không giống như nước tạp trong tự

nhiên) và họ bơm không khí vào các tế bào trên cho đến khi đạt mức bão hòa. Kết quả

cho thấy trái ngược với các bản báo cáo trước đây, không khí không hề ảnh hưởng đến

cấu trúc của nước ở bề mặt phân chia pha.

Đây là lần đầu tiên tia X synchrotron năng lượng cao được sử dụng như một dụng cụ để

xem xét đo đạc tính chất của khe hở phân chia pha. Harald Reichert, tác giả phụ trách

bài viết giải thích: “Nhiều nhóm nghiên cứu đã dùng đến nơtron, nhưng họ lại không đủ

quyết tâm bởi vì trên hết khe hở này cực kỳ nhỏ và khó quan sát”. Mặc dù chất lượng tia

X cực cao, nhưng cuộc thí nghiệm vẫn gặp phải một thử thách là: lớp chống thấm trên

miếng silicon chỉ tồn tại được 50 giây dưới tia X, do đó việc xem xét đo đạc các tính

chất phải hoàn tất rất nhanh.

Bước tiếp theo đối với nhóm nghiên cứu là tạo ra các cấu trúc xốp và nghiên cứu tính

chất của nước tại bề mặt phân chia pha. Reichert nói rằng: “Cuộc nghiên cứu này sẽ

cung cấp thêm kiến thức về sự phản ứng của nước trong nhiều môi trường khác nhau.

Cấu trúc của nước ở các môi trường này vẫn hơi bí ẩn đối với chúng tôi, mặc dù nước

138

thì bao quanh thế giới của chúng ta”.

Quỳnh Thi

(Theo European Synchrotron Radiation Facility)

hoahocvietnam.com

Ứng Dụng Chuẩn độ Oxy-Hóa khử

Phản ứng chuẩn độ oxy hóa khử là một trong những phản ứng quan trọng trong môn

hóa phân tích. Bài viết giới thiệu

các chất oxy hóa mạnh và một số chất chuẩn cơ bản cho phản

ứng chuẩn độ oxy hóa khử.

Chất Oxy hóa mạnh-Kali Permanganat và Cerium(IV)

Ion permanganat và ion Cerium(IV) là những tác nhân oxy hóa rất mạnh, các bán phản

ứng cho hai loại ion này được viết như sau:

MnO4- + 8H+ +5e-↔ Mn2+ + 4H2O E0 = 1.51V

Ce4+ + e- ↔ Ce3+ E0 = 1.44V(1M H2SO4)

Điện thế của chúng đã cho chúng ta thấy rằng sự khử của Cerium(IV) cho các dung

dịch trong 1 M sulfuric axít. Nếu ion permanganat được hòa tan trong dung dịch 1 M axít

percloric và Axít nitric 1 M, thì điện thế sẽ lần lượt là 1.70 và 1.60 V. Các dung dịch của

Ce (IV) trong percloric axít và axít nitric đều không bền do đó việc ứng dụng của các

dung dịch này rất hạn chế.

Bán phản ứng ở trên của ion permanganat chỉ xảy ra trong dung dịch axít có nồng độ từ

0.1 M trở lên. Trong các dung dịch axít yếu sản phẩm phản ứng có thể là Mn (III), Mn

139

(IV), hoặc Mn (VI) tùy thuộc vào các điều kiện phản ứng.

Cho tất cả các mục đích thực nghiệm, tính oxy hóa mạnh của các dung dịch

permanganat và Cerium(IV) có thể so sánh với nhau. Dung dịch Permanganat phân ly

chậm trong trong môi trường axít sunfuric, trái lại dung dịch của Cerium(IV) không phân

ly trong axít sunfuric. Do đó dung dịch permanganat trong một số trường hợp, chúng

được dùng làm dung dịch chuẩn. Cerium(IV) trong axít sunfuric không oxy hóa được ion

Clo và có thể dùng để chuẩn độ chất HCl của các chất phân tích. Ion permanganat

không thể dùng với dung dịch axít HCl trừ khi có các tác nhân làm chậm sư oxy hóa của

ion Clo, nếu không làm chậm sự oxy hóa của ion Clo thì sẽ dẫn đến hiện tượng tác

nhân chuẩn sẽ bị phản ứng hết.

Mặc dù dung dịch Cerium(IV) có nhiều ưu điểm hơn dung dịch Permanganat, nhưng

Permanganat lại được dùng phổ biến hơn. Một lý do mà tại sao dung dịch Permanganat

lại được dùng nhiểu hơn là vì màu của dung dịch Permanganat đủ bền để sử dụng như

một chất chỉ thị trong các quá trình chuẩn độ. Màu của dung dịch Cerium(IV) là vàng

cam, nhưng màu của của nó không bền để đóng vai trò như một chất chỉ thị trong quá

trình chuẩn độ. Một lý do khác nữa mà đo đó dung dịch Permanganat lại được sử dụng

phổ biến hơn Cerium(IV) là vấn đề giá cả. Giá của một lít dung dịch Permanganat

0.02M vào khoảng trên dưới mười nghìn đổng so với giá của dung dịch Cerium(IV) cùng

nồng độ là hơn năm mươi nghìn đồng. Một thuận lợi khác là dung dịch Cerium(IV)

thường có xu hướng hình thành kết tủa của các muối trong dung dịch có nồng độ nhỏ

hơn 0.1 M trong các môi trường axít mạnh.

Như đã đề cập ở trên, một lợi điểm của Kali permanganat là màu tím đậm của nó mà có

thể đóng vai trò chất chỉ thị trong các quá trình chuẩn độ. Chỉ 0.01 ml dung dịch Kali

Permanganat trong 100 ml nước là chúng ta có thể quan sát được màu của nó. Nếu

dung dịch permanganat quá loãng, thì diphenylamin sunphonic axít hoặc phức

Phenatrolin Fe(II)rên, một tính chất hữu ích của Kali permanganat là màu tím đổng so

với giá của dung dịch Cerium() có thể được thêm vào để làm sắc nét điểm cuối.

Điểm cuối của permanganat không bền bởi vỉ lượng dư ion permanganat sẽ phản ứng

chậm với Mangan(II) có nồng độ tương đối cao xuất hiện ở điểm cuối của quá trình

chuẩn độ.

140

2MnO4- + 3Mn2+ + 2H2O → 5MnO2 ↓ + 4H+

Hằng số cân bằng cho phản ứng này là 1047. Điều này xác định rằng nồng độ cân bằng

của ion Permanganat là rất nhỏ ngay cả trong moi trường có tính axít cao. Tốc độ phản

ứng tương đối chậm và điểm cuối nhạt dần trong khoảng thời gian 30 giây.

Dung dịch Cerium(IV) như đã đề cập ở trên, màu vàng cam, nhưng màu không đủ

mạnh để làm vai trò như một chỉ thị. Chỉ thị phổ biến nhất dùng cho Cerium(IV) là phức

Fe(II) của 1,10 phentrolin hoặc các dẫn xuất thế của nó.

Các dung dịch aquơ của permanganat thì không hoàn toàn bền bởi vì ion permanganat

có xu hướng oxy hóa nước hình thành Mangan dioxit.

4MnO4- + 2H2O → 4MnO2 ↓ + 3O2(khí) + 4OH-

Mặc dù hằng số cân bằng cho phản ứng này cho biết rằng sự hình thành Mangan dioxit

là hiển nhiên khi chuẩn độ một cách đúng phương pháp, dung dịch sẽ bền bởi vì phản

ứng phân ly xảy ra rất chậm. Phản ứng phân ly được xúc tác bằng ánh sáng, nhiệt độ,

axít, bazơ, Mangan(II) và Mangan dioxit. Mangan dioxit thậm chí có thể tìm thấy trong

dung dịch Kali Permanganat tinh khiết nhất. Loại bỏ Mangan dioxit bằng phương pháp

lọc, trước khi tiến hành chuẩn độ sẽ cải thiện được tính ổn định của dung dịch. Giấy lọc

không thể dùng để lọc Mangan dioxit vì ion permanganat sẽ phản ứng với giấy lọc tạo

ra thêm Mangan dioxit. Các dung dịch chứa lượng dư chất chuẩn Permanganat không

bao giờ được đun nóng bởi vì, như đã nói ở trên, chúng sẽ phân hủy bằng việc oxy hóa

nước.

Các chất chuẩ n cơ b ản

Natri Oxalat (Na2C2O7) được dùng tương đối phổ biến để chuẩn độ các dung dịch

permanganat và Cerium(IV). Trong dung dịch axít, ion oxalat bị chuyển sang axít không

phân ly.

2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ → 2Mn2+ + 10 CO2 (khí) + 8H2O

Cùng một sản phẩm oxy hóa sẽ được tạo ra khi oxalat phản ứng với permanganat và

Cerium(IV).

Phản ứng giữa ion permanganat và axít oxalic rất phức tạp và quá trình phản ứng xảy

141

ra chậm, trừ khi có sự hiện diện của Mangan (II). Khi mà nồng độ của Mangan(II) tăng

lên, quá trình phản ứng sẽ nhanh dần lên do kết quả của hiện tượng tự xúc tác.

Điều này đã được quan sát khi các dung dịch của natri oxalat được chuẩn độ ở 600C và

900C, lượng ion permanganat mất đi khoảng 0.1-0.4% nhỏ hơn so với lý thuyết. Sự

chênh lệnh này có thể do sự oxy hóa không khí của axít oxalic. Trong suốt quá trình

chuẩn độ như thế này, sau khi permanganat phản ứng hết, dung dịch được đun nóng

lên 600 và tiến hành chuẩn độ cho đến khi có màu hồng ở điểm cuối xuất hiện và có thể

quan sát được trong khoảng thời gian 30 giây. Hầu hết các mục đích, chuẩn độ trực

tiếp, axít oxalic nóng sẽ thu được kết quả cao hơn (khoảng 0.2-0.3%). Nếu như sự

chính xác cao hơn được đặt ra thì chuẩn độ trực tiếp bằng dung dịch nóng của một

phần chất chuẩn cơ bản có thể được theo sau bằng sự chuẩn độ của hai hay ba phần

nữa không được đun nóng cho đến khi chuẩn độ hết mẫu cần chuẩn độ.

Kali Dicromat

Ion cromat bị khử đến ion Crom(III) có màu xanh lục.

Cr2O72- + 14H+ + 6e- ↔ 2Cr3+ + 7H2O E0 = 1.33V

Chuần độ Dicromat thường được thực hiện trong các dung dịch có nồng độ khoảng 1M

với sự có mặt của axít hydrocloric hay axít sunfuric. Trong các dung dịch này, điện thế

hình thức cho bán phản ứng là từ 1.0 đến 1.1 V.

Các dung dịch Kali dicromat tương đối bền và có thể đun nóng mà không bị phân ly.

Các tác nhân chuẩn cơ bản có bán trên thị trường của các mặt hàng hóa chất tại Việt

Nam, một số thuốc thử chuyên biệt khác được nhập vể từ nước ngoài mà chủ yếu là

sản phẩm được sản xuất tại Trung Quốc và Đức, rất ít các sản phẩm được nhập vào

Việt Nam từ U.K và USA. So với Permanganat và Cerium(IV) thì Kali Dicromat có một

số nhược điểm là nó nằm ở thế điện cực thấp hơn và phản ứng xảy ra chậm khi tương

tác với một số thuốc thử.

Đối với hầu hết các mục đích phân tích thì thuốc thử ưu việt thường là Kali Dicromat đạt

yêu cầu và cho phép việc chuần bị trực tiếp các dung dịch mẫu. Chất rắn được làm khô

ở 150-2000 C trước khi đem đi cân. Màu vàng của dung dịch dicromat không đủ nhạy

cảm để phát hiện điểm cuối. Diphenylamin sulfonic axít là một chỉ thị tuyệt vời cho các

142

quá trình chuẩn độ với dicromat. Dạng oxy hóa của chỉ thị có màu tía, và dạng khử thì

về cơ bản là không màu. Do đó trong phép chuẩn độ trực tiếp màu quan sát được sẽ

chuyển từ màu xanh lục của ion Crom(III) sang màu tía.

Yếu tố cơ bản của việc sử dụng dicromat cho việc chuẩn độ thể tích của Fe(II).

Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

Phản ứng của dicromat với ion Fe(II) đã được sử dụng rộng rãi cho việc xác định gián

tiếp một số tác nhân oxy hóa đa dạng. Trong những ứng dụng này một lượng dư đo

được của dung dịch Fe(II) được thêm vào một dung dịch mang tính axít của chất phân

tích. Lượng dư Fe(II) sau đó được chuẩn độ ngược với chất chuần kali dicromat. Chuẩn

dung dịch Fe(II) bằng việc chuẩn độ với dicromat được thực hiện đồng thời với quá trình

phân tích bởi vì các dung dịch của Fe(II)hời chuẩn độ với dicromat được thực hiện

dicromat.phân tích. n oxy hóa đa dạng.romat.tác với một số thuốc thử có xu hướng bị

oxy hóa bởi không khí. Phương pháp này đã được ứng dụng cho việc xác định các ion

nitrat, clorat, permanganat, và dicromat, cũng như đối với các peroxit hữu cơ và nhiều

tác nhân oxy hóa khác.

Iot

Một số dung dịch của Iot là các tác nhân oxy hóa yếu mà chúng được dùng để xác định

các tác nhân khử mạnh.

I3- + 2e- ↔ 3I- E0 = 1.33V

Các dung dịch chuẩn Iot có ứng dụng tương đối hạn chế so với các chất oxy hóa khác,

chúng ta phải nên xét các đặc tính của nó vì thế điện cực của cặp I3-/I- thấp hơn. Thế

điện cực thấp là một điều rất thuận lợi bởi vì nó phổ biến một mức độ chọn lựa cho

phép có thể xác định các tác nhân khử mạnh với sự có mặt của một số tác nhân khử

yếu. Một thuận lợi quan trọng nữa của Iot đó là dễ chuẩn bị dung dịch chuẩn, tính nhạy

cảm và chỉ thị hoàn nguyên cho các quá trình chuẩn độ. Dung dịch Iot mặc dù là thiếu

tính ổn định và phài chuẩn lại thường xuyên.

Iot không phải là chất dễ hòa tan trong nước (~0.001M). Để có các dung dịch có nồng

độ thích hợp dùng được cho phân tích, iot sẽ được hòa tan trong một lượng KI có nồng

143

độ vừa phải. Iot dễ hòa tan hơn trong môi trường như thế này.

I2(rắn) + I- ↔ I3- K= 7.1x 10-2

Iot hòa tan chậm trong các dung dịch kali iođua, đặc biệt nếu nồng độ của iođua thấp.

Để có dung dịch đồng ly, iot luôn được hòa tan trong một lượng nhỏ dung dịch kali

iođua có nồng độ cao. Hòa tan iot trong dung dịch kali iođua phải tiến hành chậm và tỉ

mỉ, không được pha loãng hỗn hợp cho đến khi tinh thể iot cuối cùng tan hết, nếu không

thì phân tử lượng của của dung dịch loãng sẽ dần tăng lên theo thời gian. Để loại bỏ

yếu tố bất lợi này bằng cách lọc dung dịch trước khi tiến hành chuẩn. Sự oxy hóa không

khí của iot có thể gây ra sự thay đổi phân tử lượng của dung dịch iot.

4I- + O2(khí) + 4H+ ↔ 2I2 + 2H2O

Sự oxy hóa không khí tăng lên khi có mặt của axít, ánh sáng và nhiệt độ.

Dung dịch có thể được chuẩn độ ngược bằng natri thiosunfat hoặc bari thosunfat

monohydrat.

OCl- + 2I- + 2H+ ↔ Cl- + I2 + H2O (lượng dư KI không xác định)

I2 + 2S2O32- → 2I- + S4O6

2-

Kali Bromat

Chất chuẩn cơ sở kali bromat có thể được dùng để chuẩn bị trực tiếp các dung dịch

chuẩn có tính ổn định cao. Chuẩn độ trực tiếp với kali bromat là tương đối hiếm. Thay

vào đó kali bromat được dùng khá phổ biến như là một nguồn của brôm. Trong phươn

pháp này, lượng kali bromua không xác định được thêm vào dung dịch mang tính axít

của chất phân tích. Việc thêm một thể tích xác định của chất chuẩn kali bromat dẫn đến

việc sinh ra một hàm lượng brôm hợp thức.

BrO3- + 5Br- + 6H+ → 3Br2 + 6H2O

Việc phát sinh Brôm một cách gián tiếp đã khắc phục được tính không ổn định của dung

dịch chuẩn Brôm.

144

Chất chuẩn kali bromat được dùng chủ yếu để xác định các hợp chất hữu cơ phản ứng

được với brôm. Rất ít các phản ứng loại này xảy ra đủ nhanh để cho phép chuẩn độ

trực tiếp. Thay vào đó một lượng dư xác định của chất chuẩn bromat được thêm vào

dung dịch chứa mẫu cộng với một lượng dư KI. Sau khi axít hóa, hỗn hợp được cho

phản ứng cho đến khi có sự xuất hiện của brôm như là một dấu hiệu để kết thúc quá

trình chuẩn độ. Để xác định lượng brôm dư, lượng dư Ki không xác định được đưa vào

để chuyển lượng brôm dư sang iot:

2I- + Br2 → I2 + 2Br-

Lượng iot giải phóng được chuẩn với chất chuẩn natri thiosunfat. Đối với việc xác định

các hợp chất hữu cơ, brôm được đưa vào một phân tử hữu cơ bằng các phản thế hoặc

phản ứng cộng.

Thái Phú Khánh Hòa

hoahocvietnam.com

CHẾ BIẾN RƯỢU TỪ CÂY DỪA NƯỚC

Cây dừa nước (Nipa Palm-theo tiếng Philippine) một loài

cây phổ biến ở nước ta, việc chế biến rượu từ dừa nước

là một giải pháp mới giúp người nông dân có thể tận dụng

các loại đất rừng sát ngập mặn để mang lại hiệu quả kinh

tế cao hơn. Hàng năm Philippine sản xuất cồn 95 độ từ

các buồng quả dừa nước, với hàng chục triệu lít cồn

nguyên liệu rẻ tiền nhất để chế tạo cồn 95 độ.

Dừa nước được trồng với mật độ 2000 cây/ha, sau ba đến bốn năm, khi cây đạt 8 lá, bắt

đầu ra hoa, mỗi ha trung bình có khoảng 700 cây ra hoa. Mỗi cây chỉ ra một buồng quả

tận cùng rồi chết. Những cái rễ (căn hành) của chúng sẽ mọc lên những cây con như

145

các bụi chuối. Khi buồng hoa đã ra các quả non, ta cắt cuống buồng sát đến giới hạn

hình thành quả, thường cách mặt đất khoảng 60-80 cm. Ta đút cuống buồng đã cắt vào

đốt ống tre và hứng dịch ngọt tuba chảy ra. Dịch ngọt này chứa 17% đường và có kèm

theo các Enzyme lên men rượu từ cuống buồng tiết ra.

Mỗi ngày, mỗi ống hứng gần 0,5 lít dịch tuba. Hàng ngày

người ta lần lượt đi từng gốc dừa nuớc đã cắt buồng để

thu dịch tuba đã hứng, đồng thời cắt một nhát mỏng độ

hai đến ba mm để khơi lại vết thương cũ, làm cho dịch

mới lại tiếp tục chảy ra - và cứ thế lần lượt. Có thể thu

hoạch như vậy liên tục trong 90 ngày. Sau đó chặt toàn

bộ cây dừa nước, thu lá dừa để lợp nhà và làm củi đun.

Mỗi cây bình quân trong một vụ ba tháng sẽ thu được

khoảng 43 lít. Mỗi ha 700 cây ra hoa sẽ thu được khoảng

30000 lít dịch tuba. Mỗi lần thu dịch ngọt từ rừng dừa

nước về đến nhà trong vòng 10 giờ nó đã tự lên men hoàn

chỉnh thành rượu tuba khoảng 5,6 độ, có thể dùng uống

ngay như nước cơm rượu. Dùng khoảng 20 lít dịch tuba tự

lên men để cất ngay khi vừa mới về đến nhà sẽ được 1 lít

cồn 95 độ, chưng phân đọan.

Như vậy bình quân trên một ha dừa nước hàng năm sẽ

thu hoạch và chế biến được 1.500 lít cồn 95 độ một cách nhẹ nhàng và dễ dàng với giá

thành rẻ hơn bất cứ phương pháp chế tạo cồn etylic nào khác, xứng đáng được sự quan

tâm đầy đủ đến cây dừa nước. Các loại đất rừng ngập mặn đều có thể trồng dừa nước

được. Ngoài ra nếu gần các lò đường, ta có thể dùng các rỉ đường (molasse) trộn chung

với tuba, lợi dụng men của tuba để lên men rỉ đường thành rượu rất nhanh chóng.

146

Huỳnh Tấn Lộc

hoahocvietnam.com

Bộ gien nho tiết lộ những bí mật về hương vị của ruợu vang

Bộ gien của nho, Vitis vinifera, đã được giải mã bởi các nhà khoa học Pháp và Ý.

Nghiên cứu tiết lộ các nguồn gốc gien của một vài hương thơm và hợp chất làm lợi cho

sức khỏe trong ruợu vang, và có lẽ sẽ giúp các nhà khoa học nhân giống các loại chống

lại bệnh tật hoặc có nhiều hợp chất vị thơm nhất định.

Nhóm đã chọn một biến thể nho được lấy từ các vùng canh tác Pinot Noir, và giải mã bộ

gien bằng cách dùng trình tự "shotgun" tiêu chuẩn, một kĩ thuật phá vỡ có hiệu quả các

dải DNA thành các đoạn được đọc một cách riêng lẻ, trước khi thông tin được ráp lại

giống như một mảnh ghép hình lớn.

Nho mà họ dùng được trồng một cách riêng biệt để có tính đồng chủng cao, để các bản

sao chép của mỗi cặp nhiễm sắc thể mang một kiểu tương tự của hầu hết các gien của

cây trồng. Nhiều biến thể nho có số lượng đặc biệt cao (trên 13%) các khác biệt về gien

giữa một cặp nhiễm sắc thể, sẽ làm cho phương pháp thiết lập trình tự shotgun cực kì

khó khăn.

Đây chỉ là chuỗi gien đứng thứ tư của cây ra hoa (sau cải xoong Arabidopis, lúa, và

bạnh dương), nhưng thông tin đã giúp các nhà khoa học phát thảo một "cây gia hệ" cho

biết sự tiến hóa của các loài cây này.

Những gien vị giác

147

Các phân tích đầu tiên về bộ gien nho đã nhận thấy các enzim tổng

hợp stilbene (STSs) chịu trách nhiệm tổng hợp resveratrol, một dẫn xuất phenol đã

được biết là có ích cho sức khỏe khi uống rượu vang một cách điều độ, được mô tả bởi

một lượng rất lớn các gien. Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy 43 gien STS, với ít nhất 20

cái được biết là đang hoạt động.

Anne-Francoise Adam-Blondon đến từ Viện nghiên cứu nông học quốc gia ở Versailles-

Grignon, Pháp, là thành viên của nhóm nghiên cứu, nghĩ rằng nghiên cứu có thể mở

đầu cho "sự phát triển của việc trồng nho chất lượng cao chống lại sâu bệnh, góp phần

giảm bớt việc lạm dụng hóa chất diệt nấm và côn trùng gây hại".

Các nhà khoa học cũng có thể dùng thông tin bộ gien để cải tiến cây trồng cung cấp

hàm lượng cao những hợp chất tốt cho sức khỏe trong việc sản xuất nước trái cây.

Các enzim kết hợp với hương thơm cũng được mô tả trong bộ gien, so sánh với các

cây trồng khác. Sự tổng hợp terpene (TPSs) liên quan đến tác động qua lại của cây

trồng với môi trường, nhưng trong cây nho nó cũng tạo ra hương thơm.

Ba cây trồng khác đã được sắp xếp theo trình tự có từ 30 đến 40 gien để thực hiện việc

tổng hợp này, nho có đến 89 gien TPS và 27 pseudogenes. Điều này cho thấy sự đa

dạng về mùi vị của rượu bắt nguồn từ bộ gien của nho.

Thành Phương dịch

(Theo RSC)

hoahocvietnam.com

148

NHẬN BIẾT CÀFE GIẢ MẠO

Các nhà nghiên cứu Mỹ đã phát triển một kỹ thuật khoa học giúp phát hiện được cà phê

có trộn lẫn ngũ cốc để làm tăng khối lượng. Cùng với Bộ

Nông nghiệp Mỹ, họ phát triển phương pháp kiểm tra

nhanh để ngăn chặn việc làm giả mạo này.

Gulab Jham và các đồng nghiệp ở Cục nghiên cứu nông

nghiệp Mỹ tại Peoria, Ill, thấy rằng các loại cà phê hay bị

giả mạo như cà phê Brazil sẽ có những vấn đề nghiêm

trọng làm ảnh hưởng đến chất lượng khi bị làm giả. Trộn

lẫn với ngũ cốc, cà phê và đường thường được vô gói như sản phẩm thật. Theo mô tả

của các nhà nghiên cứu, phương pháp kỹ thuật này được phát triển dựa trên việc phân

tích hàm lượng của một loại vitamin E có trong cà phê Brazil. Khi bị rang (trong quá trình

rang cà phê), ngũ cốc sẽ có hàm lượng vitamin E tăng cao, do đó nó sẽ là dấu vết cho

việc phát hiện sự giả mạo. Đây là công trình được đăng trên Tạp chí Hóa học nông

nghiệp và thực phẩm Mỹ.

 Hữu Tín

(Theo Science Daily)

hoahocvietnam.com

SẦU RIÊNG KHÔNG MÙI

Người hâm mộ chỉ trích loại dịu hơn của trái cây đậm mùi nhất châu Á. Những quả sầu

riêng gần như không mùi được lai tạo bởi 90 loại trái cây khác nhau và đang được phát

triển ở trung tâm nghiên cứu Tung Phaen. Bạn có thể lấy đường ra khỏi nước ngọt và

149

chất béo ra khỏi đồ ăn vặt. Nhưng loại bỏ mùi hăng ra khỏi loại trái có lẽ đậm mùi nhất

thổi bùng lên những tranh luận quốc tế chính yếu.

Sầu riêng, loại trái cây có gai nhọn nguồn gốc từ Đông Nam Á

và đối với những người ghét sầu riêng thì họ miêu tả nó có mùi

hôi như rác, mùi mốc meo của phô mai hay cá đang thối rữa.

Nó bị cấm mang vào trong nhiều khách sạn, hàng không và

tàu ngầm của Singapore. Nhưng người yêu thích sầu riêng –

có thể còn nhiều người hâm mộ hơn nữa, ít nhất là những

người ở châu Á – đã thuyết phục rằng cũng như phô mai

nguyên chất của Pháp, mùi càng tệ, miếng càng ngon. Bên

dưới vỏ ngoài cứng của sầu riêng là những múi thịt vàng nhạt mềm và bủn nước như

kem sữa bột ngô, có vị như hạt phỉ, ngọt, thoang thoảng mùi hương vani và khi cắn

thường thấy vị hơi đăng đắng.

Bob Halliday, một tác giả viết sách về thực phẩm ở Bangkok nói: “Đối với những ai

không thích sầu riêng thì nó có mùi mèo chết, nhưng nếu bạn là người thích thưởng

thức sầu riêng thì mùi của nó không hề khó chịu tí nào, mà rất cuốn hút khiến bạn thèm

ăn cực kỳ”. Dầu vậy, một nhà khoa học làm việc cho chính phủ ở Thái Lan, sau 3 thế kỉ

nghiên cứu và là chuyên gia hàng đầu thế giới về sầu riêng nói rằng ông hiện đang

nghiên cứu tìm cách tách bỏ mùi hôi của nó.

Làm việc tại một vườn cây ăn quả ở đây, gần biên giới Campuchia, nhà khoa học

Songpol Somsri đã lai hơn 90 loại sầu riêng, nhiều loại chỉ tìm thấy trong thiên nhiên

hoang dã, trong đó có một loại mà ông cho biết mùi dịu như mùi chuối. Ông đặt tên cho

nó là Chantaburi Số 1 dựa trên địa danh tỉnh quê nhà của ông và nơi tọa lạc của trung

tâm nghiên cứu. Ông cho biết điều này sẽ làm người tiêu dùng Thái hài lòng và giúp mở

rộng sự chấp nhận sầu riêng, mở ra một cánh cửa cho người tiêu dùng châu Mỹ và

châu Âu; và như nhiều người Thái,  họ có thể từ chối loại quả có mùi hôi như chiếc vớ

thể thao chưa giặt sạch từ mùa tập trước. Tiến sĩ Songpol nói: “Hầu hết người Thái

không thích những mùi quá nặng, ngoại trừ một số người cao tuổi”.

150

Những người yêu thích sầu riêng đã có lần hoài nghi và khó chịu với viễn cảnh sầu

riêng không mùi. Họ phàn nàn rằng trái cây đang thuần nhất như cà chua nhạt nhẽo

được sản xuất để nhìn đẹp hơn dưới lớp vỏ bao bọc bằng nhựa.

Somchai Tadchang, ông chủ một vườn cây sầu riêng ở Kret, một hòn đảo trên sông

Chao Phraya phía bắc Bangkok, nơi sầu riêng đặc biệt Gan Yao (thân dài) bán với giá

hơn $40 mỗi trái, tương đương với tiền công sau nhiều ngày làm việc của một người lao

động ở đây, ông nói: “Tôi nghĩ không thể tạo ra sầu riêng không mùi. Dẫu sao, sầu riêng

thật thì có mùi thơm. Chỉ có sầu riêng hư mới bốc mùi”.

Sầu riêng hầu như không mùi đã không được tiết lộ chính thức và sẽ nhận được sự

chấp thuận từ Bộ Nông nghiệp Thái Lan trong nhiều tuần tới.

Thậm chí khái niệm sầu riêng không mùi còn khó hiểu đối với những ai sống ở

Malaysia, Singapore hay Indonesia, nơi mà sầu riêng được đánh giá cao về mùi thơm

và được trả giá tương xứng.

Chang Peik Seng, chủ nông trại sầu riêng ở Penang, một hòn đảo của Malaysia nói:

“Mùi phải là mùi thật toát ra từ quả sầu riêng”. Phải mất nhiều phút để giải thích khái

niệm cho ông Chang, và ông đưa ra kết luận cuối cùng rằng sầu riêng không mùi sẽ

không được bày bán ở nước ông. Ông nói: “Nếu sầu riêng không nặng mùi thì khách

hàng chỉ trả có 1/3 giá mà thôi”.

Tiến sĩ Songpol đã phát triển một loại sầu riêng khác có thể làm hài lòng người dân

Malaysia và Indonesia. Mùi hăng của giống sầu riêng đó, Chantaburi số 3, sẽ phát triển

3 ngày sau khi thu hoạch cho phép không bốc mùi trong quá trình vận chuyển.

Không có một loại trái cây nào khác có thể gợi nên cảm xúc mạnh mẽ và khiến người ta

có thể thay đổi thình lình như sầu riêng. Nhưng tai họa có thể ập đến đối với những

người quá đam mê sầu riêng. Hiếm khi có mùa sầu riêng nào qua đi mà không có báo

cáo của báo chí ở Đông Nam Á về việc tử vong do sầu riêng. Theo Wilailak Srisura, một

nhà dinh dưỡng ở Bộ Y Tế Thái Lan thì loại trái cây này rất giàu carbonhydrate, protein,

chất béo và hợp chất chứa lưu huỳnh (vì vậy mới có mùi hăng), được cho là loại thực

151

phẩm ”nóng” và vì vậy có thể gây tử vong cho những người đang mắc bệnh cao huyết

áp.

Theo truyền thống cũng lưu truyền rằng phải tránh hòa trộn rượu với sầu riêng vì bất kỳ

lý do gì. Ông Somchai, chủ vườn trái cây nói: “Sầu riêng tính “nóng” và rượu cũng làm

bạn “nóng”, đó là sức nóng gấp đôi”. Tiến sĩ Songpol nói ông không tìm thấy một giải

thích khoa học nào về vấn đề tại sao sầu riêng và rượu không tương thích với nhau

nhưng sẽ không dám dùng thử 2 thứ cùng một lúc.

Lớn lên giữa một vườn ăn trái, Tiến sĩ Songpol bắt đầu nghiên cứu về trái cây năm

1977 khi vừa tốt nghiệp đại học ngành nông nghiệp. Với niềm lo lắng rằng nhiều giống

cây sẽ biến mất vì trồng trọt được thương nghiệp hóa, ông đã sưu tầm hàng tá loại cây

từ nhiều nơi trên thế giới và trồng chúng ở Trung tâm nghiên cứu nông nghiệp

Chantaburi này. Trung tâm là  thiên đường của những người yêu thích sầu riêng, nơi

đây gồm nhiều luống hoa và suối nước bao quanh vô số hàng cây sầu riêng đang

nghiêng mình dưới bóng mát của những ngọn núi thấp lè tè được bao phủ bởi rừng

nhiệt đới.

Tiến sĩ Songpol đã tiến hành nhiều thí nghiệm kết hợp lai các giống sầu riêng trước khi

khám phá ra Chantaburi Số 1. Vụ mùa năm nay chưa chín tới nhưng những người đã

nếm và ngửi sầu riêng năm ngoái nói rằng trái cây năm nay có mùi rất nhẹ. Saowanee

Srisuma, người chăm sóc vườn cây ăn quả nói đó là mùi sầu riêng dịu nhẹ nhất mà ông

từng ngửi thấy trong 10 năm làm việc ở đây. Suchart Vichitrananda, giám đốc Trung

tâm nghiên cứu trồng trọt nông nghiệp, nói sầu riêng Chantaburi Số 1 không có mùi,

nhưng khi miêu tả hương vị của giống trái cây này, ông ngập ngừng: “Không thể nói

giống sầu riêng này tốt hơn loại nguyên bản nhưng hy vọng sẽ có nhiều triển vọng hơn”.

Những người yêu thích sầu riêng lo ngại rằng những quả sầu riêng hầu như không có

mùi chỉ là một cách khác làm bào mòn nền văn hóa sầu riêng. Sầu riêng là một loại trái

cây cộng đồng, được bán theo truyền thống và được nhiều nhóm bạn thưởng thức trên

vỉa hè. Trái này có cùng phương pháp phân tích giống với rượu, được ngửi mùi và bàn

luận trong bữa tiệc tối của người Paris .

152

Gần đây sầu riêng bán chạy ở nhiều siêu thị và có thể dùng ngay sau khi mua: chỉ việc

tách vỏ ngoài lấy các múi quả gói giấy bóng kính lại vì giấy này có thể làm giảm bớt mùi

sầu riêng ra xung quanh.

Ở Thái Lan, nơi đã thương nghiệp hóa dữ dội ngành trái cây, thì những người nông dân

ở Montong có nhiều chuyên môn về loại quả ngọt hơn, hầu như vị ngọt là nhờ các loại

đường saccharine trong quả. Nông dân Thái Lan sử dụng hóa chất để kích thích cây

sầu riêng ra quả trái mùa, vì vậy vùng Montong luôn sẵn có sầu riêng quanh năm và

đem bán trên toàn thế giới. Năm ngoái, Thái Lan đã bán được khoảng 50 triệu quả sầu

riêng ra nước ngoài trị giá khoảng 90 triệu đôla.

Sầu riêng đã có ở Mỹ từ hàng thế kỉ trước, hầu hết ở tiệm bán rau quả châu Á. Theo Bộ

Nông nghiệp, năm ngoái, Mỹ nhập khẩu gần một ngàn tấn sầu riêng, toàn bộ là từ Thái

Lan với tổng trị giá hơn 1,7 triệu đôla.

Nat Kuramarohit, tổng giám đốc Công ty Thương mại DP, một công ty nhập khẩu có trụ

sở ở Los Angeles nói rằng khoảng 80% là hàng đông lạnh. Công ty của ông cung cấp

những quả sầu riêng loại tươi mà theo ông là thịt quả rắn chắc và ngọt hơn so với loại

đông lạnh nhưng đắt hơn nhiều vì chúng phải được chuyên chở bằng máy bay – giá

bán sỉ từ $3.50 đến $4 một pound, và bán lẻ khoảng $35 cho một trái cỡ 7 pound. Một

trái sầu riêng đông lạnh có giá khoảng $10.

Tiến sĩ Songpol, 52 tuổi, nói công việc của ông còn lâu mới hoàn thành. Ông đang vẽ

biểu đồ DNA của sầu riêng và hy vọng một ngày nào đó có thể xác định được gen mùi

hăng của nó. Và trong lúc chờ đợi, ông đang cố gắng sản xuất ra một loại sầu riêng lấy

tên ”duri” – theo tiếng Malaysia có nghĩa là gai không nhọn.

Phương Ngọc Minakate

(Theo The New York Times)

hoahocvietnam.com

153

VỤ KIỆN CHẤT NGỌT NHÂN TẠO

Những nhà sản xuất chất ngọt nhân tạo bị kiện. Chất ngọt sắp sửa làm đề tài

tranh cãi gay gắt ở phòng xét xử. Skip to next paragraph Một bên là chất ngọt

nhân tạo trong túi màu xanh dương, hiệu Equal; và một bên là đối thủ cạnh

tranh đang bán chạy nhất với túi màu vàng, hiệu Splenda.

Nhà sản xuất của hãng Equal cho rằng  Splenda đã lừa dối hàng triệu người tiêu dùng

qua truyền hình và tài liệu quảng cáo  bằng cách đưa ra khái niệm là sản phẩm Splenda

được làm

bằng đường tự nhiên. Nhà sản xuất của hãng Splenda tranh cãi rằng quá trình sản xuất

chất ngọt quả thật là bắt đầu từ đường.

Thứ hai tuần sau, một vụ kiện của nhà sản xuất Equal,

hãng Merisant, chống lại nhà sản xuất của Splenda, công ty

McNeil Nutritionals, đã được lên kế hoạch xét xử trước bồi

thẩm đoàn ở phiên tòa Liên bang quận Philadelphia.

Nhà lãnh đạo thị trường chất ngọt với nhiều cạnh tranh gay

gắt tổng trị giá 1,5 tỉ đôla hiện đang bị đe dọa. Equal đã một

lần thống trị thị trường này, tìm hướng phát triển cho

hơn 6,000 sản phẩm tiêu thụ như Diet Coke và Diet Pepsi, hai hãng mua chất ngọt nhân

tạo nhiều nhất thế giới. Nhưng kể từ khi hãng Splenda xuất hiện vào cuối năm 1999,

154

Equal đã bị hất ra một bên và Splenda hiện nay đang giữ vị trí số 1 chiếm 62% thị

trường ở Mỹ.

Thật không bình thường khi một cuộc tranh chấp về quảng cáo dẫn đến xét xử trước

ban hội thẩm. Vụ việc xoáy vào dòng giới thiệu của hãng Splenda: “Làm từ đường nên

mùi vị như đường” – một bằng chứng mà  Equal chế nhạo giống như ”chuyện hoang

đường ở thành thị” trên trang web của hãng.

Trong khi cả hai phía đều chờ đợi một hội gồm những nhà sinh học thần kinh và nhà

hóa học là những chuyên gia làm sáng tỏ vụ việc thì cuộc tranh cãi xoay quanh vai trò

của ngôn ngữ trong việc tạo dựng và định nghĩa sản phẩm.

Tháng trước, thẩm phán xem xét vụ việc, Gene E. K. Pratter, đã cho ý kiến như sau:

“Cụm từ ‘làm từ đường’ có vẻ như đủ đơn giản rồi nhưng nó đã sản sinh ra một trận

chiến kéo dài giữa hai phía về việc dùng cách diễn đạt và cú pháp thích hợp”.

“Ví dụ, hãng McNeil cho rằng cụm từ ‘làm từ đường’ rõ ràng loại trừ việc giải thích rằng

sản phẩm Splenda là đường hay Splenda được làm với đường”. Cô nói tiếp: “Làm với

đường có nghĩa đường là một thành phần có tên trong danh sách trên bao bì. Bày vẽ

thường là công cụ khoa trương hiệu quả, McNeil đặt câu hỏi là làm thế nào người tiêu

dùng có thể hiểu rằng một sản phẩm ‘làm từ đường’ và ‘vị như đường’ thật sự là

đường?”

Kevin L. Keller, một giáo sư chuyên ngành tiếp thị ở Trường kinh doanh Tuck ở

Dartmouth, nói rằng ngôn ngữ trong sản phẩm là “một nhận định hợp pháp, nhận định

về mặt tiếp thị và về mặt y tế”. Ông nói thách thức đặt ra là bạn tìm kiếm và thấy được

sự thật trong mỗi nhận định khác nhau này như thế nào”.

Merisant đang tìm một sự chi trả tối thiểu 176 triệu đôla trong lợi nhuận của Splenda

cũng như sự phê chuẩn của tòa án để buộc nhà sản xuất hãng Splenda phải điều chỉnh

lại cách tiếp thị và quảng cáo. Phiên xét xử của bồi thẩm đoàn ước đoán kéo dài 2 tuần.

Thành phần chính của Splenda là chất làm ngọt phi dinh dưỡng không phát triển trên

155

những cánh đồng mía hay xuất hiện trong thiên nhiên ở bất kì nơi đâu. Hơn nữa,

nguyên liệu chính là đường sucralose được sản xuất trong phòng thí nghiệm như một

hợp chất tổng hợp. Mặc dù tên nghe quen tai nhưng sucralose hoàn toàn không giống

như sucrose, tên chuyên môn của đường khối nguyên chất.

Nhà sản xuất hãng Splenda, McNeil, một đơn vị của hãng dược phẩm và tiêu thụ sản

phẩm khồng lồ Johnson & Johnson, đã sáng chế nhiều cách để sản xuất sucralose. Một

số thì dựa trên sucrose. Thậm chí có một loại còn dựa trên raffinose, một chất liên quan

đến đường được tìm thấy trong đậu, củ hành tây và bông cải. Nhưng một số loại khác

dựa trên những chất không phải đường – một điều mà nhà sản xuất của hãng Equal đã

nắm vững thông tin qua việc tìm kiếm trong các tài liệu sáng chế.

McNeil nói quá trình sản xuất Splenda bắt đầu từ đường đơn nguyên chất. Để làm

sucralose, McNeil cho thêm 3 nguyên tử chlorine được tìm thấy tự nhiên trong thực

phẩm như muối và rau diếp vào 1 phân tử sucrose. Sucrose biến mất trong quá trình

sản xuất nhưng kết quả là — sucralose — ngọt gấp 600 lần so với đường khối thông

thường. Sau đó Splenda trộn hai nhân tố lớn hơn là dextrose và maltodextrin vào

sucralose. Chất hóa học này thật phức tạp và có thể cản trở bồi thẩm đoàn lắng nghe

về quy trình sản xuất là bắt đầu bằng đường nhưng kết thúc cho thành phẩm thì lại mất

nó.

Mặc dù điểm xuất phát là dùng đường để sản xuất sucralose, nhưng dòng chữ “đường”

hay “sucrose” đã không thấy xuất hiện trên danh sách thành phần của Splenda. Điều

này là vì theo quy định của Bộ thực phẩm và dược phẩm F.D.A. không thể lên danh

sách liệt kê một chất đã bay hơi trong quá trình sản xuất.

Vào tháng 1 năm 2005, trong bài trả lời về cáo buộc của Merisant vào tháng 11 trước

đó, hãng McNeil nói rằng “thành phần chất làm ngọt của Splenda được sản xuất bởi một

quá trình nhiều giai đoạn mà khởi đầu là bằng đường mía”. Nhưng sau đó hãng nói

thêm: “Splenda là một chất ngọt nhân tạo không có đường” – vì vậy có thể đoán rằng

đường đã biến mất trong quá trình sản xuất.

Trong giấy tờ đệ trình lên tòa án và đã được niêm phong – nhưng rồi tháng trước thẩm

156

phán đã đem trích dẫn khi bà đưa ra ý kiến của mình – McNeil thừa nhận “đường không

chuyển hóa/sucrose không phải là thành phần đường Splenda”. Rebecca Tushnet, một

giáo sư về luật quảng cáo ở Đại học Georgetown, một người đã theo suốt vụ việc nói:

“Vấn đề trọng tâm ở đây là bạn có thể nói gì về sản phẩm được sản xuất trong phòng

thí nghiệm và mối liên hệ của nó với thiên nhiên? Bạn giả thuyết là nó tự nhiên bao

nhiêu và liệu vì những thành phần được tìm thấy trong tự nhiên hay là cơ thể bạn

chuyển hóa nó một cách tự nhiên?”

Skip to next paragraphMerisant tranh cãi rằng nó là chất hóa học, vị ngọt của Splenda

không phải do đường. Luật sư chính bên phía của Merisant, Gregory LoCascio của

công ty luật Kirkland & Ellis nói: “Vào cuối ngày, họ nói Splenda là ‘làm từ đường’. Mọi

người nghĩ nó là đường không tạo năng lượng, đường đã gạn lọc hay đường kì diệu

nhưng nó không phải thế. Nó là chất làm ngọt nhân tạo”.

Những luật sư chính bào chữa cho McNeil nhắc đến những yêu cầu của người phát

ngôn McNeil, Julie Keenan, người cung cấp lời tuyên bố Splenda “được làm từ đường

mía nguyên chất bằng một quá trình sáng tạo làm 3 nguyên tử chuyển hóa thành phân

tử đường (sucrose)”. Bà nói: “Kết quả chất ngọt gọi là sucralose vẫn duy trì vị ngọt của

đường”.

Equal, cũng được biết đến như đường aspartame, cũng có một lượng đường rất bé

trong đó. Nó gồm 2 acid amin và 1 nhóm metyl ester. Nhưng Equal đã quảng cáo sản

phẩm như là một chất ngọt nhân tạo và giảm nhẹ sự nhắc đến đường trong chiến dịch

tiếp thị, chỉ nói là nó “ngọt, vị ngon như đường”.

157

Hơn nữa, Equal có thể nắm thế mạnh nếu liên minh trong trận chiến kiện hãng Splenda

với: Hiệp hội sản xuất đường mía, một tập đoàn hành lang và thương mại với 10 tỉ đôla

trong ngành công nghiệp đường mía thiên nhiên của Mỹ. Hội liên hiệp đã đơn phương

kiện những nhà sản xuất hãng Splenda về việc tuyên bố sản phẩm có liên quan đến

đường.

Những cuộc chiến pháp lý về tính xác thực của sản phẩm tiêu thụ không phải mới mẻ

gì. Năm 1996, nhà sản xuất Ragu, Conopco, đã thất bại khi kiện nhà sản xuất của

Prego, công ty Soup Campell, do Prego nói rằng nước chấm Prego là “cô đặc nhất”.

Trong một vụ kiện khác, hãng Hot Wax cũng đã thất bại khi kiện Turtle Wax vào năm

1999, tranh luận hãng đã khiến người tiêu dùng cảm tưởng là sáp đánh bóng xe hơi thật

sự chứa sáp (thật ra là không có sáp).

Sản phẩm Equal được bán lần đầu tiên vào năm 1982 bởi G. D. Searle, sau đó được

hãng Monsanto mua lại. Merisant, một công ty tư nhân ở Chicago được miêu tả như

chàng David nhỏ bé bên cạnh người khổng lồ McNeil, đã mua lại Equal là một phần

kinh doanh của Monsanto vào tháng 3 năm 2000. Một nhãn hiệu khác của đường

aspartame, NutraSweet, được bán bởi công ty Nutra-Sweet, cũng ở Chicago.

Sau khi nhận được sự chấp thuận từ F.D.A., hãng McNeil ra mắt sản phẩm Splenda

vào cuối năm 1999. Vì một chiến dịch tiếp thị rầm rộ của Alchemy, một công ty quảng

cáo ở New York, Splenda lập tức bắt đầu lấn lướt việc kinh doanh của Equal. Theo

công ty Information Resources Inc., một công ty về dữ liệu thì vào năm 2001, Splenda

đã có doanh số bán hàng thường niên được 34 triệu đôla, so với Equal là 84 triệu đôla.

Vào cuối năm 2004, McNeil phải hạn chế giảm bớt lượng hàng hóa trên những chuyến

hàng Splenda giữa lúc đơn đặt hàng cao vút. McNeil đã chi phí hơn 235 triệu đôla kể từ

khi xúc tiến sản phẩm Splenda.

158

Trong vòng chưa đầy một thế kỉ, Splenda đã thống trị thị trường chất ngọt nhân tạo ở

Mỹ. Năm ngoái doanh thu của hãng là 212 triệu đôla, làm giảm doanh số bán của Equal

là 49 triệu đôla. Hiện nay, Splenda không chỉ bán trong các bao gói nhỏ và thùng lớn mà

còn có mặt trong các sản phẩm Cocoa Puffs, Diet Coke, Pedialyte và gần 4.500 sản

phẩm tiêu thụ khác.

Trong hồ sơ phiên tòa, Merisant trích dẫn lời quảng cáo của Alchemy, một công ty

quảng cáo của hãng Splenda là “quyết định đặt Splenda như là đường phi nhân tạo”.

Trong loạt bài giới thiệu này, công ty quảng cáo nói rằng Splenda phải được xem như

“đường không cung cấp năng lượng”, rời xa ý nghĩa của “chất làm ngọt nhân tạo”.

Một thời gian sau vào năm 2002, McNeil thêm vào dòng “nhưng không phải là đường”.

Lập tức, doanh số bán xuống dốc nhanh chóng. McNeil đã bỏ đi dòng chữ đó và trở lại

với câu “được làm như đường, vị như đường” và “nghĩ đến đường thì nói Splenda”.

Doanh số bán tăng trở lại.

Một lí do rõ ràng cho thấy người tiêu dùng bị thu phục bởi McNeil, theo một tuyên bố

được niêm phong và ghi chép bởi một luật sư của Merisant, người đã xem qua tài liệu

này, dòng giới thiệu “làm từ đường” khiến một số người mập mờ không rõ sản phẩm

Splenda có thật sự là tự nhiên. Lời chỉ trích được thẩm phán trích dẫn khi phát biểu ý

kiến của bà trong tháng 3.

Giáo sư Keller ở Dartmouth nói rằng “Tất cả đã tác động đến nhận định của người tiêu

dùng, họ đã hiểu lời quảng cáo như thế nào và hiểu có chính xác hay không”.

159

Phương Ngọc Minakate

(Theo The New York Times)

hoahocvietnam.com

Dầu béo trong quả hạch

160