Odjeća koja osjeća toplinu – zahvaljujući čaju

Kada je 1907. godine njemački kemičar Emil Fischer uspio sintetizirati proteide, dakle međusobno povezati aminokiseline na isti način na koji su povezane u proteinima, po cijelom se svijetu pronijela vijest o tome. Neke su američke novine pisale da će se u budućnosti čak i najukusnija jela proizvoditi izravno iz ugljena. „Tada sam se dobrano prestrašio pred strašnom moći i raspojasanosti tiska“, reći će o tome njemački kemičar.

Danas takva medijska pretjerivanja više nikoga ne uzbuđuju, a ponajmanje onoga na koga se odnose. Znanstvenici znaju da mediji žele privući pozornost javnosti, pa ne bježe od senzacionalizma. Zarada ovisi o nakladi, o čitanosti, o broju klikova bez obzira što se čita, kako se čita i zašto se čita. Da i nije tako, vijest o hrani iz ugljena danas bi dovela više do negodovanja negoli do oduševljenja. Želeći nam približiti moći kemije, naš je profesor kemije u osnovnoj školi govorio: „Sve bu to nama kemija: z jedne strane vuglen i kamenje, a z druge kruh i klobase“. I kad bi to bilo moguće, dobivati hranu umjetnim, sintetskim putem (iz „vuglena i kamenja“) ne vjerujem da bi je itko želio tako proizvoditi, pa makar se po ukusu ne razlikovala od one što nam dolazi iz vrtova i polja. Vremena su se promijenila.

Promijenila su se u tom smislu što se danas vraćamo tvarima iz prirode kao što smo nekoć bježali od njih. Razloga za to ima mnogo. Prvi je razlog što kako pri proizvodnji tako i pri potrošnji nastaje otpad koji treba zbrinuti. Tvari iz prirode su u prednosti jer su biorazgradive, a usto – općenito govoreći – i manje opasne (toksične) za čovjeka i njegov prirodni okoliš. Druga je prednost u tome što su tvari iz prirode obnovljive, a usto imaju manji ugljični otisak. Sve to vodi do novih nastojanja u kemijskoj tehnologiji, upravo suprotnih od onih koje su vladale u Fischerovo vrijeme, koje se zovu, skupnim nazivom „zelene tehologije“. I evo jedne nove takve!

Riječ je o znanstvenom radu dvanaestorice kineskih znanstvenika objavljenom u časopisu Molecules. Naslov mu djeluje poput reklamnog oglasa: „Utilization of tea polyphenols as color developers in renevable thermochromatic dyes for thermosensitive color change and enhanced functionality of polyester fabrics.“ Što se krije iza tog podugog naslova? Krije se činjenica da su napravili bojila za tkanine („fabrics“) koja mijenja boju ovisno o temperaturi („dyes for thermosensitive color change“), a pri tome im pomažu polifenoli iz čaja („tea polyphenols“).

Riječ je o tome da postoje tvari koje mijenjaju boju ovisno o temperaturi (termokromizam). Te se tvari sastoje od dva kemijska spoja koja sudjeluju u nastajanju boje, te otapala (u ovom slučaju tetradekanola) u kojem se reakcija odvija. Pri niskoj temperaturi molekula bojila spojena je s molekulom razvijača (color developer). Povišenjem temperature dolazi međutim do odvajanja molekule razvijača od molekule bojila, pri čemu se – zbog gubitka kromofora – gubi njezina sposobnost apsorpcije vidljivog elektromagnetskog zračenja, što doživljavamo kao gašenje boje.

Još malo kemije. U našem se slučaju molekula bojila (CVL, DDF ili DOF) veže solnim mostom (-O^– —— ⁺O=) za molekulu razvijača (polifenola, TC). Zagrijavanjem veza među molekulama puca, a karboksilna se skupina (-COO^– ) veže za ostatak molekule bojila pri čemu nastaje laktonski prsten (laktoni su ciklički eteri). Nastankom nove kemijske veze i novog prstena mijenjaju se energijske razine elektrona u molekuli, pa ona gubi sposobnost apsorpcije vidljivog zračenja. Sve u svemu: od kompleksa grijanjem nastaje bezbojni lakton, a hlađenjem od laktona obojeni kompleks.

Primjena? Svugdje gdje prijeti opasnost od pothlađivanja tijela: novi će materijal – poliester obojen bojilom CVL-TC, DDF-TC, ili DOF-TC – dobro doći planinarima, vojnicima, a posebice maloj djeci čiji roditelji ne znaju kako da ih obuku: nekad ih obuku preslabo, ali nekad, bojeći se prehlade, i pretoplo, pa se bebe preznojavaju i uslijed toga dehidriraju.

A što je s posljednjim izrazom iz naslova „enhanced functionality of polyester fabrics (povećana funkcionalnost poliesterskih tkanina)“? Odgovor je: novo bojilo osim što mijenja boju ovisno o temperaturi, povećava i izolacijska svojstva te smanjuje statički elektricit poliesterske tkanine. Drugim riječima, odjeća obojena novim termokromnim bojilom ugodnija je za nošenje.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije, povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji; član je društva ProGeo-Hrvatska i Odjela za prirodoslovlje i matematiku Matice hrvatske. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 16 znanstveno-popularnih knjiga, posljednje dvije su „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“ i „Antologija hrvatske popularizacije prirodnih znanosti“.