Naukowcy nie tacy święci, a nauka nie taka straszna

Mało kto wie, co dzieje się za zamkniętymi drzwiami laboratoriów na całym świecie

Naukowca przy pracy wyobrażamy sobie jako kogoś, kto z szaleństwem w oczach realizuje swoje chore wyobrażenia i część z nich okazuje się genialnymi wynalazkami. Wielu obywateli ma pracowników uczelni za darmozjadów, którzy żyją z ich podatków i nic nie robią. Tym artykułem chciałabym przybliżyć Wam, co dzieje się w świecie nauki i zachęcić do szperania w nowinkach, bez czekania na szum medialny.

Szum medialny zazwyczaj rozpoczyna się, gdy czyjś „wynalazek” ma znamiona przełomowego

Tak było z Olgą Malinkiewicz i ogniwami perowskitowymi w 2014 roku. Niestety, w takich sytuacjach to, jak odkrycia naukowców są sprzedawane w mediach, mija się z prawdą. Z telewizji można było się dowiedzieć, że perowskity występują naturalnie (jest to prawda) i że były znane od wielu lat (też prawda), ale dopiero teraz naukowcy wpadli na pomysł, by je wykorzystać w ogniwach fotowoltaicznych (znowu prawda). Złożenie tego w jedną całość daje, niestety, obraz naturalnego materiału, który jest dobrze znany i genialnego naukowca, który wymyślił tylko, by zastosować go w fotowoltaice. Wystarczy jednak poszperać i okazuje się, że perowskity występujące naturalnie nie mają nic wspólnego z tymi wykorzystywanymi do celu fotoelektrycznych. Naturalnie występujący perowskit to tytanian(IV) wapnia i można go uznać za „ojca” całej grupy charakteryzującej się analogiczną budową krystaliczną. Perowskity otrzymywane w laboratorium składają się z najczęściej z anionu ołowiu otoczonego halogenkami i dużych cząsteczek organicznych jako kationów. Z naturalnym materiałem ma to niewiele wspólnego, a ołów będący metalem ciężkim powoduje, że nie jest to materiał przyjazny dla środowiska naturalnego.

Przełom jest, ale nie taki, jakim go wszyscy widzą

To, co powoduje, że osiągnięcie Olgi Malinkiewicz jest takie wyjątkowe to to, że jej metoda wytwarzania pozwala na nadrukowanie ogniwa na dowolnej powierzchni wykonanej z polimeru PET (politereftalanu etylenu) powszechnie używanego do produkcji przedmiotów codziennego użytku. Pozwoli to na nadruk ogniw na powierzchniach elastycznych, takich jak np. namiot. Jest nam jeszcze daleko do ogniw całkowicie przepuszczających światło, ale na pewno opracowanie powyższej technologii stanowi duży krok naprzód. Nie wiem, do jakiego stopnia autorka patentu miała wpływ na formę publikacji poświęconej swojemu osiągnięciu, apeluję jednak, by takie „newsy” traktować bardziej sceptycznie. Współzałożycielce Saul Technologies serdecznie gratuluję jako kobiecie nauki i biznesu, oby więcej takich!

Nauka zna też przykłady wielkich oszustw

Jednym z nich jest znana w świecie nauki historia odkrywców zimnej fuzji. Zimna fuzja to metoda fuzji jąder atomowych w temperaturze poniżej miliona stopni Celsjusza. Nie jest to zimno dla przeciętnego śmiertelnika, ale w świecie fuzji jądrowych to prawdziwy wyczyn. Gdy w 1989 r. Stanley Pons i Martin Fleischman ogłosili, że udało im się dokonać zimnej fuzji i to w temperaturze pokojowej w swoim laboratorium, wszystkie oczy zwróciły się na nich. Dwóch znanych na całym świecie elektrochemików twierdziło, że w wyniku elektrolizy ciężkiej wody (atomy wodoru wymienione są na cięższy izotop – deuter), przy zastosowaniu elektrody z porowatego palladu, nastąpiła fuzja atomów deuteru. Można to odnieść do tego, jakby ktoś Wam powiedział, że po wrzuceniu elektrod do wiadra ze „specjalną” wodą będzie w stanie wygenerować energię cieplną, która zasili dom. Eksperyment przeszedł pozytywnie weryfikację dokonaną przez niezależnych naukowców, niestety nikomu innemu nie udało się go odtworzyć, ani wyjaśnić co mogło być powodem otrzymania takich wyników. Rząd Stanów Zjednoczonych po roku od zgłoszenia odkrycia zamknął projekt, a naukowcy uciekli do Francji. Nie jest to jednak koniec kontrowersji związanych z zimną fuzją. Wizja energii wytwarzanej bez dużych nakładów finansowych nadal kusi.

Energia z niczego, czyli naukowcy nie przestają marzyć

W ostatnich latach głośno było o innym odkryciu związanym z zimną fuzją. Pochodzi ono z 2011 r. i dotyczy reaktora E-Cat (ang. Energy Catalyzer) opracowanego przez Andrea Rossi i Sergio Focardi z Uniwersytetu w Bolonii. Panowie pokazali prototyp i twierdzili, że dokonali fuzji atomów niklu i wodoru, uzyskując dziesięciokrotnie więcej energii, niż dostarczono do reakcji. Jak zwykle problem polegał na tym, że nikt nie był w stanie wytłumaczyć sensu fizycznego zachodzących zjawisk. Peter Hagelstein, propagator badań nad zimną fuzją, zaproponował teorię, w której tłumaczy zachodzące zjawisko drganiami w sieci metalu. Wszyscy podchodzą do tego jednak nadal bardzo sceptycznie i wstrzymują się z nadmierną ekscytacją.

Czas na podbój kosmosu

Najnowsze doniesienia na temat fuzji jądrowej są związane z odkryciem naukowców z MIT (ang. Massachusetts Institute of Technology), którzy postanowili zwiększyć wydajność klasycznej fuzji jądrowej, dodając do paliwa rzadko występującego na Ziemi izotopu Helu 3. Tak wzbogacona mieszanka deuteru i wodoru o śladowe ilości Helu 3 powoduje znaczny wzrost energii jonów. Prawdziwość tych badań została potwierdzona, do zastosowań energetycznych potrzebne by były jednak duże ilości Helu 3, który należałoby sprowadzić z przestrzeni kosmicznej, np. z Księżyca lub Saturna. Dlatego też wysoce wydajna fuzja nadal pozostaje w sferze marzeń naukowców.

Zachęcam Was do zagłębienia się w lekturze i eksploracji odkryć naukowych. Dajcie znać, o czym chcielibyście przeczytać następnym razem. Do zobaczenia.

Schmidt, L.C. et al., 2014. Nontemplate Synthesis of CH3 NH3 PbBr3 Perovskite Nanoparticles. Journal of the American Chemical Society, 136(3), pp.850–853.
Malinkiewicz, O., Yella, A., Lee, Y. H., Espallargas, G. M., Graetzel, M., Nazeeruddin, M. K., & Bolink, H. J. (2014). Perovskite solar cells employing organic charge-transport layers. Nature Photonics, 8(2), 128–132.
http://self.gutenberg.org/articles/Cold_Fusion [Dostęp: 5 Lipca, 2018]
Lonchampt, G., Bonnetain, L., & Hicter, P. (1996). Reproduction of Fleischmann and Pons experiments. In Sixth International Conference on Cold Fusion, Progress in New Hydrogen Energy. Lake Toya, Hokkaido, Japan.
Rossi, A. (2009). Method and apparatus for carrying out nickel and hydrogen exothermal reactions. Patent: WO 2009/1254444 A1
http://www.nbcnews.com/id/45153076/ns/technology_and_science-science/t/italian-cold-fusion-machine-passes-another-test/#.Wz6NrdIzbIU [Dostęp: 5 Lipca, 2018]
http://news.mit.edu/2017/mit-plasma-research-collaboration-gives-fusion-heating-boost-0821 [Dostęp: 6 Lipca, 2018]