Hva vi gjør, hva som omgir oss, hva vi føler – alt har med kjemi å gjøre. Den unge forskeren og journalisten Mai Thi Nguyen-Kim presenterer det livlige beviset i denne fascinerende populærvitenskapelige boken. På underholdende og originalt vis forklarer hun de kjemiske reaksjonene som i all hemmelighet finner sted både i og rundt oss. Magien med kjemien er bygget opp på snedig vis: Forfatteren skildrer en helt vanlig dag fra morgen til kveld. Leseren får vite hva som er det optimale tidspunktet for den første kaffen, og hvorfor tannkremen bør inneholde fluor. Vi forstår plutselig hvorfor bare aluminiumssalter hjelper mot svetteflekker, hvorfor svette stinker, og hva du faktisk kan gjøre med det. Og ikke minst avslører boka hemmeligheten bak en perfekt sjokoladekake – og selvfølgelig hva som skjer på molekylært nivå når kjemien mellom to personer stemmer.
Dr. Mai Thi Nguyen-Kim
MAGIEN MED KJEMIEN
e, Mobiler, kaff rdan vo følelser – h kan virkelig alt emi d kj forklares me
Oversatt fra tysk av Rune R. Moen, MNO Med illustrasjoner av Claire Lenkova
INNHOLD Forord 9 1 Kjemisk tvangslidelse 2 Drept av tannkrem 3 Stopp kjemismen! 4 Sitting er like ille som røyking 5 Naturlig kaotisk 6 Hva får jeg ut av det? 7 Dinosaurunger og monsterburgere 8 Kovalent kompatibel 9 Slik stinker kjemien 10 Det er noe i vannet 11 Kjøkkenterapi 12 Kjemien stemmer 13 Lidenskap for objektivitet
13 31 47 67 79 101 125 149 163 177 191 215 225
Tillegg Litteratur 243 Register 255
KAPITTEL 1 Kjemisk tvangslidelse
D
UT-DUT-DUT!!! Jeg ramler nesten ut av senga fordi jeg skvetter sånn. Hjertet slår i halsen. Jeg blir sint og får lyst til å rope «Matthiiiiiiiaaaaaaaaaaas». Det er bare det at språksystemet mitt tydeligvis ikke er helt aktivt ennå. Kroppen min befinner seg i en merkelig blandingstilstand av halvsøvne og nærkamp. Jeg kaster meg over Matthias, eller egentlig mobilen hans, og klarer med vill fekting med armene å skru av den forferdelige vekkerklokka. Klokka er fader meg seks på morgenen. Matthias har den forferdelige vanen at han står opp midt på natten for å dra ut og løpe minst to ganger i uka. For meg betyr det dessverre at jeg alltid må våkne rett før ham, så ikke dagen min skal begynne med en kamp mot stresshormoner. Jeg vil aller helst vekkes av knapt hørbare englebjeller om morgenen, ellers starter dagen min med hamrende hjerte. 13
Matthias trenger derimot minst 100 desibel og denne grusomme DUT-DUT-DUT-lyden for å våkne i det hele tatt. Derfor setter jeg som regel på vekkerklokka mi ett minutt før hans, så jeg rekker å forberede meg mentalt på stresset. Det var bare at i dag visste jeg ingenting om de sportslige planene hans. Jeg river opp gardinene for å senke melatoninnivået til Matthias. «Matthias», klarer jeg endelig å presse frem. «Hmm», brummer han tilbake, fortsatt i halvsøvne. Det er helt utrolig. Molekylet melatonin blir gjerne også kalt et søvnhormon. Det produseres i en liten kjertel som kalles epifysen og som sitter midt i hjernen. Kallenavnet søvnhormon er ikke tilfeldig, for melatonin spiller en viktig rolle i den såkalte sirkadianrytmen (lat. circa dies, «rundt døgnet»), altså den indre døgnrytmen som bestemmer når vi sover og når vi er våkne: Jo høyere melatoninnivå, desto trøttere føler vi oss. Men beleilig nok bidrar lys til å senke melatoninkonsentrasjonen. Langsomt ser det ut til å virke på Matthias også.
Det å se verden i molekyler er som en tvangstanke for meg, men en fin tvangstanke. Man kunne kanskje si at jeg har 14
Tannemaljen består hovedsakelig av et mineral som heter hydroksylapatitt. Aha! Der er det altså igjen, det samme stoffet som ble brukt i stedet for fluorider i tannkremen til Jonas. Det er komisk å tenke seg at man skal pusse tennene med tannpulver. Det er imidlertid ikke bare komisk, men heller ikke spesielt effektivt mot karies. Det blir tydelig når man forstår nøyaktig hva karies egentlig er: Hydroksylapatitten i tannemaljen vår liker ikke syrer, for de løser den opp. Riktignok veldig langsomt – like fort som det dannes hull i tennene – men det er jo også ille nok. Sukker som blir omdannet til syre, er likevel ikke det eneste problemet i den forbindelse. For mange næringsmidler inneholder allerede syrer fra før. Appelsinjuice, for eksempel. Det er dobbelt så ille for tennene, både sukker og syre. Også kaffe er surt. Og derfor er det da også fluorid i tannkremen min. For med den vil jeg hindre at tannemaljen min går i oppløsning! I forrige kapittel lærte vi at fluorider er negativt ladde ioner, altså anioner. I tannmineralet hydroksylapatitt er det også anioner, såkalte hydroksidioner. Men fluoridet er lite og kommer seg inn nesten overalt, også i tannemaljen. Når vi pusser tennene, trenger det inn i emaljen og kaster ut hydroksidionene. Det høres aggressivt ut, men det er bra. For gjennom denne utskiftingen oppstår det på tannoverflaten et flortynt lag av et fastere og mer stabilt mineral som kalles fluorapatitt, som syrene ikke klarer å skade altfor mye. Haitenner består forresten av nesten 100 prosent fluorapatitt. Derfor er haitenner spesielt harde, og derfor gjør det spesielt vondt å bli bitt av hai.
51
Og hvordan virker Jonas’ tannkrem uten fluorider? Kort sagt: Ikke så bra. Fluoridene er byttet ut med hydroksyl apatitt, altså mineralet i tannemaljen. Når tannemaljen løserseg opp, tilfører vi bare litt nytt av det samme, er det som er tanken her. Men det kan ikke dannes et beskyttende lag mot det sure plakket på denne måten. Kariesen blir glad, Christine fortviler, og Jonas mener at fluorider forkalker epifysen. Men nok om karies: Er fluorid egentlig giftig? Som Paracelsus sa – og her kommer en svært viktig setning – det er dosen som er giften. (For å sitere ham ordrett: «Alt er gift og ingenting er uten gift; bare dosen avgjør om noe er en gift.») Av en større mengde fluorid er det absolutt mulig å bli forgiftet. Den akutte, dødelige dosen ligger på noen gram for voksne mennesker. Det er bare at jeg ikke kommer på noe realistisk scenario der man utenfor et kjemilaboratorium 52
KAPITTEL 9 Slik stinker kjemien
J
eg går av to stoppesteder for tidlig fordi jeg ikke hol der ut stanken lenger. Jeg kunne først ikke tro at den bedøvende svettelukten kom fra den (visuelt) tiltrekkende mannen ved siden av meg, men da jeg gikk av, klarte jeg å identifisere kilden til stanken helt entydig: Fyren luktet TMHS, trans-3-metyl-2-heksansyre. Den er beslektet med kapronsyre, en fettsyre som er oppkalt etter det latinske ordet for geit, capra, fordi den lukter skikkelig geit. Kapronsyre er en såkalt mettet fettsyre. Det betyr at karbonkjeden bare består av enkeltbindinger, og ingen dobbeltbindinger. Hvis vi tenker oss at vi tilføyer en dobbeltbinding i kapronsyren, får vi en såkalt umettet fettsyre, og hvis vi i tillegg henger på en såkalt metylgruppe på dobbeltbindingen, får vi det vidunderlige TMHS-molekylet, som sørger for en karakteristisk geitaktig svettelukt som virkelig brer om seg: 163
Så ekkelt, tenker du kanskje nå, og så vil du heller høre mer om mettet og umettet fett, men det tar vi senere, under middagen. Først skal vi snakke litt mer om stinkende molekyler. Jeg liker heller ikke lukten av dem, men de er nå fascinerende likevel. Lukter kan forklares med flyktige molekyler. Flyktig betyr at noe fordamper lett. Så hvis jeg lukter noe ubehagelig, skyldes det bare at disse ubehagelige molekylene bokstavelig talt kommer seg fysisk inn i nesa mi. Og når det gjelder han fyren på bussen – jo, litt av svetten hans svevde faktisk nettopp ut av armhulene hans og inn i nesa mi. Jeg vet at det ikke alltid er så lett å takle sannheten. Organisk kjemi er knyttet til intensive lukter. De vidunderligste aroma- og smaksstoffer er organiske molekyler, men det samme gjelder også de motbydeligste stanker. Begrepet organisk kjemi utløser begeistring hos noen, men redsel hos andre. For det første må man lære mye utenat innenfor organisk kjemi. En gang jeg satt hjemme og rab164
Hva vi gjør, hva som omgir oss, hva vi føler – alt har med kjemi å gjøre. Den unge forskeren og journalisten Mai Thi Nguyen-Kim presenterer det livlige beviset i denne fascinerende populærvitenskapelige boken. På underholdende og originalt vis forklarer hun de kjemiske reaksjonene som i all hemmelighet finner sted både i og rundt oss. Magien med kjemien er bygget opp på snedig vis: Forfatteren skildrer en helt vanlig dag fra morgen til kveld. Leseren får vite hva som er det optimale tidspunktet for den første kaffen, og hvorfor tannkremen bør inneholde fluor. Vi forstår plutselig hvorfor bare aluminiumssalter hjelper mot svetteflekker, hvorfor svette stinker, og hva du faktisk kan gjøre med det. Og ikke minst avslører boka hemmeligheten bak en perfekt sjokoladekake – og selvfølgelig hva som skjer på molekylært nivå når kjemien mellom to personer stemmer.