70 lat tradycji. Inspirujemy Prowokujemy Dyskutujemy

Związek życia

Złożona materia życia to jednak nie jest algorytm, raczej… atom węgla, który za sprawą swoich dwóch albo czterech wiązań potrafi stworzyć skomplikowane związki, gdzie liczba kombinacji i połączeń jest właściwie nieograniczona.

Spotkali się w portowej knajpie w Marsylii. Dżentelmen w smokingu i dama w zielonej koktajlowej sukience znudzeni rozrywkami, którym się oddawała ich sfera, szukali czegoś bardziej rozbudzającego zmysły. I znaleźli. Przynajmniej ona znalazła. Faceta o ksywie „Metal” nie trzeba było wyławiać z tłumu kłębiących się par, które tego samego wieczoru znalazły się w knajpie o zupełnie nieportowej nazwie „Tomy i Atomy”. Zwracał na siebie uwagę… To stało się tak nagle, jakby przeskoczyła iskra: Metal zostawił zdezorientowaną takim obrotem sprawy Giselle, z którą tańczył do tej pory, i ruszył w stronę zielonej damy, ku rozpaczy jej towarzysza. Spięli się w tańcu tak ściśle, jakby szukali siebie od dawna.

Co nie znaczy, że będzie im dany długi związek. Metal miał już wiele partnerek.

Skąd Pan Profesor to wie?

Bo tak właśnie działa metateza. Załóżmy, że para spragniona nowych wrażeń to dwa związane ze sobą atomy węgla – cząsteczka olefiny, czyli związku z grupy węglowodorów nienasyconych, w którym między dwoma sąsiadującymi atomami węgla występuje podwójne wiązanie chemiczne. O organicznych związkach węgla można powiedzieć – bez cienia przesady – że na nich opiera się życie. To one budują nasz organizm. Także leki i szereg innych substancji organicznego pochodzenia często zawierają atomy węgla połączone wiązaniem podwójnym. Bardzo użytecznym wiązaniem, bo możemy je na wiele sposobów przekształcać, by tworzyć inne związki organiczne. Trudno byłoby wskazać w tej dziedzinie wiązania bardziej pożądane. Przez ostatnich 150 lat wielu chemików nie liczyło więc godzin spędzonych w laboratorium na szukaniu nowych i wydajnych metod syntezy olefin.

Warto było: w 2005 r. Yves Chauvin, Robert Grubbs i Richard Schrock zostali uhonorowani Nagrodą Nobla za opisanie reakcji metatezy – metody uzyskiwania cennych olefin. Pana nazwisko, młodego uczonego, który wówczas zajmował się tematem od jakichś pięciu lat, pojawiło się w uzasadnieniu noblowskim.

Wśród nazwisk kilku innych chemików, którzy coś wnieśli do metatezy po dokonaniu poważnych odkryć. To była duża nobilitacja, ale – podkreślam – moje nazwisko znalazło się na jednej z ostatnich stron. Nie na pierwszej.

A tylko pierwsze miejsca się liczą?

Spójrzmy na to bezstronnie: nie ma innych miejsc niż pierwsze.

Metateza była odkryciem na miarę Nobla, nie ma wątpliwości. To synteza ekonomiczna – prawie bez odpadów; efektywna – potrafi wytworzyć podwójne wiązania nawet w związkach bardzo „delikatnych”. Synteza organiczna przypomina mi pracę przy budowie domu. Wyobraźmy sobie, że mamy już okna, których nie chcemy pochlapać, tynkując ściany, więc na czas tej pracy zabezpieczamy je folią. Musimy ją rozłożyć, potem zdjąć, co zabiera sporo czasu, a i tak chlapniemy tu czy tam. Metateza to tynkowanie bez konieczności rozciągania folii, bo zabrudzeń nie ma – robota jest tak precyzyjna.

Wróćmy do naszej pary z marsylskiej knajpy. Facet z ksywą „Metal” zmienia ponoć kobiety jak rękawiczki.

To katalizator – związek, dzięki któremu proces chemiczny przyspiesza, stając się wydajny, selektywny, elegancki.

To była szansa dla mnie. Nie ma bowiem co ukrywać, że gdy zabierałem się za temat w roku 2000, rozpoczynając pracę habilitacyjną, było… „pozamiatane”. Mechanizm działania metatezy prof. Chauvin zaproponował w 1971. Miałem wówczas rok. Pierwsze katalizatory pojawiły się w latach 80., gdy miałem niewiele ponad 10 lat. Wówczas były one jeszcze mało efektywne, ale z czasem je ulepszono, wykorzystując związki rutenu i molibdenu, dzięki czemu metateza mogła znaleźć liczniejsze zastosowania. A te potrafią poruszyć wyobraźnię: synteza leków, opracowywanie receptur paliw na podstawie odnawialnych materiałów wyjściowych, innowacyjne tworzywa i materiały. Przemysł „polubił” katalizatory rutenowe za ich trwałość i precyzję działania, ale nie mógł z nich korzystać na taką skalę, jakiej by sobie życzył, z powodu praktyk monopolistycznych producenta. To była moja szansa: opracowanie takich sposobów metatezy olefin, które będą bezpieczne dla środowiska, wydajne, możliwe do przeprowadzenia w łagodnych warunkach (np. w temperaturze otoczenia albo w roztworach wodnych) i przede wszystkim – dostępne. Z kolei katalizator, który metatezę ma przyspieszać, powinien charakteryzować się wysoką aktywnością i stabilnością, powinien być niedrogi i łatwy do wydzielenia po reakcji.

Mój pierwszy sensowny katalizator pojawił się w 2002 r.

I obalił monopol dotychczasowych producentów. W ten sposób badania nad dwoma atomami węgla o podwójnych wiązaniach doprowadziły do poważnej zmiany społecznej.

Faktycznie, byłem jednym z pierwszych liderów w Europie, ale do złamania tego monopolu doprowadził jednak wspólny wysiłek wielu europejskich naukowców i firm. Zacząłem zdawać sobie sprawę ze skali zapotrzebowania na katalizatory do metatezy, gdy w krótkim czasie po publikacji w czasopismach naukowych i literaturze patentowej artykułów o wymyślonych w Warszawie katalizatorach do mnie, młodego naukowca z peryferyjnego kraju, zaczęli zgłaszać się przedstawiciele poważnych firm farmaceutycznych z prośbą o przesłanie próbek. Gdy okazywało się, że mój katalizator działa bardzo dobrze, pytano, czy mógłbym im tego dostarczać po kilka kilogramów rocznie.

Rzecz jasna: to nie ja byłem tak genialny, tylko ta część rynku farmaceutycznego, którą się zająłem, tworząc nowe katalizatory do metatezy, tak bardzo była głodna alternatywnych rozwiązań. Odmiennych od proponowanych przez dotychczasowego monopolistę z USA, który naliczał wysoką marżę od sprzedawanych katalizatorów, chcąc pobierać opłaty właściwie od każdej tabletki leku wyprodukowanego dzięki metatezie. Licencje były na tyle restrykcyjne, że firmy zamiast metatezy wolały używać tradycyjnych metod, mimo że były droższe, mniej wydajne i produkowały odpady.

W korespondencji z firmami farmaceutycznymi uczestniczył mój doktorant Michał Bieniek, którego mocno denerwował fakt, że nie możemy wykorzystać szansy wprowadzenia naszego katalizatora do produkcji jakiegoś nowoczesnego leku. Takie były zamiary firm farmaceutycznych, które się do nas zgłaszały, ale rezygnowały ze współpracy, gdy dowiadywały się, że nie mamy technicznych możliwości masowej produkcji naszego katalizatora.

Uczelni to nie denerwowało?

Jakoś nie. Gdy Michał, już po obronie doktoratu, wysłał pismo intencyjne do odpowiedniej komórki tejże uczelni, proponując założenie firmy spin-off, która produkowałaby nowatorskie katalizatory metatezy olefin, nie dostał nawet odpowiedzi.

Może nikt nie rozumiał, o co chodzi z tą metatezą?

Być może. Michał czekał pół roku, po czym założył własną firmę we Wrocławiu. Od podstaw. Obecnie wartość Apeiron Catalysts jest wyceniana na kilkanaście milionów dolarów, firma ma biuro w USA, a jej klientami są m.in. te podmioty, które zgłosiły się do nas w 2004 r. zachęcone naszym pierwszym katalizatorem. Ta sama uczelnia, której urzędnicy nawet nie odpisali wówczas na list intencyjny, teraz robi szkolenia, jak motywować innowacyjność i zachęcać naukowców do tworzenia spółek spin-off.

A dlaczego Pan Profesor został przy nauce?

Bo nic innego mnie nie interesowało. Wiceprezes amerykańskiego monopolisty, firmy Materia Inc., przyjechał do Warszawy, by mnie przekonywać, że karierę zrobię dopiero wówczas, gdy przyłączę się do nich. Pojawiła się nawet sugestia, że zdaniem ich prawników mój katalizator jest podobny do tego, którym posługuje się Materia Inc. Moja praca była w całości oryginalna, więc to był klasyczny blef, obliczony na to, że się wystraszę i ulegnę. Ale tak jak firmie Materia Inc. zależało na zachowaniu pozycji monopolisty, tak dla mnie ważna była samodzielność, bo tylko ona jest twórcza. Zawsze tak uważałem, a utwierdzał mnie w tym przekonaniu prof. Mieczysław Mąkosza, promotor mojej pracy doktorskiej, który uważał, że od razu po stażu podoktorskim należy stworzyć własną grupę badawczą i wziąć odpowiedzialność za ludzi. Publikować należy tylko samodzielne, bez parasola ochronnego swojego mentora czy innego sławnego nazwiska. No i należy zdobywać samodzielnie granty, co dla młodego, nieznanego naukowca jest trudniejsze, niż byłoby dla patrona, który ma tytuły, stanowiska i zasługi.

Jest ciut łatwiejsze, od kiedy poważne fundusze pozyskują i rozdzielają, np. Fundacja na rzecz Nauki Polskiej oraz Narodowe Centrum Nauki, gdzie otrzymuje się pieniądze za temat, a nie „tytuły, stanowiska i zasługi”.

Zgoda, ale nawet ja, choć mam już pierwsze poważne sukcesy naukowe na koncie, nie mam żadnej pewności, czy mój wniosek o grant badawczy zostanie rozpatrzony pozytywnie. To za każdym razem jest duże ryzyko, ale warte podjęcia, bo tylko pracując we własnym zespole, mogę realizować własne idee.

Brak samodzielności tłamsi. Wiele razy spotykałem młodych, zdolnych ludzi, którzy wracali do kraju po dobrych stażach, z głowami nabitymi fantastycznymi pomysłami i z zapałem. Pół roku później słyszałem od nich: „Jeszcze nie rozpocząłem własnego projektu, bo szefowi rozpisuję wykłady” albo: „Dali mi dużo dydaktyki”, albo: „Urządzam dom za miastem”. I tak leci rok za rokiem… Nie mija wiele czasu, a ich nazwiska przestają się pojawiać w literaturze naukowej. Nie że w ogóle znikają, ale nie są tak twórczy, jak mogliby być.

Mówi Pan Profesor tak, jakby był od nich mniej zdolny i mimo to Panu się udało.

Spotykałem zdolniejszych od siebie, po prostu, którzy gdzieś po drodze się wytracali, bo nie mieli szczęścia trafić na właściwych ludzi, którzy by nimi pokierowali. Albo grzęźli w prozie życia, która zabijała w nich ciekawość świata.

Sam byłem na tyle przeciętnym uczniem, że zastanawiałem się, czy jest sens zdawać do liceum. Najczęstszy wpis w moim dzienniczku ucznia to: „Zdolny, ale leniwy”. Moja mama nie była naukowcem, ale dom był pełen książek, więc od dziecka mnóstwo czytałem, od Wprowadzenia do mechaniki precyzyjnej począwszy. Gdy byłem chory albo nie mogłem wyjść na podwórko, bo coś przeskrobałem, przeglądałem Geometrię wykreślną albo czytałem Jak hartowała się stal.

A do czego młody chemik potrzebował znajomości perypetii młodego komunisty Pawki Korczagina?

Chyba do niczego, ale czytałem wszystko jak leci, by czymś wypełnić czas, nawet Poemat pedagogiczny, nie rozumiejąc słowa „kułak”. Ale też Lema, Orwella i powieści o Sherlocku Holmesie, który przecież m.in. przeprowadzał eksperymenty chemiczne.

Wygrana w międzyszkolnej olimpiadzie z chemii dała mi możliwość rozpoczęcia nauki w technikum chemicznym bez konieczności zdawania egzaminów wstępnych. Przyznam, że ze wszystkich miejsc w szkole pracownia chemiczna pociągała mnie najbardziej. Pierwsze domowe eksperymenty zacząłem przeprowadzać już w ostatnich klasach szkoły podstawowej, mieszając proszek do prania albo płyn do mycia naczyń z octem. Potem dopiero doczytywałem, że za każdą reakcją stoją jakieś atomy, wiązania, reakcje. Pamięciowo zawsze byłem kiepski. Dopiero całkiem niedawno Ale tablicę Mendelejewa, nazwy i opisy związków chemicznych, właściwości reakcji przyswoiłem sobie tak naturalnie, jakbym uczył się oddychania. Właściwie nie umiałbym wyjaśnić, dlaczego tak mi się to podobało… Atomy i cząsteczki mojego mózgu układają się widać w taki sposób, że rozpisywanie wzorów chemicznych sprawia mi przyjemność. Tak jak innym rozgryzanie rachunku różniczkowego czy pisanie wierszy.

Kiedy w wieku 38 lat został Pan profesorem, innym było bliżej do podziwu czy zazdrości?

Tytuł profesorski na pewno pomagał, zwłaszcza w kontaktach z polskim światem naukowym (na świecie byłem rozpoznawany dzięki publikacjom). Po habilitacji, która zakończyła się opracowaniem nowego katalizatora i publikacją w prestiżowych „Angewandte Chemie” i „Journal of the American Chemical Society”, byłem przekonany, że moja grupa się powiększy, bo natychmiast otrzymam zgodę na zaangażowanie nowych doktorantów. A tu… cisza. Na szczęście rok po habilitacji otrzymałem stypendium z programu MISTRZ Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, co pozwoliło mi rozbudować grupę badawczą i zająć się nowymi tematami. Parę lat późnej przeniosłem się na Uniwersytet Warszawski, gdzie otrzymałem na tyle dużo powierzchni, że mogłem zbudować nowoczesne laboratoria.

W Niemczech, gdzie miałem staż podoktorski, więc wiem, o czym mówię, wyglądałoby to dużo prościej: od razu po habilitacji zostałbym junior profesorem, który jeśli tylko ma środki, może bez ograniczeń powiększać swoją grupę badawczą i jest w pełni samodzielny decyzyjnie. Zresztą nie tylko tam się uważa, że między 30. a 40. rokiem życia sprawność intelektualna w naukach eksperymentalnych jest największa, więc jeżeli mamy szansę zrobić coś wyjątkowego w nauce, to właśnie wtedy. W najlepszych ośrodkach naukowych na Zachodzie, zarządzanych na zasadach menedżerskich, młodzi ambitni naukowcy wrzucani są na głęboką wodę, ale zajmują się wyłącznie nauką. Nie tracą czasu np. na porządkowanie i stemplowanie faktur, rozliczanie projektów, pilnowanie terminów przelewów itp. Tym zajmuje się znakomicie zorganizowana administracja uczelni. W Polsce nie zawsze mogę na to liczyć (aczkolwiek zdarzają się chwalebne wyjątki), układam więc pracę tak, by poza naukowcami mieć w zespole jedną–dwie osoby do roboty papierkowej. Gdyby nie ci wspaniali ludzie, musiałbym zrezygnować z nauki, nawet z czytania literatury – biurokracja skutecznie pochłaniałaby mi czas.

To może nakreślę z grubsza realia Pana pracy: w zespole, liczącym 25 osób, tylko Pana zatrudnia uczelnia. Doktorzy zatrudniani są w ramach trzyletniego grantu…

Jeżeli więc nie zdobędę w porę następnego, będę musiał im podziękować za współpracę.

Czterech doktorantów otrzymuje z uniwersytetu stypendium w wysokości 1400 zł, reszta nie ma nawet tego.

Dla nich wszystkich muszę znaleźć pensje brutto, co robię z grantów, które trzeba wypełniać i rozliczać, np. składając raporty kwartalne i półroczne. Jeżeli grant korzysta z unijnego dofinansowania, księgowość staje się wnikliwa w stopniu trudnym do opanowania.

Nie ma jednak co narzekać. Zdarzają się też dobre rzeczy, choćby to, że nigdy nie pracowałem w tak komfortowych naukowo warunkach jak obecnie. Korzystamy z aparatury, o której wcześniej mogłem tylko marzyć, bo nie byłem w stanie jej kupić za pieniądze pochodzące z pojedynczych grantów. Tyle że w ślad za polskimi i unijnymi funduszami na sprzęt nie poszły pieniądze na techników i teraz obsługują go doktoranci i doktorzy, którzy powinni pracować przy realizacji grantu, a nie zajmować się sprzętem. Nie zarezerwowano też środków na fundusz remontowy, mimo że koszt naprawy niektórych aparatów może wynosić nawet kilkaset tysięcy złotych. Zdarzyło mi się już usłyszeć w kilku miejscach w Polsce, że drogie aparaty stoją nieużywane – jak za Gierka, w latach 70.! – z obawy przed usterkami albo z powodu braku techników.

To może lepiej już było wyjechać do Niemiec? Po stażu podoktorskim w Max Planck Institut już Pan wiedział, że fundusz remontowy drogiego sprzętu czy pieniądze dla obsługujących go techników to nie jest problem szefa zespołu badawczego.

Nie wyjechałem, choć myślałem o tym, gdy po habilitacji naszła ta niespodziewana posucha, bo ostatecznie jakoś się przecież ułożyło. W ślad za stypendium Fundacji na rzecz Nauki Polskiej przyszły następne granty i kolejne programy. Dlaczego miałem nie spróbować? W Polsce też można uprawiać dobrą naukę. Nie wszystko działa jak trzeba, ale będą to mogli zmienić tylko ci, którzy tu zostaną.

Może też moje decyzje – jak w cytacie z jednej z książek Stanisława Lema: „dobra nasza, byle tylko nie myśleć” – nie były do końca przemyślane? Ale nie żałuję. Jak do tej pory nie przechodziłem przez życie z planem w ręku, nie wszystkie decyzje mogłem zresztą podejmować po rozpatrzeniu wszystkich „za” i „przeciw”. Złożona materia życia to jednak nie jest algorytm, raczej… atom węgla, który za sprawą swoich dwóch albo czterech wiązań potrafi stworzyć skomplikowane związki, gdzie liczba kombinacji i połączeń jest właściwie nieograniczona. Przy okazji: do tej pory nie udało się napisać programu komputerowego zdolnego do kompleksowego planowania syntez. Zbyt wiele bowiem w chemii organicznej działań wbrew regułom, kiedy trzeba się kierować bardziej intuicją czy wyczuciem. To jednak wciąż jest praca alchemiczna…

Czyli: wszystko może się zdarzyć?

Tak, łącznie z momentami olśnienia podczas konferencji naukowej, kiedy prelegent opisuje pewne zjawisko, potem inne, ale nie widzi związku pomiędzy nimi. A ja tę zależność dostrzegam. Albo przypomina mi się artykuł naukowy przeczytany trzy miesiące wcześniej, który przedstawiony tok myślenia prowadzi krok dalej. Przyjemne zaglądanie pod podszewkę rzeczywistości wzmacnia przekonanie, że wszystkie pytania uczonych to nie są wyłącznie intelektualne szarady. Zależy nam, żeby poznać, zrozumieć i… robimy to właśnie po to, a nie dlatego że na określony temat badawczy dostajemy dofinansowanie. Sam lubię jeszcze zobaczyć, że to, nad czym pracowałem, znalazło zastosowanie.

Przepraszam, Pan Profesor pracuje cały czas?

A skąd! Jeszcze nurkuję, fotografuję… Lubię oglądać świat, czemu działalność naukowa sprzyja, bo jak inaczej miałoby dochodzić do wymiany myśli, jeśli nie podczas osobistych spotkań? A poza tym uważam, że prawdziwie twórcze to jest lenistwo.

Akurat!

Proszę tak na mnie nie patrzeć… Czasami dobrze jest wyłączyć myślenie. Gdy układam w kolejności alfabetycznej płyty mojej rozbudowanej kolekcji filmowej albo pastuję buty na wysoki połysk, myślę, tak od niechcenia, np. o pewnym związku, który przysłała mi firma farmaceutyczna, pytając, w jaki sposób bym go zsyntetyzował. Może tak przeciąć w nim wiązania? Może inaczej? Po paru dniach szkicuję wstępny plan syntezy, trochę nad tym dumam, coś sprawdzam w literaturze. Ostatecznie znowu to odkładam i wracam do porządkowania książek albo rozmowy z córką, ale wyobraźnia wciąż pracuje.

Dla swoich studentów wymyśliłem pojęcie „współczynnika łosia” – porównanie liczby wszystkich wykonanych eksperymentów do liczby tych, które przyniosły odpowiedź na jakieś pytanie. Jeżeli liczba tych niepotrzebnych doświadczeń jest duża, może cały projekt trzeba ponownie przemyśleć i spędzić dzień np. na czytaniu niezobowiązujących lektur albo pozwolić sobie na długie przedpołudnie w domu? Wyciszenie aktywności nie musi być bezproduktywne. To szansa, by się zatrzymać i pomyśleć. No i zaoszczędzić sobie wysiłku przeprowadzania niepotrzebnych działań. Czyli – paradoksalnie! – wykorzystać czas bardziej efektywnie, bo pracowitość bez namysłu to strata czasu.

Zadawanie pytań, na które nauka nie zna odpowiedzi, to też strata czasu?

Na pewno nie. Mówiłem już o ludziach dużo bardziej zdolnych ode mnie, którzy gdzieś przepadli, bo nie znaleźli sposobu na rozwinięcie swoich talentów. Jestem świadomy tej niesprawiedliwości, tak jak i tego, że moje badania nie odpowiedzą na pytanie, dlaczego życie ułożyło się właśnie tak. Bo przecież za tym też stoją jakieś atomy i cząsteczki, które tylko pozornie układają się chaotycznie. Dlaczego ułożyły się właśnie tak, choć możliwości jest właściwie bez liku? No właśnie, dlaczego to tak…

.

KAROL GRELA (ur. 1970 r.) – chemik, zajmuje się syntezą związków organicznych i metaloorganicznych. Kieruje Laboratorium Syntezy Metaloorganicznej w Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego; jest związany także z Instytutem Chemii Organicznej PAN. Autor ponad 120 publikacji naukowych i 12 patentów, ma w dorobku liczne odkrycia znajdujące zastosowanie w przemyśle. Laureat licznych nagród, m.in. w 2014 r. nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (tzw. polskiego Nobla)

 
 

Dołącz do nas!

Prenumeratorzy zyskują więcej.

Zobacz ofertę!

Prenumerata