Kõrös Endre:

Honnan és merre: a hazai kémiakutatás fél évszázada
Emlékezés a múltra

---

A szellemi és anyagi értékekben mérhetetlen pusztítást okozó II. világháború befejezése után alig több mint egy fél évtizeddel alakult meg a Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Osztálya. A háborús rombolások súlyos nyomait akkorra már az egyetemek kémiai intézeteiben legnagyobb részt eltüntették, de a tanszékek oktatóinak létszáma és felszereltsége messze elmaradt attól, amit a természettudományok és ezen belül a kémia, részben a háború iniciálta gyors ütemû fejlõdése már azokban az években is megkívánt.

Az egyetemeken a korábbi évtizedek során – tehát a háború elõtt és alatt – több tudományos mûhely alakult ki, 1945 után újabbak kezdtek el formálódni és a hazai tudományos életben egyre nagyobb szerepet játszani. A teljesség igénye nélkül felsorolok néhány olyan “központot”, amelyek az ötvenes évek elején és legtöbbjük az elkövetkezendõ évtizedekben is meghatározó kutató mûhelyei voltak a hazai kémia tudományának: a Budapesti Mûszaki Egyetemen Zemplén Géza (1883-1956) irányításával a természetes szerves vegyületek, elsõsorban a szénhidrátkémia, Varga József (1891-1956) vezetésével a kõszenek katalitikus hidrogénezése, Náray-Szabó István (1899-1972) tanszékén a röntgenkrisztallográfia, Csûrös Zoltán (1901-1979) tevékenysége révén a mûanyagkémia és a katalízis területén. Az Eötvös Loránd Tudományegyetemen Buzágh Aladár (1895-1962) ismertette meg a kémiának egy új és gyakorlati szempontból is jelentõs ágát, a kolloidkémiát, Schulek Elemér (1893-1964) elsõsorban a gyógyszeranalitikának, Bruckner Gyõzõ (1900-1980) pedig az élettudományokhoz vezetõ út egyik fontos területének, a peptidkémiának volt elismert kutatója, továbbá Erdey-Grúz Tibor (1902-1976) körül kialakulóban volt egy elektrokémiai iskola. Ezen a helyen feltétlenül említést érdemel a karotinoidok kutatásában jelentõs eredményeket elért és Pécsett dolgozott Cholnoky László (1899-1967), az ultraibolya spektroszkópia kémiai alkalmazásának hazai úttörõje, a szegedi egyetem professzora, Kiss Árpád (1889-1968), valamint az a három professzor, aki a Kolozsvári Tudományegyetemrõl jött át Magyarországra és vált a hazai tudományos kémia elismert személyiségévé: az uránhasadást felfedezõ Otto Hahn tanítvány, Imre Lajos (1900-1975), Bodensteinnél tanult Szabó Zoltán (1908-1995) és a neves berlini szerves kémikusnál, Ohle-nél dolgozott Vargha László (1903-1971), aki késõbb a Gyógyszerkutató Intézet igazgatója lett.
 

A kémiakutatás hazai bázisai

Az elkövetkezendõ tíz évben jelentõsen megnõtt a kémiakutatás hazai bázisa. 1949-ben megnyitotta kapuit a Veszprémi Vegyipari Egyetem és két kutatóintézet is létesült Veszprémben: a Magyar Ásványolaj- és Földgázkutató Intézet (MÁFKI) és a Nehézvegyipari Kutatóintézet (NEVIKI). A Központi Kémiai Kutatóintézet 1952-ben, az Izotópkutató Intézet 1959-ben, a Mûszaki Kémiai Kutatóintézet pedig 1960-ban alakult meg. A vegyipar fejlesztésének elõsegítésére több ipari kutatóintézetet is alapítottak. Idõben kissé elõreugorva ezen a helyen említem meg, hogy az MTA Szervetlen Kémiai Kutatólaboratóriuma – amely 1997-tõl a Kémiai Kutatóközponthoz tartozik Anyag- és Környezetkémiai Laboratórium névvel – 1976-ban alakult meg.

Az 1956-os forradalmat követõ idõszak jelentõs vérveszteséget okozott a hazai kémiának, mivel a kémiai kutatás élvonalába tartozó kollégáink közül sokan elhagyták az országot és nyugat-európai és néhány tengeren túli országban futottak be – sok esetben igen magas tudományos rangig, egy esetben pedig egészen a kémiai Nobel-díjig ívelõ – karriert. Az évek múltával a kapuk Nyugat felé nyílni kezdtek és a külföldön dolgozó kollégáinkkal egyre szorosabbá váltak a kapcsolatok. Fiatal kutatóink hosszabb-rövidebb ideig laboratóriumaikban dolgozhattak (és dolgoznak jelenleg is), közös publikációk, monográfiák és könyvek jelentek meg. Az egyre gyakrabban hazalátogató barátaink elõadásokat és tanfolyamokat is tartanak. A kétoldalú, mindkét fél részére elõnyös együttmûködések ma már a mindennapok természetességéhez tartoznak. Kiszélesedtek és egyre sokrétûbbek lettek kutatóink kapcsolatai neves külföldi egyetemek és kutatóintézetek munkatársaival is.

A továbbiakban elõször a Kémiai Kutatóközpont (KKK) és a Mûszaki Kémiai Kutatóintézet (MÜKKI) tevékenységérõl adok rövid áttekintést, majd a kémia különbözõ területein elért eredményeket és a jelenlegi helyzetet tekintem át.

Kémiai Kutatóközpont

A Központi Kémiai Kutatóintézet (KKKI) alapítólevele 1952-ben kelt, az Intézet tényleges mûködése kezdete 1954. A kutatások a gázadszorpció és a szerves reakciómechanizmusok területén indultak meg, majd rövidesen egyéb területekkel – polimerkinetika, spektroszkópia, röntgendiffrakció, katalízis-, valamint szerkezetkutatás – bõvültek. Az évek folyamán kutatócsoportok csatlakoztak a KKKI-hez és váltak ki az Intézetbõl, majd a kilencvenes években összevonások eredményeképpen megalakult a Kémiai Kutatóközpont, amelynek a KKKI utóda, a Kémiai Intézet, a legnagyobb egysége.

Kémiai Intézet

Az intézet a kémia több területén igen jelentõs, egyes területeken úttörõ munkát végzett az elmúlt négy és fél évtized alatt. Ilyenek voltak: szerves és szervetlen kémiai reakciók mechanizmusának felderítése, az adszorpció termodinamikája, irreverzibilis termodinamika, fotokémia, gáz- és folyadékfázisú kontakt katalízis, elektródreakciók tanulmányozása, szénhidrogének egyes reakcióinak vizsgálata, a frontális gázkromatográfia elméletének kidolgozása. Az anyagszerkezet-kutatáshoz kapcsolódóan az IR- és NMR-spektroszkópia, a tömegspektrometria, a röntgendiffrakció és a gáz-elektrondiffrakció területén jelentek meg a módszerek széles körû alkalmazásával, továbbá a módszerek továbbfejlesztésével és elméletével, valamint a folyadékok szerkezetének vizsgálatával kapcsolatos, figyelemre méltó visszhangot kiváltó munkák.  A makromolekuláris kémiában – Tüdõs Ferenc irányításával – a gyökös polimerizáció, valamint a polimerek degradációjának tanulmányozása során elért eredmények váltottak ki nagy visszhangot. A radioizotóppal jelzett szerves vegyületek szintézismódszereinek kidolgozásával a KKKI iskolát hozott létre.

A hatvanas évek után a kémia egyre szorosabbra fûzte kapcsolatait az élõ természettudományokkal és elindultak a bioorganikus kémiai, peptidkémiai és a természetes szerves vegyületekhez, majd késõbb a neurokémiához kapcsolódó kutatások is.

Izotóp- és Felületkémiai Intézet.

Az intézet az ötvenes évek végén alakult meg és kezdetben elsõsorban az izotópelosztással foglalkozott, az évek folyamán azonban a hazai kémiakutatás egyik meghatározó központjává vált. Az intézetben az izotópok, zárt sugárforrások és radioizotópokkal (C-14, H-3) jelzett szerves vegyületek elõállításán túlmenõleg jelentõs eredmények születtek a heterogén katalízis, a felületkémia, az IR-spektroszkópia, a sugárhatás-kémia és a nukleáris méréstechnikák fejlesztése területén. – Az intézetben folyó nukleáris kutatások eredményeinek jelentõs hányada a gyakorlatban is hasznosult.

(Az izotóptermelés és -alkalmazás az intézetbõl 1993-ban az Izotóp Intézet Kft. tulajdonába került.)

Anyag- és Környezetkémiai Kutatólaboratórium.

1976-ban jött létre az MTA Szervetlen Kémiai Kutatólaboratóriuma, amely ezen a néven mûködött 21 éven keresztül.  – A kutatólaboratóriumban elsõsorban a kondenzált fázisokon és fázisokban lejátszódó folyamatok tanulmányozásával, továbbá plazmakémiai, valamint a környezetterhelõ anyagok feldolgozására vonatkozó kutatásokkal foglalkoznak.
 

Mûszaki Kémiai Kutatóintézet (MÜKKI)

Az 1960-ban alapított MÜKKI feladatkörét az MTA a következõképpen határozta meg: “a mûszaki kémiai tudományághoz tartozó alapkutatások végzése, a kémiai technológia elméleti alapja és módszertana, új technológiák kidolgozása, vegyipari mûveletek és készülékek tudományos vizsgálata, kémiai-technológiai eljárások elmélete.”

A hatvanas években az intézet kutatásai a szervetlen vegyipar és a szilikátipar igényeit elégítették ki, késõbbiekben a szerves vegyipari (pl. gyógyszer- és növényvédõszer-ipari), továbbá anyag- és energiatakarékos technológiák kidolgozása került elõtérbe, valamint mûveleti kutatásokat végeztek az élelmiszer-termelési technológiák továbbfejlesztéséhez. Jelenleg a biotechnológia (agrár- és élelmiszeripari technológiák, az állatokra és növényekre ható bioaktív készítmények gyártásának fejlesztése), a mûvelettan, a folyamatmodellezés és irányítás, a méréstechnika és a környezeti technológia egyes problémáinak tisztázása áll a kutatások eloterében. –  Az intézet legjelentõsebb eredményeit a mûszaki kémiai mûveletek ill. reakciók megvalósítására alkalmas eljárások és berendezések alap-, alkalmazott és fejlesztõ kutatásai során érte el.
 

Tudományterületek

Elõadásom további részében elõször azokkal a tudományterületekkel foglalkozom, amelyek már ötven évvel ezelõtt, majd a késõbbiekben is fontos szerepet töltöttek be a hazai kémiakutatás vonatkozásában. Ezek: az analitikai kémia, a szerves kémia, a kolloidkémia, és az elektrokémia. Ezután áttekintést adok a többi tudományterületrõl, amelyek a következõk: reakciókinetika, koordinációs kémia, fém- és elemorganikus kémia, nukleáris kémia és radiokémia, elméleti kémia és kémiai informatika, anyagtudomány (kémiai vonatkozások), mûszaki kémia, környezeti kémia.

1) Analitikai kémia

Az analitikai kémia hazánkban mindig széles körben és eredményesen mûvelt területe volt a kémiának, már Than Károly munkásságától kezdõdõen. Az ötvenes évek elején dolgozott vezetõ analitikus kémikusok, Schulek Elemér és Erdey László, a klasszikus analitikai kémiának voltak kiemelkedõ személyiségei, de mindketten szorgalmazták a mûszeres analitikai módszerek minél szélesebb körû alkalmazását. – Az ötvenes évek elején az analitikai kémia tanszékek még alig rendelkeztek mûszerrel és ezért a mûszeres analitika csak az ötvenes évek közepétõl kezdett tért hódítani, elsõsorban a potenciometria, a polarográfia, a termikus analitikai módszerek és a spektrofotometria területén.

A klasszikus analitikában figyelemre méltó eredmények születtek az indikátorkutatás és -elmélet, új titrimetriás módszerek (aszkorbinometria, halogén-kémián alapuló eljárások, komplexometria), a súlyszerinti analízis gyakorlata és elmélete, valamint egyes elválasztási módszerek (ioncsere, oldószerextrakció, papírkromatográfia, stb.) területén.

A hazai két kutatóhelyen, bár az analitikai kémia több ágával is foglalkoztak, az ötvenes-hatvanas években különbözõ területekre helyezõdött a kutatás súlypontja. Az egyik helyen az elektroanalitikai módszerekre, az emissziós színképelemzésre és a lángfotometriára, a másik helyen a termikus analitikai módszerekre, amelyeket folyamatosan fejlesztettek tovább. Mai napig tartó és nagy elismertséget szerzett karriert futott be az ionszelektív elektródok kifejlesztésére, mûködésük értelmezésére és széles körû gyakorlati felhasználásukra vonatkozó kutatási irány és ugyanez mondható el a termikus analízis módszereirõl is.

Ahogy múltak az évek, egyre nagyobb jelentõségre tettek szert a kromatográfiás módszerek, a TLC, a GC és a hatvanas évek végétõl széles körben elterjedt HPLC. Említést kell tennem továbbá a spektroszkópiai módszerek térhódításáról, elsõsorban az atomabszorpciós spektroszkópiáról, az ICP-rõl, az élelmiszer-analitikában egyre szélesebb körben használt NIR/NIT (near infrared diffuse reflectance/transmittans spectroscopy) módszerrõl és a röntgenfluoreszcenciáról. Kisebb mértékben terjedtek el a radioanalitikai módszerek. Egyre szélesebb körben kezdték el alkalmazni az automatikus elemzés módszereit, valamint a kapcsolt analitikai módszereket. Jelentõs eredmények születtek a kényszeráramlásos planáris kromatográfia továbbfejlesztése és (elsõsorban) gyógyszeranalitikai felhasználása terén. Ma már az analitikai kémia széles körben alkalmazza a szerkezetkutatásban használt fizikai-kémiai módszereket is, mint pl. az IR, az NMR, az MS és a röntgendiffrakció.

Fontos szerep jut az analitikai kémiának a gyógyszerek szennyezésprofiljának, bomlási mechanizmusának és metabolizmusának vizsgálatában, továbbá a környezeti minták elemzésében. Véleményem szerint a legnagyobb kihívás az analitikai kémiában dolgozó és fõleg a biológiai mintákat elemzõ kutatók számára egyrészt a még alacsonyabb koncentrációtartományok “meghódítása”, másrészt a speciációhoz kapcsolódó problémák megoldása.

A nagy hagyományokkal rendelkezõ elektroanalitikai módszereket felhasználva széles körben folynak környezetkémiai és orvos-biológiai szempontból is fontos szenzorkutatások. Egyes makrociklusos vegyületek felhasználásával, a szupramolekuláris kémia eredményeit figyelembe véve, új ionszelektív mikroérzékelõk kerültek kifejlesztésre.
 

2) Szerves kémia

Az ötvenes években hazánkban a szerves kémiának négy jelentõs központja volt. A BME-n, a Zemplén Géza vezette tanszéken, a természetes szerves vegyületek, az ELTE-n Bruckner Gyõzõ tanszékén a peptidkémia és Müller Sándor révén az elméleti szerves kémia, Szegeden Fodor Gábor irányítása mellett a szerves sztereokémia és Debrecenben Bognár Rezsõ tanszékén az alkaloidkémia állt a kutatások elõterében. A felsorolt kutatási irányok legtöbbje hosszú évtizedeken keresztül fennmaradt és ezeken a tanszékeken nevelkedett az a generáció, amelynek néhány tagja a hazai szerves kémia nemzetközileg is elismert, iskolateremtõ kutatójává vált.

1963-ban a KKKI-ben megalakult a Szerves Kémiai Osztály, amelyen három fõ területként biopolimer-kémiai és molekulárfarmakológiai, szerves reakciómechanizmusokkal, valamint molekulaszerkezeti kutatásokkal foglalkoztak. Egyes tanszékeken akadémiai kutatócsoportok szervezõdtek.

Ezekben az években nyilvánvalóvá vált, hogy a kémia és a rokon tudományok, elsõsorban a biológia, fejlõdési irányainak figyelembevételével minõségi változások szükségesek a kutatások továbbfejlesztésének tekintetében. Ez vonatkozott a természetes szerves anyagok szerkezetének felderítésére, szintézisük megvalósítására és az ehhez kapcsolódó elméleti kutatások megindítására. Fontosnak tartották továbbá azt is, hogy a szerves kémiai kutatások egyre inkább forduljanak a molekuláris biológia problémái felé és járuljanak hozzá az enzimek, hormonok, nukleinsavak, továbbá a gének vizsgálatához. Szorgalmazta az osztály a szerves fotokémiai és kvantumkémiai kutatások intenzívebbé tételét is.

Ennek következtében a szerves kémiai kutatások jelentõs része még szorosabb kapcsolatba került a biológiai, a humán- és növényélettani és a gyógyszerhatástani kutatásokkal és egyre több bioorganikus kémiai problémán kezdtek el dolgozni a hazai szerves kémikusok. Azonban jelenleg is fontos szerepet töltenek be azok a kutatások, amelyek a hazai hagyományoknak megfelelõen alakultak ki, mivel folyamatosan korszerûsödtek és összhangban voltak és vannak a külföldi kutatási irányokkal. Ezek a kutatási területek a következõk:

Alkaloidkémia. A morfinvázas vegyületek mellett az indol-, tropán- és izokinolinvázas alkaloidok szintézise és szerkezetvizsgálata és gyógyszerként való hasznosításuk.

Terpenoidok. Ezen vegyületcsalád kutatása elsõsorban a rovarferomonok és a juvenilhormonok kémiai szintézisével és szerkezetvizsgálatával kapcsolatos. Fontos szerepük van a környezetkímélõ növényvédelemben is.

Szénhidrátkémia. A kutatások a glikoproteinekre, a biológiailag hatásos oligo- és poliszacharidok szintézisére, a szénhidrátokat is tartalmazó receptorokra, valamint olyan immunológiai folyamatokra terjednek ki, amelyekben szénhidrátmolekulák vagy glikoproteidek vesznek részt. Jelentõsek továbbá a nukleotid- és nukleozid-kutatások is.

Szteroidkémia. A szteránvázas vegyületek biológiai hatásának szerkezetmódosítással való változtatása.

Flavonoidkémia. Hazánkban a kutatások a flavonoidok izolálására, szerkezetük meghatározására és farmakológiai vizsgálatukra terjed ki.

Peptidkémia. A tudományterület egyre nagyobb jelentõségénél fogva (hormonhatású polipeptidek) egymás után alakultak peptidkémiai kutatócsoportok. A eredményes kutatómunka egyik jelentõs állomása volt az adrenokortikotróp hormon teljes kémiai felépítésének tisztázása. A késõbbiekben számos neuropeptid és polipeptid-hormon szintézisét dolgozták ki és fontos eredmények születtek a peptidek sztereokémiája és hatásmechanizmusának vizsgálata terén is. A hazai peptidkutatásnak gyógyászatban hasznosított termékei is vannak.

Heterociklusos vegyületek. Kondenzáltvázas telített és részlegesen telített hetrociklusok szintézise és térszerkezet-vizsgálata.

A szerves és a koordinációs kémia szempontjából egyaránt igen fontos tudományterület a szupramolekuláris kémia, amely a gazda (host)–vendég (guest) kölcsönhatás vizsgálatával, a gazdamolekulák céltudatos tervezésével és az azokban rejlõ kémiai információkkal, az információk-indukálta, másodlagos kötésekkel kialakuló molekula–molekula, molekula–ion komplexek tulajdonságaival foglalkozik. Idetartoznak többek között az enzim–szubsztrátum, az antitest–antigén, a makrociklusos (gazda)molekula–fémion komplexek. A hazai szerves kémikusok számos, a koronaéter-, valamint a kalixerén-vegyületcsaládhoz tartozó új gazdamolekulát állítottak elõ.  A szupramolekulák kialakulásához vezetõ folyamatoknak szerepe van többek között a fázistranszfer-katalízisben, továbbá racém keverékék antipódjainak szétválasztásában, valamint a szelektív ionmegkötésben.

Robbanásszerû fejlõdés jellemzi, a szinte beláthatatlan perspektívát elénk táró kombinatorikus kémiát, amelynek ún. osztásos-keveréses (“split-mix”) elvének kidolgozásában magyar kutatók úttörõ szerepet játszottak.

A modern szerves kémiai kutatás nem nélkülözheti a legkülönbözõbb szerkezetvizsgáló módszereket: a röntgenkrisztallográfiát, a kisszögû röntgen- vagy neutronszóródás mérését, az NMR-spektroszkópiát, az elektronmikroszkópiát és az egyes fizikai erõtereket, valamint másodlagos kémiai erõket is érzékelõ atomerõ (atomic force) mikroszkópiát. A szerkezetvizsgáló módszerekkel foglalkozó kutatók nemcsak egyes konkrét kémiai problémák megoldásában nyújtottak segítséget, hanem az adott feladat megoldása során a vizsgálómódszer vonatkozásában is jelentõs új eredményeket értek el.

A hazai szerves és biomolekuláris kémia a tudományterület szinte teljes spektrumát átöleli. Vannak hagyományos témakörök, és egyre nagyobb számban olyanok, amelyek a nemzetközi kutatási irányok követése révén csak az utóbbi évtizedben alakultak ki. Az érintett akadémiai és egyetemi kutatóhelyek munkássága sok szálon kapcsolódik a nemzetközi kutatási irányokhoz és eredményeik hasznosíthatók a szerves és gyógyszerkémiai ipari alkalmazások területén.
 

3) Kolloidkémia

Igen nagy nyeresége a hazai kémia tudományának, hogy Buzágh Aladár – Wolfgang Ostwald, majd Herbert Freundlich intézetében eltöltött évek után – elindította a kolloidkémia kutatásokat. Kitartó munkával – csaknem valamennyi európai és tengerentúli országot megelõzve – megvetette hazánkban a kolloidkémiai oktatás alapjait és 1944-ben megalapította a Pázmány Péter Tudományegyetemen a Kolloidkémiai és Kolloidtechnológiai Tanszéket.

Buzágh Aladár munkatársaival számos alapvetõen fontos problémakörrel foglalkozott: a kolloidrészecskék közötti kölcsönhatásokkal és ehhez kapcsolódóan a diszperz rendszerek állandóságával, a diszpergálás és a peptizáció mechanizmusával, a gélek szerkezetével és az adhézióval. Ezen túlmenõleg szoros kapcsolatot tartott több olyan iparággal (papír-, bor-, lakk- és festékipar), amely igényelte a kolloidkémia szemléleti és gyakorlati segítségét. Késõbb tanítványa, Wolfram Ervin, irányításával jelentõs eredmények születtek a felületek nedvesedõképességének, valamint az adszorpció folyamatának kísérleti vizsgálata és elméleti értelmezése területén.  A hazai adszorpciós iskola megteremtésében meghatározó szerepe volt Schay Gézának, aki Nagy Lajos Györggyel és munkatársaival rendszerezte a binér elegyekre vonatkozó adszorpciós termodinamikai összefüggéseket. Schay Géza dolgozta ki a gázkromatográfiás elválasztás egzakt termodinamikai alapjait. Említést érdemel az ún. T izoterma, amely a heterogén szilárd felületeken végbemenõ gáz- (gõz)-adszorpciót írja le és értelmezi.

Az évek során a többi tudományegyetemen is megalakultak a kolloidkémiai tanszékek. Buzágh Aladár másik tanítványa, Szántó Ferenc lett a szegedi kolloidkémiai tanszék vezetõje, ahol széles körû vizsgálatok folytak a gyakorlati szempontból is fontos diszperz rendszerek (agyagásványok, fúróiszapok, kõolaj-emulziók, festékek, stb.) stabilitása, szedimentációja és reológiai tulajdonságainak megismerésére. Többek között ott folynak kutatások a nanoszerkezetû anyagok elõállítása és tulajdonságainak vizsgálat terén, továbbá tanulmányozzák a félvezetõ kolloidok, fémszólok és módosított agyagásványok katalitikus és fotoelektromos tulajdonságait.

Ismét az érdeklõdés elõterébe került a Liesegang-jelenség, amelynek modern módszerekkel való tanulmányozása sok új információval gazdagította ismereteinket. Foglakoznak a környezeti hatásokra érzékeny kompozit gélek elõállításával, tulajdonságaik vizsgálatával, valamint alkalmazási lehetõségeik feltárásával.

A hatvanas évek közepétõl a makromolekulákra vonatkozó kutatások a makromolekuláris fizikai-kémiai és a kolloidkémiai szemlélet integrálásával kezdõdtek el. A széles körû és igen figyelemreméltó kísérleti és elméleti eredményekre vezetõ kutatások során többek között tanulmányozták a makromolekuláris gélek mechanikai és termodinamikai sajátosságait.

A kolloidkémia területéhez kapcsolható témák közül említést érdemelnek a micellák stabilitására, a talajkolloidok fémion-megkötõképességére, valamint az intenzív mechanikai behatások (aprítás, õrlés, porítás) elõidézte változásokra vonatkozó vizsgálatok is.
 

4) Elektrokémia

Az ötvenes évek elején a legjelentõsebb elektrokémiai alkotómûhely Erdey-Grúz Tibor irányításával jött létre és részben ott alakultak ki a következõ évtizedek kutatási irányai, továbbá ott nevelõdött ki a tudományág késõbb nemzetközi hírnevet szerzett kutatóinak egy része.

A kutatások az alábbi területeket ölelték fel: az elektrolitoldatok szerkezetének, az ionszolvatáció termodinamikájának, valamint a terner elektrolitoldatoknak tanulmányozását; a fémionok ionizációja és a fémionok elektrokémiai semlegesítése mechanizmusának felderítését; szerves vegyületek oxidációját és redukcióját; az elektrokémiai oszcilláció tanulmányozását, továbbá elektroszorpciós, valamint korróziós vizsgálatokat.  A késõbbiek során foglalkoztak a polimerfilm elektródokkal és a bennük végbemenõ ion- és oldószer-transzport folyamatokkal. A durva elektródfelületek leírására a fraktálgeometriát alkalmazták. Említést érdemel az irreverzibilis termodinamika elméletének alkalmazása az elektrokémiai transzportfolyamatokra.
 

5) Reakciókinetika

Hazánkban a XX. század közepéig nem alakult ki olyan tudományos muhely, amely a kémiai folyamatok idobeli lefolyásával és mechanizmusával foglalkozott volna. Az ötvenes évektõl kezdõdõen azonban Szabó Zoltán akadémikus vezetése alatt kezdett kibontakozni az a kutatási irány, amely az elsõ idõkben fõleg a gázfázisban végbemenõ reakciók kinetikájának és mechanizmusának tanulmányozását tûzte ki célul, késõbb pedig a szilárd fázisokon és szilárd fázisokban végbemenõ átalakulások kutatásával is foglalkozott. Az oldatkinetikában fontos szerepet játszó indukált kémiai reakciók tanulmányozása, továbbá a koordinációs kémiához kapcsolódó kinetikai kutatások is õ tanszékén indultak el.  Jelentõsen elõrelendítette és kiszélesítette a reakciókinetika és a katalízis területén folyt kutatási tevékenységet a Reakciókinetika és Katalízis Munkabizottság, Szabó Zoltán által kezdeményezett, megalakulása. Ebbõl az igen aktív és szakmailag “kemény” tudományos környezetbõl nõtt ki a tudományterület jelenlegi vezetõinek legnagyobb része, akik közül sokan maguk is iskolateremtõkké váltak.

Néhány évtizeddel ezelõtt kezdõdtek el hazánkban a fotokémiai kutatások. Ezek egyrészt a szervetlen kémiai rendszerekben, másrészt a gázfázisban (beleértve a légkört is) végbemenõ reakciók területén gazdagították ismereteinket és hoztak környezetkémiai szempontból is hasznosítható eredményeket.

A hetvenes évek elején fordult a kutatók egy részének az érdeklõdése a nemlineáris dinamikájú kémiai jelenségek vizsgálata felé. Több kutatócsoport – részben összehangolt – munkájának eredményeképpen számos kémiai oszcillátort fedeztek fel és jellemeztek, tisztázták a kémiai oszcilláció kialakulásának feltételeit, reakciómodelleket dolgoztak ki, eredményeket értek el a térbeli kémiai struktúrák (a kémiai és gravitációs hullámok, a Turing-szerkezetek), a kémiai káosz, valamint a fraktálnövekedés és egyes nemlineáris biológiai folyamatok vizsgálata területén. A nemlineáris dinamikájú jelenségek, amelyek az élõ és az élettelen természetben, sõt még a társadalmi mozgásokban is fontos szerepet játszanak, alapvetõen változtatták meg az idõbeli és térbeli folyamatokkal kapcsolatos szemléletünket.
 

6) Koordinációs kémia

Végigtekintve a hazai koordinációs kémiai kutatásokon megállapítható, hogy az ötvenes évek második felétõl napjainkig folyamatos, a legfontosabb nemzetközi irányzatokkal lépést tartani tudó fejlõdés figyelhetõ meg. A koordinációs kémia intézményes formái hazánkban a hatvanas évek során alakultak ki. A koordinációs kémiai problémák iránt elsõsorban azok kezdtek el érdeklõdni, akik szoros kapcsolatban voltak a szervetlen analitikai kémiával. Az analitikai kémia ugyanis számos komplexképzõdésen alapuló reakciót használ ionok kimutatására, elválasztására, dúsítására és kvantitatív meghatározására.

Hazánkban a rendszeres koordinációs kémiai alapkutatások a komplexképzõdési reakciók egyensúlyi vizsgálatával kezdõdtek el. A viszonylag egyszerû, csak egyfajta ligandumot tartalmazó komplexek mellett tanulmányozták a vegyes ligandumú, valamint a többmagvú komplexek egyensúlyi viszonyait is, és a hatvanas évek végétõl egyre többen kezdtek el foglalkozni a biológiai jelentõségû ligandumokat – elsõsorban aminosavakat – tartalmazó fémkomplexekkel is. Ezek a munkák tekinthetõk a hazai biokoordinációs kémiai kutatások kezdetének. A potenciometriás egyensúlyi méréseket késobb ESR-, NMR- és CD-vizsgálatokkal egészítették ki, továbbá módszert dolgoztak ki az ún. mikroállándók meghatározására is és ennek következtében az egyensúlyi rendszerek legfinomabb részleteit is megismerhettük. A számítástechnika széles körû elterjedése lehetõvé tette olyan programok használatát, amelyek segítségével makromolekulák (elsõsorban biopolimerek), tehát polifunkciós ligandumok, fémkomplexeinek és protonálódási reakcióinak egyensúlyi adatai is kiszámíthatóvá váltak. Az utóbbi tizenöt év során több kutatócsoport nemzetközileg is nagyra értékelt eredményeket ért el többek között a réz, az alumínium, a vanádium, az ón biokoordinációs kémiájában és a nemzetközi együttmûködésben végzett kutatások orvos-biológiai szempontból is értékesek lehetnek. Említésre méltók a ritkaföldfém-komplexekkel, valamint a makrociklusos fémkomplexekkel, továbbá a hidrogénhidas-, a molekula-, a ciklodextrin- és legújabban a fullerénkomplexekkel kapcsolatos kutatások is.

A fémkomplexekben a legtöbb fémioncentrumon a ligandumcsere-reakciók nagy sebességgel játszódnak le (a felezési idõk mikro- ill. nanoszekundum nagyságrendbe esnek) és ezért ilyen reakciók tanulmányozása csak akkor vált lehetõvé, amikor hazánkban is elterjedtek a gyors kinetikai módszerek – elsõsorban a “stopped flow” és a relaxációs módszerek. A kinetikai vizsgálatok három irányban folytak és folynak jelenleg is: a) a ligandumcsere; b) a redoxireakciók, és c) a homogén katalízis terén.  A redoxireakciók kinetikáját és mechanizmusát nemcsak a fémkomplexek esetében, hanem szervetlen kémiai reakciók (így többek között az indukált kémiai reakciók) vizsgálata során is tanulmányozták.

A hazai koordinációs kémikusok és a velük együtt dolgozó, a szerkezetkutatásban jártas kollégák, a koordinációs vegyületek szerkezetének és kötési problémáinak tisztázásához is hozzájárultak, felhasználva a látható, az UV-, az IR-, a Raman-, az EXAF-spektroszkópiát, az NMR-, az ESR-, az ORD-, a CD-módszert és a gáz-elektrondiffrakciót – mely utóbbival szervetlen vegyületek igen széles körét vizsgálták –, továbbá a vas-, az ón-, az európium- és az iridiumkomplexek esetében a Mössbauer-spektroszkópiát.

A jelenleg folyó kutatások és az eddig elért eredmények alapján a fejlõdési irányok is elég jól kirajzolódnak. Ezek a következõk: fémtartalmú gyógyszerek utáni kutatás (vagyis a “medicinal inorganic chemistry”) hangsúlyozott mûvelése; metalloenzimek, valamint fém–biopolimer komplexek szerkezetének felderítése; fémet tartalmazó enzimmodellek reakcióinak tanulmányozása; a molekuláris növényélettanhoz kapcsolódó kutatások.  A felsorolt kutatási irányok mindegyike az élettudományok egyes problémái molekuláris alapjainak tisztázását fogja elosegíteni.
 

7) Fém- és elemorganikus kémia

Hazánkban az egyik legsikeresebben és legeredményesebben mûvelt kémiai tudományterület a fémorganikus kémia. Ezen a területen a kutatásokat, még az ötvenes évek elsõ felében, az ipari hidroformilezéshez kapcsolódó problémák vizsgálata indította el. Kezdetben elsõsorban a fémkarbonilokat és a rokon fémorganikus vegyületeket tanulmányozták és tisztázták az alkén-hidroformilezés mechanizmusát. A késõbbiek során a kutatások témaköre igen jelentõsen kibõvült, így többek között a ródium-foszfin-komplexek jelenlétében történõ hidrogénezési és karbonilezési reakciók vizsgálatával, a platina-, ill. palládiumkomplexek szerves szintézisekben való alkalmazásával, továbbá a molibdén- és volframtartalmú homogén katalizátorok elõállításával és felhasználásukkal. A kutatási eredmények egyben bõvítették ismereteinket a klaszterkémia területén is.  Figyelemre méltó eredmények születtek a heterogyûrûs ferrocénszármazékok kémiája terén is. A fémorganikus vegyületek szerkezetét és reakciómechanizmusukat elméleti módszerekkel is tanulmányozták.

Már az ötvenes évektõl kezdõdõen több kutatóhelyen széles körû preparatív kémiai, elméleti kémiai és gyakorlati szempontból is jelentõs eredmények születtek a szilikonok kémiája terén.
 

8) Nukleáris kémia és radiokémia

Elõadásomban tárgyalandó idõszak (1951-2001) kezdetén Imre Lajos izotóp-nyomjelzéses vizsgálatai, amelyek során analitikai csapadékok felületén történõ ioncsere folyamatokat, azok kinetikáját és termodinamikáját tanulmányozta, érdemel elsõdlegesen említést. (Ilyen jellegû kutatások Debrecenben jelenleg is folynak.) A KLTE-n 1960-ban felépült Izotóp Laboratóriumban a kutatási témák jelentõsen kibõvültek és a radioizotóp-nyomjelzés technikáját felhasználták és felhasználják diffúziós, adszorpciós, anódos-katódos leválási, továbbá korróziós folyamatok és cserereakciók tanulmányozására. A radioizotópos nyomjelzést a késõbbi évek során felhasználták koordinációs kémiai és elválasztási problémák tisztázására is.

Az ötvenes évek során az Országos Atomenergia Bizottság a hazai radiokémiai kutatások elõsegítése céljából izotóptanfolyamokat szervezett és ennek eredményeképpen kialakult az a kutatógárda, amely a megépült izotóplaboratóriumokban kezdhette el a munkáját. Az ötvenes évek második felében már néhány radioizotóphoz (I-131, P-32, S-35, Na-24) viszonylag könnyen hozzá lehetett jutni. Nagyon kis aktivitásokkal engedélyezték a munkát közönséges laboratóriumokban is, ami azt jelentette, hogy igen sokféle, analitikai, ill. reakciókinetikai célból tervezett nyomjelzéses vizsgálatot el lehetett végezni.

A kísérleti atomreaktor beindítása után megindulhattak a neutronaktivációs analitikai kutatások, az utóbbi években pedig az ott dolgozó kutatók továbbfejlesztették a prompt-g-aktivációs analízis módszerét. A nagy hatásfokú és legtöbb esetben nedves kémiai beavatkozást nem igénylõ módszerek számos analitikai kémiai feladat megoldását tették egyszerûbbé, vagy egyáltalán megoldhatóvá.

A sugárhatás-kémiai vizsgálatok 1955-ben kezdõdtek el, és az évek során több kutatócentrum jött létre. Sajnos ma már csak egy létezik: a Kémiai Kutatóközpont Izotóp- és Felületkémiai Intézetében, ahol a polimerkémiához kapcsolódó kutatások folynak. E tudományterület egyik vezetõ kutatója, Földiák Gábor, a közelmúltban távozott el közülünk.

Hazánkban a Mössbauer-spektroszkópiát a kémia kutatásokban a hatvanas évek második felében kezdték el alkalmazni. Ezen a területen dolgozó vezetõ kutatók, közöttük Burger Kálmán, nagyon hamar felismerték ebben a módszerben rejlõ lehetõségeket, amelyeket igen intuitív módon kiaknázva tisztáztak számos, a koordinációs kémia szempontjából alapvetõ problémát. A Mössbauer-spektroszkópiai kutatásaik hozzájárultak továbbá a korróziós folyamatok jobb megismeréséhez, valamint a szilárdtest fizikai-kémia egyes kérdéseinek megoldásához. Kiemelkedõ eredményeket értek el az oldatfázisú Mössbauer vizsgálatok területén is.  A pozitronannihilációs spektroszkópia területén végzett kutatások is jelentõsen bõvítették ismereteinket.  A neutronsugárzás fullerénekre gyakorolt hatása igen figyelemreméltó eredményekkel gazdagította a fullerének kémiáját.
 

9) Elméleti kémia és kémiai informatika

A kvantumkémiát, amely a kvantummechanikából fejlõdött ki, az elsõ idõkben a fizikusok mûvelték. Magyar kutatók az ötvenes évektõl kapcsolódtak be a molekulapálya-módszerek kidolgozásába, a molekulagrafikával a hatvanas évektõl, a molekuladinamikával pedig a nyolcvanas évek elejétõl foglalkoznak. Igen jelentõs eredmények születtek a fehérjekrisztallográfia területén. A számítógépes molekulagrafika molekuladinamikai és molekulamechanikai módszerekkel kiegészítve fehérjék modellezését is lehetõvé teszi, továbbá azok a molekulamodellek, amelyek az elektrosztatikus potenciált is megjelenítik, jól alkalmazhatók egyes kémiai és biokémiai problémák tárgyalására.

Kiemelendõnek tartom továbbá azokat az eredményeket, amelyek a szemi-makroszkopikus modellek kidolgozásához, a kvantitatív hatás–szerkezet összefüggés feltárásához, továbbá a számítógépes szimuláció területéhez kapcsolódnak. Ez utóbbi területen a vizes oldatok tulajdonságainak vizsgálata során értékes metodikai eredmények is születtek.

A kémiai informatika határterületi tudomány. Eredetei arra az idõre nyúlnak vissza, amikor a kémikusok közül még csak igen kevesen érdeklõdtek a matematikai módszerek után és számítógépek nem is léteztek. Ebben az idõben szoros kapcsolat alakult ki a matematika iránt érdeklõdõ vegyészek, egyes fizikai kémikusok és elméleti kérdésekkel foglalkozó vegyészmérnökök között. Amikor a számítógépek már könnyebben hozzáférhetõvé váltak, egyre több helyen alakultak olyan csoportok, amelyek a kutatásban és az oktatásban a matematika és a számítógépek kémiai alkalmazásait fontosnak tartották. Így pl. vegyipari mûveleti, valamint az analitikai kémiai kutatóhelyeken statisztikai és kemometriai módszerek alkalmazásával és fejlesztésével foglalkozó csoportok jöttek létre. Ezek a témakörök a késõbbiek során bõvültek a laboratóriumi információs és menedzsment-rendszerekkel, a bonyolult mûszerek, illetve technológiai rendszerek számítógépes vezérlésével és a számítógépes jelfeldolgozással.

A kémia és az élettudományok közötti sokrétû, kölcsönös egymásrautaltsági kapcsolat, a genetikai forradalom, a kombinatorikus kémia térhódítása és a laboratóriumi mûveletek automatizálása miatt egyre újabb területeken használnak és fejlesztenek ki a vegyészek számítógépes informatikai rendszereket. A kémiai informatikai kutatások, interdiszciplináris jellegük miatt, általában beépülnek a különbözõ kémiai kutatási eredményekbe: azok értékelésébe és értelmezésébe.
 

10) Anyagtudomány

Az anyagtudomány, amely magában foglalja kémiai, fizikai és mûszaki ismereteink nem jelentéktelen részét, igényel továbbá matematikai és egyre nagyobb mértékben élettudományi ismereteket, az elmúlt 10-15 évben az érdeklõdés elõterébe került. Ennek a ténynek két oka van: egyrészt a megoldandó problémák interdiszciplináris jellege, másrészt a technikai fejlõdés gyorsuló üteme.

Ebben a tudományágban az alábbi hazai kutatási területeket érdemes kiemelni. A mûszaki kerámiák, elsõsorban oxidkerámiák kutatása, fejlesztése és gyártása területén, hazánk hagyományokkal rendelkezik. A biokerámiák közül pedig kiemelendõ a hidroxiapatit–fluorapatit-alumínium-oxid csonttal összenövõ bioaktív-bioinert protézis kifejlesztése. – Mûanyagok. A hazai polimerkémiai és -fizikai kutatások néhány területen nemzetközi színvonalúak, azonban egyes kutatóintézetek átszervezése következtében a kutatás volumene sajnos az utóbbi idõben jelentõsen csökkent. Kiemelendõnek tartom a gyógyászatban alkalmazható polimerek elõállítására kidolgozott eljárásokat, továbbá a biológiailag lebontható polimerekre vonatkozó kutatásokat. – Nanostruktúrák. Az utolsó 10 évben a nanoszerkezetû anyagok tulajdonságainak vizsgálata és alkalmazhatósági területeik felderítése a hazai kutatók egy részének az érdeklõdését is felkeltette. A nanostruktúrájú anyagok némelyike kiváló foto- és egyéb katalizátor. Elõállításukra és stabilizálásukra kolloidkémiai módszereket alkalmaznak (szabályozott kolloidszintézis).  Foglalkoznak szervetlen anyagú és szén nanocsövek katalitikus elõállításával és alkalmazási lehetõségeik kutatásával is. – Az intelligens anyagokra vonatkozó hazai eredmények közül az ún. mágneses gélek kifejlesztését kell megemlíteni. Ezekkel a gélekkel, a mágneses térerõsség eloszlásától függõen, a legkülönbözõbb deformációs viselkedés valósítható meg és így lehetõség nyílhat biológiai mozgások leképezésére. – Szilárdtest-kémia; felületek és határfelületek kémiája.
Az ebben a témakörben már több évtizede folyó hazai kutatások igen jelentõsek és nagy a nemzetközi elismertségük. Széles körû vizsgálatok folynak a szilárd testek felületén végbemenõ reakciók elemi lépéseinek felderítésére, gyorsított ionokkal elõidézett felületkémiai és szerkezeti átalakulások tisztázására és vékonyréteg szerkezetek megismerésére. – Folyadékkristályok. Igen eredményes kutatások folynak a folyadékkristály-molekulák kémiai szintézise terén, valamint a kémiai szerkezet és a folyadékkristályokban kialakuló rendezettségi forma közötti kapcsolat felderítésére.
 

11) Mûszaki kémia

A mûszaki kémiai kutatások egy részét a MÜKKI tevékenységénél már ismertettem. Az egyetemeken a környezetvédelmi technológiai, az elválasztástechnológiai, a kémiai technológiai kibernetikai és a szénhidrogén-technológiai, továbbá fázisegyensúlyok termodinamikájára, a szuperkritikus extrakcióra és a környezetbarát folyamattanra vonatkozó kutatások érdemelnek elsõdleges figyelmet.
 

12) Környezeti kémia

Az egyre nagyobb mérvû környezetpusztulás a hazai kutatókat is ráébresztette ezen ökológiai folyamat súlyos következményeire. Ennek következtében a kémikusok közül is mind többen kezdtek el foglalkozni egyrészt a légkörben, a hidroszférában és a litoszférában (elsõsorban a talajban) végbemenõ kémiai folyamatokkal, másrészt a környezet kémiai állapotának vizsgálatával A környezeti kémia, amelynek egyes egyetemeken már külön tanszéke van, multidiszciplináris tudomány, mivel problémáinak tisztázásához légkörtani, geológiai, biológiai stb. ismeretekre is szükség van.  Hazánkban az elmúlt két évtized során igény eredményesen mûködõ kutatócsoportok alakultak ki, amelyek sok irányú tevékenységet fejtenek ki. – Légkörkémiai kutatások: az atmoszférában történõ anyagáramlás követése; a szerves légszennyezõk lebomlásában szerepet játszó szabad gyökök reakcióinak kinetikai vizsgálata és modellezése. – Analitikai vizsgálatok: mintavételi módszerek, azonosítás, dúsítás, elválasztás, mennyiségi meghatározás, speciáció, új eljárások kidolgozása. – Káros emissziók csökkentésére vonatkozó kutatások.  Környezetbarát eljárások fizikai-kémiai alapjainak tisztázása; “zöld kémia” folyamatok tervezése.

Vizsgálatok folynak továbbá annak tisztázására, hogy magas homérsékleten milyen környezetre ártalmas vegyületek képzõdhetnek; milyen módon lehet hasznosítani a biomasszát; hogyan reciklizálhatók a mûanyagok és hogyan kezelhetõk a veszélyes hulladékok termikus plazmában.
 
 

A Kémiai Osztály mindig is nagy súlyt helyezett arra, hogy a kémia legkorszerûbb irányai – amennyiben a személyi és valamennyire az anyagi feltételek adottak – a tanszéki kutatócsoportok tudományos programjában szerepeljenek. Erre bizonyíték, hogy a korábban már igen eredményesen mûködõ kutatóegységek mellett ma már a környezeti kémia, a levegõkémia, a nanostrukturált diszperz rendszerek, a kémiai szenzorika és a tudományelemzés területén is mûködnek tanszéki kutatócsoportok.
 

Záró gondolatok

Ötven év összes tudományos eredményeit, amelyek közel ötven tanszéken és számos kutatóintézetben születtek, egy rövid negyvenperces eloadásban még nagy vonalakban is lehetetlen ismertetni. Remélem azonban, hogy mindezek ellenére elõadásomból kirajzolódott a hazai kémiakutatás eredményessége, sokszínûsége és gondolatgazdagsága.

Elõadásom végéhez közeledve tisztelettel emlékezem neves elõdeinkre, akiknek nagyrészt úttörõ munkáját igyekeztünk méltóan folytatni. A jövõbe pedig – minden nehézség ellenére – bizakodva tekintek, mivel ismerem az utánunk következõ generációkban rejlõ szellemi erõt, amely biztosíték a hazai kémiatudomány további eredményes fejlõdéséhez. Ennek kibontakoztatásához azonban mind erkölcsileg, mind anyagilag a mostaninál sokkal nagyobb mértékû támogatás szükséges.

Kutatónak nem lehet születni. Egy fiatal valahonnan kell, hogy kapja az ösztönzést, hogy élete egyik célja a kutatás, az új keresése, megismerése és megértése legyen. Az ösztönzést pedig elsõsorban egyetemi tanulmányai során oktatóitól kaphatja meg. A hazai oktatógárda minden idõben fogékony volt az új eredmények, az új felismerések, az újonnan kialakuló tudományterületek megismertetésére. Folyamatosan korszerûsödtek a fõkollégiumok anyagai, egyre nõtt a speciálkollégiumok választéka és ez utóbbiak elõadásában fontos szerepet játszottak és játszanak a kutatóintézetekben dolgozó, valamint külföldön élõ kollégáink is. Az elõadások szintjén minden idõben korszerûnek tekintett egyetemi oktatásra gondolva, elõadásom összeállítása közben, felidéztem a reformkori politikus, író és költõ, Eötvös József egyik versében leírt gondolatát: ”Kit nem hevít korának érzeménye, / Szakítsa ketté lantja húrjait.” A mi esetünkben a “kor érzeménye” a tudomány fejlõdésével való lépéstartás – lehetõségeink között, és mivel ezt – úgy érzem – megtettük és ezután is meg fogjuk tenni, a lant húrjait nem kell szétszakítanunk.
 
 

Irodalom
Görög Sándor (szerk.): Kémiai tudományok az ezredfordulón. 2000., MTA, 113 p.
Vinkler Péter, Szépvölgyi János, Tétényi Pál: Kémiai Kutatóközpont. Bp. 2000., MTA, 68 p.
Glatz Ferenc (szerk.): Magyarországi kutatóhelyek. Természettudományok. Kémia. Bp. 2001., MTA, 99 – 164 p.
 

Köszönettel tartozom azoknak a kollégáknak, akiktõl elõadásomhoz értékes információkat kaptam.