Mangeårig kjemiker Allen Bard ønsker ikke å bli et kjent navn; han bryr seg mer om å veilede unge forskere. Men berømmelse har funnet ham uansett - noen forskere kjenner ham kanskje som faren til moderne elektrokjemi.
For et halvt århundre siden var Bard banebrytende for forskning innen elektrogenerert kjemiluminescens (også kalt elektrokjemiluminescens), en prosess som utnytter den energiske overføringen av elektroner mellom molekyler for å skape lys. Kjent som ECL, har teknikken blitt en del av en standard klinisk analyse for å identifisere en rekke mikroskopiske stoffer, fra proteiner til virus som HIV.
Bard, som er professor ved University of Texas og driver det Senter for elektrokjemi , var også blant de første forskerne som eksperimenterte med fotoelektrokjemi, som innebærer å produsere elektrisitet eller kjemikalier fra lys - forskning som han fortsatt driver med.
Kreditt går vanligvis til Bard også for å ha utviklet en ny bildeteknikk kalt skanningselektrokjemisk mikroskopi, som forskere bruker for å studere elektrokjemisk atferd - det vil si strømmen av elektroner til molekyler, atomer og andre kjemiske arter - i grensesnittet mellom en væske og en fast eller en biologisk celle.
Tidligere sjefredaktør for Journal of the American Chemical Society , Bard har de siste årene mottatt to prestisjetunge utmerkelser fra president Obama – National Medal of Science, samt Enrico Fermi Award.
Nå 80 år forsker Bard, sammen med teamet hans av studenter og postdoktorer, på et materiale som kan tjene som en alternativ energikilde ved å hjelpe til med å utføre kunstig fotosyntese.
Science Friday spurte Bard om hans tidlige interesse for vitenskap, hans tilnærming til forskning og hans stolteste prestasjon.
Vitenskapsfredag: På hvilket tidspunkt visste du at du ville bli vitenskapsmann?
Allen Bard: Jeg visste det i en veldig tidlig alder. Broren min var 11 år eldre enn meg, og søsteren min 10, og de oppmuntret meg begge i naturfag. De hadde begge kjemisett og tok meg med til American Museum of Natural History i New York, som hadde filmer om forskere, som historien om Louis Pasteur, og alle slags ting.
Hvilket vitenskapsfelt var du først interessert i, og endret det seg når du ble eldre?
Jeg var interessert i biologi og dyr, noe jeg tror de fleste barn er. Det fortsatte selv gjennom videregående, men på den tiden så jeg ikke på biologi som et veldig fremskritt felt – dette var pre-molekylær biologi, pre-DNA. Så jeg bestemte meg for at kjemi var virkelig bedre for meg.
Hadde du et vitenskapelig idol?
Som ungdom var den som interesserte meg mest Luther Burbank. Det var fascinerende for meg at han kunne blande to frukter bare ved å gjøre en pode. Senere antar jeg at det var Linus Pauling. Jeg syntes han var en veldig interessant fyr.
Har du alltid en praktisk bruk i tankene når du forsker?
Det kommer an på. Da jeg gjorde det første arbeidet i ECL, eller elektrokjemiluminescens, hadde jeg ikke en spesiell praktisk bruk eller mål i tankene. Jeg gjorde det fordi jeg var veldig nysgjerrig på hvordan ting skjedde og for å forstå dem. Men så på et visst tidspunkt, når du jobber med noe, begynner du å se mulige bruksområder.
Vi prøvde i begynnelsen å lage en laser med ECL, som aldri fungerte. Mye senere fikk vi ideen om å bruke den som en klinisk test. I mange av disse kliniske testene, hvor du leter etter proteiner eller virus eller noe, har du et antistoff som vil feste seg til det bestemte stoffet – ‘Jeg ser etter X; Jeg kan få et antistoff som vil treffe og holde seg til X.’ Men for å vite når det skjer, må du sette en etikett på det antistoffet – noe du kan oppdage analytisk. Det kan være fluorescens, det kan være radioaktivitet, eller det kan være elektrokjemiluminescens. Med George Whitesides, som er en organisk kjemiker som visste mer om immunkjemi, utarbeidet vi en klinisk analyse ved å bruke ECL som i utgangspunktet er standardanalysen akkurat nå for å utføre kliniske analyser. Så i så fall endte det opp med å bli mer vellykket og nyttig enn jeg noen gang hadde forestilt meg.
På den annen side, ting som jeg trodde ville være veldig nyttige, som våre tidlige stadier av fotoelektrokjemi – å ta lys og gjøre kjemi med det – har ikke funnet ut ennå. Vi hadde en fin teknikk for å ta et halvledermateriale – et billig som titandioksid – kaste det i forurenset vann, skinne sollys på det og rydde opp i vannet. Og jeg trodde det skulle være en veldig nyttig ting, men det var bare ikke konkurransedyktig med rimeligere metoder.
Det er veldig vanskelig i vitenskapen å gi et så viktig bidrag at du blir et kjent navn og ideene dine går inn i lærebøker. Til syvende og sist tror jeg at alle må innse at vi alle jobber med dette fordi vi liker det.
Hvordan ble du interessert i fotoelektrokjemi?
På begynnelsen av 70-tallet holdt jeg en forelesning ved University of Wisconsin om elektrokjemiluminescens, og noen i salen rakte opp hånden og sa: ‘Du vet, det er lett å ta strøm og lage lys – det gjør vi hele tiden. Det du egentlig vil tenke på er å bruke lys til å lage strøm ved hjelp av solenergi.’ Og det viste seg at fyren som stilte det spørsmålet var Farrington Daniels , som var en ganske kjent fysisk kjemiker og hadde vært interessert i solenergi en stund. Det tok noen år før jeg begynte å forstå hvordan man kunne generere elektrisitet med lys gjennom elektrokjemi, og så serendipitalt var det den første energikrisen rundt 1973. Folk ble plutselig veldig bekymret for at olje og kull skulle gå tom, og klimaet. endring var i horisonten, og derfor begynte folk å jobbe seriøst med solenergi – president Carter presset på for det. Så jeg antar at jeg heldigvis kom inn i feltet til rett tid.
Hva jobber du med nå?
Vi jobber med flere ting, men jeg tror det mest interessante med tanke på praktisk er at vi har begynt å prøve å lage rimelig tynt silisium for kanskje å lage en solcelle. Akkurat nå tror vi at silisium er det mest avanserte materialet – det har blitt undersøkt veldig grundig av mange mennesker – men det har vært umulig å få prisen ned. Silisium er vanskelig å lage, og for at det skal være nyttig i en solcelle, må det være veldig rent – noe sånt som 99,99999 prosent rent.
Hva tror du at du ville ha gjort hvis du ikke hadde gått inn i realfag?
Det var mange ting jeg likte, men jeg klarte ikke. Jeg likte musikk. Jeg likte kunst – jeg likte å tegne og male. Men jeg visste at jeg ikke kunne gjøre noen av disse godt nok til å tenke på det som mitt livsverk. Egentlig har jeg aldri tenkt så mye på det. Vitenskapen skulle bli det for meg.
Utenom vitenskapelig litteratur, hva leser du?
Jeg har for det meste lest bøker jeg savnet da jeg vokste opp. Jeg leser ikke mye moderne skjønnlitteratur. Men jeg har gått tilbake og begynt å se på eldre bøker, for eksempel Brave New World. Jeg pleier å velge en forfatter og deretter lese mye av det han har gjort. Jeg har gått tilbake over mange (George) Orwell-ting— 1984 , Dyregård , Hold Aspidistra Flying . Jeg har gått tilbake og lest mye av (Charles) Dickens.
Hvilken faglig prestasjon er du mest stolt av?
Jeg tror jeg er mest stolt av menneskene jeg ble. Jeg vet ikke om du anser det som en profesjonell prestasjon. Men du tenker på forskere som var kjente da jeg var ung og som var mine idoler da jeg gikk på forskerskolen – de er ikke kjent av elevene mine, i det hele tatt. De kjenner ikke engang navnene. Det er veldig vanskelig i vitenskapen å gi et så viktig bidrag at du blir et kjent navn og ideene dine går inn i lærebøker. Til syvende og sist tror jeg at alle må innse at vi alle jobber med dette fordi vi liker det og fordi vi forstår at vi bygger en struktur. Og vi legger inn en liten murstein her og der, og hvis alle legger inn de riktige klossene og alle jobber hardt med det, bygger du en stor vitenskapsstruktur, og det er ikke så viktig hvem som setter klossene inn.
Som jeg forteller elevene mine, er det ikke bare å drive med naturfag som er så gøy, som det er, og så utfordrende og så stimulerende, men det er at du også blir medlem av en moderat eksklusiv gruppe mennesker som alle er interessert i det samme slags ting du er – de er kanskje litt nerdete, men de er alle interessert i hva slags ting du blir begeistret for, så du kan sette deg ned og umiddelbart snakke med dem og komme på samme bølgelengde, uavhengig av hvor de er fra eller hvilket land eller så videre.
Tenker du på å pensjonere deg?
Vel, jeg trekker meg når jeg må pensjonere meg, for det er ingenting jeg liker å gjøre bedre enn det jeg gjør. Jeg elsker å drive med vitenskap, og utfordringen med det, og å jobbe med nye mennesker og unge. Jeg skal gjøre det så lenge jeg kan.
Dette intervjuet er redigert for plass og klarhet.