Ako čitamo ono što su alkemičari pisali, točnije ako na suvremen, kemijski način protumačimo njihove alegorije (spolni odnos Sunca i Mjeseca, rođenje Hermafrodita, Salamander u vatri i sl.) vidimo da su se oni, izuzmemo li srebro i zlato, ponaviše bavili spojevima arsena i žive. Zašto baš njima? Odgovor leži u činjenici da ta dva kemijska elementa, arsen i živa, grade raznobojne kemijske spojeve, pa se po promjeni boje moglo odmah vidjeti da se s tvarima u retorti nešto dogodilo. Čvrsta veza kemije i boje održala se sve do sredine prošlog stoljeća. Ako se pri samoj reakciji ne bi promijenila boja, nastojalo se u reakcijsku smjesu dodati nešto što bi promijenilo boju kad bi nastao željeni produkt. To nešto zove se indikator. Uz svima nam poznate kiselinsko-bazne indikatore, koji mijenjaju boju u ovisnosti o vrijednosti pH otopine, postoje još oksidacijsko-redukcijski indikatori koji mijenjaju boju u ovisnosti o oksidacijskoj snazi, redoks potencijalu otopine. No ima i drugih, često vrlo specifičnih indikatora, kao što je primjerice ninhidrin za indikator za aminokiseline (danas se primjenjuje za detekciju otisaka prstiju).

Ta su vremena iza nas. Umjesto lakmus-papirom ili smjesom indikatora koji imaju određenu boju za svaku vrijednost pH, kemičar se danas služi pH-metrom, elektrokemijskim uređajem koji je zahvaljujući napretku elektronike postao tako malen da se može staviti u džep. Umjesto da vozač puše u staklenu cijev, iz čije se boje – nastale kemijskm reakcijom – potom vidi je li ili nije nešto popio, danas za to služe elektronički uređaji, koji detektiraju alkohol na temelju specifične apsorpcije infracrvenog zračenja. No ni tu nije znanost rekla posljednju riječ: znanstveni rad „Transparent and flexible structurally colored biological nanofiber films for visual gas detection“, što su ga kineski znanstvenici objavili u časopisu Matter, predlaže posve novu vrstu alkotesta.  

Boja može, poput boje cvijeta (ali i boje klasičnih indikatora), potjecati od apsorpcije ili refleksije zračenja, no može – poput duginih boja – potjecati od interferencije. Ovo drugo vrijedi i za „biološki film od nanovlakana“ (biological nanofiber film), iza kojeg se krije celulozni film, NFC (nanofibrillated cellulose), najjednostavnije rečeno posebna vrsta celofana. Kako debljina NFC (d = 480 – 644 nm) odgovara valnoj duljini svjetlosti (λ = 380 – 780 nm), pri sudaru zrake koja se odbija od donje i gornje površine filma dolazi do interferencije, baš kao kod naftne mrlje na površini vode. No što se događa kada se folija izloži djelovanju plina?

Kako je folija hidrofilna, na nju će se vodikovim vezama vezati molekule vode no i molekule drugih hidrofilnih spojeva (etanola, acetona, dimetilformamida). Molekule nisu, razumije se, jednako velike, pa će veće molekule graditi deblje slojeve. Rezultat? Udaljenost gornje i donje plohe više neće biti d nego d + Δd, a koliko iznosi taj sićušni Δd, može se odmah vidjeti po promjeni boje folije.

Ne samo to. Nakon što se izvadi iz plina, folija se nakon nekoliko sekundi vraća u prvotno stanje: vezani plin sa nje isparava te joj se debljina vraća na d. Vrijeme regeneriranja folije također govori o koncentraciji i o vrsti adsorbiranog plina.

Primjena? Pa već smo rekli: detekcija alkohola u dahu vozača. Koliko će vremena trebati da se regenerira boja folije, ovisi o vremenu njezinog izlaganja alkoholnim parama („puhanju“) i koncentraciji alkohola u izdahu. Pri izlaganju od jedne sekunde treba, primjerice samo 0,48 sekundi da se povrati stara boja ako ima 100 % alkohola u zraku (ili nedajbože u dahu), no 1,24 sekunde ako ga ima 60 %, a čak 8,36 sekunde ako ga uopće nema. Takav je trend neočekivan, jer bismo pomislili da će vrijeme regeneracije biti to duže što ima više alkohola, no pri tome zaboravljamo da je dah zasićen vodenom parom. Kako se voda čvršće veže za celulozu (brzina isparavanja iznosi 15,23 cm/min) od etanola (brzina isparavanja 76,56 cm/min), foliji navlaženoj etanolom očito će trebati manje vremena da se osuši.

I što još reći? Novi se indikator jednostavno proizvodi, lako čuva (namotan u rolu), a još lakše reciklira – jer se sastoji od biološkog materijala, čiste celuloze. Još ga nešto razlikuje od drugih indikatora, onih starih: njegova upotreba ipak neće ići bez elektronike, jer bi trajanje regeneracije bilo teško mjeriti ručno.

Nenad Raos je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Autor je i koautor stotinjak znanstvenih i stručnih radova iz područja bioanorganske i teorijske kemije, molekularnog modeliranja te povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Sada piše za Čovjek i svemir, mrežne stranice Panopticum,  te – naravno - Bug online. Sedam je godina bio glavni i tehnički urednik časopisa Priroda. Koautor je dva sveučilišna udžbenika i autor 15 znanstveno-popularnih knjiga. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.