U jednoj od bezbrojnih epizoda Ilijade ima i priča koja priča kako je neki junak pod Trojom pogodio kopljem drugog junaka i to tako jako da je koplje prošlo kroz sedam ili ne znam koliko volovskih koža njegova štita. Sve to skupa nema veze s istinom, no nećemo zamjeriti Homeru kad svatko zna da je Ilijada pjesničko djelo, puno mitova i izmišljotina svake vrste, koje su još obogaćene pretjerivanjem preko svake granice zdrave pameti. No unatoč svemu tome ostaje činjenica, ostaje gola istina da su Grci, kao i mnogi narodi staroga vijeka, izrađivali štitove i oklope od kože. Zašto baš od kože? Pa zato jer je kožu, ako se dobro uštavi i pripremi, vrlo teško ako ne i nemoguće probiti nožem, kopljem ili strelicom.

Koža se teško može žvakati, pa opet se može jesti ako se dobro prokuha, recimo s grahom, ili ispeče, recimo kao sastavni dio odojka na ražnju. Koža je jestiva, a usto i hranjiva jer se sastoji od proteina, keratina. Pa kad keratin, u štavljenoj koži, može štititi od projektila svake vrste ne bi li za to mogao poslužiti i neki drugi protein?

Odgovor na to pitanje je potvrdan. Taj drugi protein zove se talin. On ne daje čvrstoću koži nego staničnim membranama leukocita. No ovdje nije riječ o čistom talinu nego o materijalu napravljenom od njega. Materijal se zove TSAM, što je kratica od „talin shock-absorbing materijal“, dakle materijal za apsobriranje udara na bazi talina. To je hidrogel (želatina) talina nakon što je obrađen kemijskim povezivačem (chemical linker) – jedna se molekula povezivača veže za tri molekule talina preko njegovih sulfhidrilnih skupina (-SH), koje pripadaju aminokiselinskim ostatcima cisteina koji se nalaze na krajevima molekule. Stoga se molekula talina ne veže za jednu, nego za dvije molekulu povezivača. Rezultat: nastaje čvrsta, gusto umrežena struktura – a to je upravo ono što se traži za zaustavljanje projektila.

Što se zapravo događa s molekulom talina kad pretrpi udarac? Odgovor na to pitanje – i na pitanje zašto je izabran baš taj protein – daje njegova potpuna, trodimenzijska strukura u kojoj se vidi 13 štapićastih domena. Štapićaste domene su alfa-zavojnice. One se odvoje, a potom razmotaju od pritiska, točnije udara.

I bez ulaženja u rezultate složenih kompjutorskih simulacija, kemičaru je odmah jasno što se tu događa. Alfa-zavojnica je zavojnica s periodom od 3,7, što znači da se upravo toliko (3,7) aminokiselinskih ostataka nalazi u svakom njezinom zavoju. Zavojnica bi se i bez vanjske sile rastegnula da se svaki aminokiselinski ostatak u njezinim zavojima ne veže vodikovom vezom (-C=O⸱⸱⸱H-N-) za svaki četvrti ostatak prije i poslije njega. No i zavojnice nešto drži na okupu, a i molekule vode oko molekula proteina – a to su opet vodikove veze. Energija jedne vodikove veze je mala, mala, vrlo mala – iznosi samo 10^-20 J  – no kada se uzme u obzir veličina atoma i molekula postaje jasno da je za pucanje bilijuna bilijuna ma kako slabih veza potrebna pozamašna energija  – ona koja odgovara kinetičkoj energiji projektila.

Istraživanja novog hidrogela za asporbiranje udara, objavljena u časopisu Nature Nanotechnology pod naslovom „Next-generation protein-based materials capture and pressure projectiles from supersonic impacts“ su pokazala da se molekula talina, koja je u smotanom stanju duga 15 nanometra, protegne do dužine od čak 158 nm da bi se potom  –  kad pritisak prestane, a vodikove veze se ponovno uspostave – vratila u početno stanje. To znači da je riječ ne samo o izuzetno čvrstoj nego i o vrlo elastičnoj tvari.

Zanimljivo je da nova zaštita od projektila, TSAM, nije isprobana na zrnima iz puške ili pištolja nego na zrnima iz sačmarice – no posebne vrste. Riječ je naime o „sačmi“ od 30 tisuća čestica bazaltne prašine (promjera 20 – 70 μm) ispaljenih brzinom od 1,5 km/s. Ta brzina ne samo da mnogostuko nadmašuje brzinu zvuka (0,3 km/s) nego i brzinu najbržih puščanih zrna (1 km/s). Iz toga je jasno da namjena novog materijala za zaustavljanje projektila ne leži toliko u vojnoj koliko u civilnoj primjeni: služit će prije svega za zaštitu svemirskih stanica, sondi i brodova od mikrometeorita. Bolji materijal teško je i zamisliti, jer ne samo da se TSAM ne oštećuje („troši“) upotrebom, nego je i lagan, a usto se lako oblikuje.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije, povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji; član je društva ProGeo-Hrvatska i Odjela za prirodoslovlje i matematiku Matice hrvatske. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 15 znanstveno-popularnih knjiga, posljednje dvije su „Kemija – muza arhitekture“ (u koautorstvu sa Zvonkom Pađanom) i „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“.