科学家的社会责任

《迴盪化学两极间——寻找美丽而感性的中间地带》提到沙利窦迈事件¹。重读这悲剧，想起了当年在杜邦参与一系列关于停止使用、生产含有全氟辛酸（perfluorooctanoic acid, PFOA）和推出下一代氟化表面活性剂（fluorosurfactant）的工作。

进入杜邦之后才知道原来在2005年和更早之前，美国环保团体当时就有讨论要求杜邦公布更多关于PFOA和其对环境影响的报告。到了2006年1月美国国家环境保护局就出台了2010/2015 PFOA Stewardship Program Commitments。杜邦也在当时接受这一自愿性的承诺。

在生产氟化表面活性剂时是没用到PFOA，可是却会产生PFOA副产品。当时杜邦认为PFOA没被证明对人类和环境有害。而PFOA常会被人混淆为全氟辛烷磺酸（perfluorooctanesulfonic acid, PFOS），而这PFOS是由3M制造，是一种已经证明对人体有害的化学物质。所以那时候在公司都会告诉团队这两种化学物的分别。

想当然，杜邦应该早已经有了替代方案。所以很快，就在2008年之后陆续就推出了下一代氟化表面活性剂一系列产品，相比较上一代是长链碳氟化合物，新一代是采用新的生产工艺和短链碳氟化合物。PFOA副产品含量低于当时的侦测极限，0.5 ppm和这短链碳氟化合物不会在环境中分解为PFOA。还记得当时一段长时间里都在忙着开会，还有和客户谈论如何在最短时间（2011年前）里把现有的产品替换成下一代。

当时有一位客户利用油棕空果串来生产食物包装盒和餐具。他们是唯一一家第一次尝试利用这一油棕废弃物来替代聚苯乙烯食物包装，而最终产品大多数都出口到加拿大。因为油棕空果串原料不能防油防水，所以需要添加最好功能的表面活性剂来达到防油防水的功效，所以他们找到了杜邦的氟化表面活性剂。当时还需要时常去工厂和客户一起研究如何在添加在生产过程和确定产品的稳定性。记得有一次和客户的加拿大进口商一起午餐，那位加拿大女士还拿出刚出炉的汤匙分给在座每一位用。对比今昔，现在谈全氟烷基物质（PFAS，而PFOA是PFAS其中一种）色变，唉。

说回来沙利窦迈悲剧，《迴盪化学两极间——寻找美丽而感性的中间地带》的作者认为：

科学家扮演了传统悲剧英雄的角色，科学家因为自己的天性，而注定必须去创造事物。他们既无法逃避要对我们的内部或周遭进行探究，也不能无视于创造或发现——要是你没有发现那个分子，就会被别人发现。同时，我相信科学家绝对有义务去思考，他们所创造出来的物质的用途，尤其是遭人滥用的问题。而且他们必须尽力把这些危险和滥用的事实，呈现在大众面前。他们要抱持舍我其谁的精神，冒着丢掉饭碗和蒙受屈辱的风险，也一定要和自己的行为所造成的影响共存。正由于这项责任，使科学家成为悲剧英雄，而不是众所仰望的喜剧主角。同时，正因为肩挑这项义务，使科学家格外表现出人性的慈爱。²       

虽然说现今科技或条规不能完全阻止新一代化学分子会否对将来环境和人类造成严重伤害，可是在先进国家对环境影响控管日趋严格之下，只希望未来不会再出现像大规模使用氯氟烃和PFOA多年后才发现原来此物对环境和人类是有害。

June 27, 2024 - RC

1 中国称为反应停或是沙立度胺。〈可怕的“海豹畸形儿”——反应停灾难〉。洪星范  陈博政 编著：《代价——人类发展史上最值得铭记的20大教训》。上海文化出版社，2006年7月第1版，第117 – 126页。

2 霍夫曼Roald Hoffmann著  吕慧娟 译：《迴盪化学两极间——寻找美丽而感性的中间地带》。天下远见出版股份有限公司，1998年5月15日第1版，2001年2月28日第版第5次印行，第151页。The Same and not the Same by Roald Hoffmann. © 1995 by Columbia University Press.

有机化学课

最近重读《迴盪化学两极间——寻找美丽而感性的中间地带》。虽然作者用比较“浅显”的写作方法叙述化学和它对于现代社会发展的贡献，可是还是怀疑没有化学基础的大众读完这本书是不是能明白作者想要表达的东西。

这本不算是一本晦涩难懂的“科普书”，可是如果有一些大学化学知识，那么读起来就会比较轻松。尤其在读到关于利用核磁共振（NMR, nuclear magnetic resonance）光谱仪来检测豉虫油的分子结构时¹，思绪马上回去大学有机化学课堂上的NMR章节。

有机化学和物理化学是化学工程系的必修课。除此，还可以再选修其他化学课。本来想要分析化学，可是不知为什么后来却是上了无机化学课，可能有部分原因是教授提起过无机化学非常难搞懂，所以想要试一试到底是不是如此。（结论是，教授没骗人）

大部分的有机化学课都不难，可是偏偏就是搞不懂NMR章节。到现在要弄不清到底什么尖峰代表什么官能团（functional group），就算能知道全部的官能团，也还要拼凑出最后的完整化学结构。所以课堂测验和考试时，NMR的考题答案都是用猜的。

因为这个NMR，这个星期读了关于如何发现核磁和发明核磁共振光谱仪的历史²。才知道原来NMR发展历史上因为有了傅里叶变换（Fourier Transform）数学应用革新才使核磁共振灵敏度增加了近百倍。³

在这本书里还读到了关于合成。有机化学里其中最喜欢的内容就是合成。作者说得对，

                合成位居化学核心，它使化学接近艺术，但其内涵仍是符合逻辑的，凭着这点便足以驱使一些人尝试去教导电脑设计出制造分子的策略。⁴

课堂测验会列出原始分子和最终分子，那么学生就要凭借“想象力”和逻辑写出一步又一步的合成化学方程式。不知道合成对其他同学是不是造成困扰，可是那是最喜欢的课业。为了写这篇短文翻阅了大学课本，还翻出当年教授复印给学生的几个合成步骤短纸条，全都是回忆。

如果没有合成知识，可以说绝大部分的化学分子将不存于世。还在杜邦时，有一次在中国和美国同事开会讨论下一代制冷剂。还记得晚餐后在路上，问了一位美国负责技术的同事，你们是如何开发和研究出新一代分子？他回答说最初是通过电脑筛选出候选分子，然后再检测个别合成来确定哪几个分子能脱颖而出。

合成如此重要，所以这一首诗赞颂合成，⁵

         在生活的小游戏里

         几无一物可称得上美丽或有用的事物，

         但是你却能在瓶樽里，

从黑漆漆的煤焦油中萃得：

油和膏，蜡和酒，

还有苯胺的迷人色彩：

你可以从黑漆漆的煤焦油中

创造出任何事物（只要你知道如何做），

从药膏到一颗星星。

June 23, 2024 - RC          

1 霍夫曼Roald Hoffmann著  吕慧娟 译：《迴盪化学两极间——寻找美丽而感性的中间地带》。天下远见出版股份有限公司，1998年5月15日第1版，2001年2月28日第版第5次印行，第14 – 16页。The Same and not the Same by Roald Hoffmann. © 1995 by Columbia University Press.

2 周嘉华  倪莉：《化学中的火眼金睛——现代分析技术》（诺贝尔奖百年鉴）。上海科技教育出版社，2001年1月第1版，第142 – 149页。

3 〈Fourier Transform的玩笑〉

4 霍书，第100 – 101页。

5 如上，第105页。诗名为〈化学原料供应站〉（chemical feedstocks），作者为彭区（Punch）。