Năm một nghìn tám trăm năm mươi sáu, một chàng trai người Anh mười tám tuổi tên William Henry Perkin làm thí nghiệm ở nhà trong kỳ nghỉ, cố tổng hợp thuốc chữa sốt rét từ những hoá chất lấy từ nhựa than đá. Anh thất bại, nhưng đống cặn đen trong bình lại chứa một chất màu tím rực rỡ. Đó là thuốc nhuộm tổng hợp đầu tiên được sản xuất lớn, và nó mở đường cho cả ngành hoá chất lẫn dược phẩm hiện đại.
Chào bạn, đây là Nhà Khám Phá. Chiếc áo bạn đang mặc có màu gì? Gần như chắc chắn màu ấy được tạo ra trong nhà máy hoá chất. Nhưng chỉ hơn một trăm sáu mươi năm trước, mọi màu nhuộm đều phải lấy từ cây cỏ, côn trùng, vỏ ốc. Hôm nay mình kể về một thất bại đã thay đổi màu sắc của cả thế giới.
Đi tìm thuốc chữa sốt rét
Giữa thế kỷ mười chín, sốt rét là căn bệnh giết người khủng khiếp ở nhiều vùng nhiệt đới, kể cả ở Việt Nam. Thuốc chữa hiệu quả nhất lúc đó là quinine, chiết từ vỏ cây canh ki na mọc ở vùng núi Nam Mỹ. Vỏ cây khan hiếm, đắt đỏ.
Các nhà hoá học châu Âu mơ ước tự làm ra quinine trong phòng thí nghiệm. Thầy của Perkin là một nhà hoá học người Đức làm việc ở London, tin rằng có thể làm điều đó từ những chất có trong nhựa than đá, thứ phế thải đen sì của các nhà máy khí đốt thời ấy.
Perkin là học trò xuất sắc, vào học hoá từ năm mười lăm tuổi. Kỳ nghỉ lễ Phục sinh năm mười tám tuổi, anh tự dựng một phòng thí nghiệm nhỏ trong nhà và quyết định thử sức.
Hồi đó người ta chưa hiểu cấu trúc phân tử như bây giờ. Họ chỉ biết công thức kiểu bao nhiêu nguyên tử các bon, hydro, ô xy, và đoán rằng ghép vài chất lại sẽ ra quinine. Thí nghiệm của Perkin gần như chắc chắn thất bại ngay từ đầu.
Đống cặn đen hoá ra màu tím
Đúng như vậy, thứ Perkin thu được không phải quinine mà là một bãi cặn đen nhớp nháp. Lẽ ra anh sẽ đổ đi. Nhưng khi lấy cồn để rửa bình, anh thấy dung dịch chuyển sang một màu tím tuyệt đẹp.
Thay vì chỉ ngạc nhiên rồi bỏ qua, Perkin thử nhúng một mảnh lụa vào dung dịch. Mảnh lụa bắt màu tím rất đẹp, giặt không phai, phơi nắng không bạc. Anh nhận ra mình vừa tìm thấy một thứ có giá trị lớn, dù không phải thứ mình đi tìm.
Ngay năm ấy, anh xin bằng sáng chế. Rồi anh làm một việc rất táo bạo: bỏ học, cùng cha và anh trai dựng một nhà máy để sản xuất chất nhuộm mới ở quy mô lớn. Khi ấy anh mới mười tám, mười chín tuổi.
Chất màu ấy về sau được gọi là màu tím hoa cà, theo tên tiếng Pháp của một loài hoa có màu tím nhạt. Đây là ví dụ đẹp về câu nói quen thuộc trong khoa học: may mắn chỉ đến với người có sự chuẩn bị.
Vì sao màu tím từng đắt như vàng?
Trước đó, màu tím là màu của vua chúa. Ở vùng Địa Trung Hải thời cổ đại, thuốc nhuộm tím quý nhất được lấy từ một tuyến nhỏ trong một loài ốc biển. Cần hàng nghìn con ốc mới đủ nhuộm một mảnh vải nhỏ, nên vải tím đắt tới mức ở nhiều thời kỳ chỉ hoàng gia mới được mặc.
Các màu nhuộm tự nhiên khác cũng có giới hạn. Màu chàm lấy từ lá chàm, màu đỏ từ rễ cây hay một loài côn trùng nhỏ, màu vàng từ củ nghệ, hoa hoè. Ở Việt Nam, đồng bào nhiều dân tộc vẫn nhuộm vải bằng lá chàm, củ nâu, cách làm công phu mất nhiều ngày.
Màu tím của Perkin rẻ hơn nhiều, làm được số lượng lớn, màu tươi và bền. Chẳng bao lâu, giới thời trang ở Paris và London phát sốt với màu tím hoa cà. Người ta kể rằng những người phụ nữ quyền quý nhất châu Âu thời ấy cũng mặc màu này, khiến cả xã hội đua theo.
Lần đầu tiên, một màu từng thuộc về vua chúa có thể nằm trong tủ áo của người bình thường. Một thất bại trong phòng thí nghiệm đã dân chủ hoá màu sắc.
Từ thuốc nhuộm tới thuốc chữa bệnh
Thành công của Perkin làm các nhà hoá học khắp châu Âu đổ xô nghiên cứu nhựa than đá. Chỉ trong vài chục năm, hàng loạt màu nhuộm tổng hợp ra đời: đỏ, xanh, vàng, đen. Ngành công nghiệp thuốc nhuộm phát triển rất nhanh, nhất là ở Đức.
Những công ty thuốc nhuộm ấy về sau trở thành những công ty hoá chất và dược phẩm lớn. Họ có phòng thí nghiệm, có nhà hoá học giỏi, có kinh nghiệm biến chất này thành chất khác, và bắt đầu tìm kiếm thuốc chữa bệnh.
Thuốc nhuộm còn giúp y học theo một cách bất ngờ. Các nhà khoa học dùng thuốc nhuộm để nhuộm tế bào và vi khuẩn, nhìn rõ chúng dưới kính hiển vi. Một nhà khoa học người Đức nhận thấy một số thuốc nhuộm chỉ bám vào vi khuẩn mà không bám vào tế bào người, và nảy ra ý tưởng về những viên đạn thần kỳ, những loại thuốc chỉ đánh vào mầm bệnh. Ý tưởng ấy là nền móng của nhiều loại thuốc hiện đại.
Thật trớ trêu: Perkin đi tìm thuốc chữa bệnh và tìm ra thuốc nhuộm, rồi chính thuốc nhuộm lại dẫn đường tới những loại thuốc chữa bệnh.
Câu chuyện còn dang dở của thuốc sốt rét
Còn quinine thì sao? Phải gần một trăm năm sau, giữa thế kỷ hai mươi, các nhà hoá học mới tổng hợp được quinine trong phòng thí nghiệm, và cách làm ấy quá phức tạp để sản xuất đại trà. Quinine vẫn chủ yếu lấy từ vỏ cây.
Cuộc chiến với sốt rét vẫn tiếp tục với nhiều loại thuốc mới. Một bước tiến lớn đến từ một vị thuốc trong y học cổ truyền phương Đông là cây thanh hao hoa vàng, mà Việt Nam cũng trồng và từng góp phần quan trọng trong việc sản xuất thuốc chống sốt rét.
Câu chuyện của Perkin cho thấy khoa học hiếm khi đi theo đường thẳng. Người ta đi tìm thứ này, gặp thứ kia, và có khi thứ tình cờ gặp lại quan trọng hơn.
Lần tới khi một thí nghiệm của bạn hay của con cái ra kết quả ngoài ý muốn, đừng vội đổ đi. Hãy hỏi một câu như Perkin: cái này lạ quá, nó có thể dùng vào việc gì?
Câu hỏi thường gặp
Màu tím hoa cà là màu gì?
Đó là màu tím nhạt pha chút hồng, giống màu một số loài hoa tím. Thuốc nhuộm của Perkin cho màu tím đậm hơn hoặc nhạt hơn tuỳ cách nhuộm, và cái tên màu tím hoa cà gắn với cơn sốt thời trang ấy.
Nhựa than đá là gì?
Nhựa than đá là chất lỏng đặc, đen, sinh ra khi nung than đá để lấy khí đốt và than cốc. Nó chứa rất nhiều hợp chất hữu cơ, từng bị coi là phế thải trước khi các nhà hoá học tìm ra cách dùng.
Thuốc nhuộm tổng hợp có hại không?
Phần lớn thuốc nhuộm dùng cho quần áo hiện nay an toàn khi dùng đúng, nhưng một số loại từng bị phát hiện gây hại và đã bị cấm. Nước thải nhuộm chưa xử lý có thể làm ô nhiễm sông ngòi, nên các xưởng nhuộm cần xử lý nước thải đúng cách.
Perkin có thành công trong kinh doanh không?
Có, nhà máy của ông làm ăn phát đạt và ông trở nên giàu có khi còn trẻ. Về sau ông bán nhà máy và quay lại với nghiên cứu hoá học, đóng góp thêm nhiều phát hiện khác.
Người Việt xưa nhuộm vải bằng gì?
Người Việt và các dân tộc anh em dùng nhiều nguồn tự nhiên như củ nâu cho màu nâu, lá chàm cho màu xanh đen, bùn cho áo màu đen bóng, nghệ và hoa hoè cho màu vàng. Nhiều làng nghề và đồng bào vùng cao vẫn giữ các cách nhuộm ấy.
