Luca Turin je biofizik, ki je na področju izdelovanja in ocenjevanja vonjav postal prava zvezda. Pred kratkim sta z ženo Tanio Sanchez izdala knjigo Perfumes: the Guide (Profile Books, 2008), nekakšen priročen vodnik po parfumih, v katerem so zbrane ocene tisoč petsto različnih znamk dišav, ki jih lahko kupimo v bolje založenih trgovinah s kozmetiko. Avtorja sta bila pri ocenjevanju zelo stroga, saj so si mnoga imena zaslužila le eno zvezdico, kar pomeni, da je po njunem mnenju vonj porazen, po drugi strani pa tudi ni tako malo dišav, ki so prejele vseh pet zvezdic, s katerimi sta nagradila le prave mojstrovine.
Njuna knjiga je že kmalu po izidu postala uspešnica, saj jo vsi recenzenti hvalijo kot zelo berljiv, kritičen in hkrati tudi informativen pregled industrije izdelovanja vonjev. Ocene parfumov spremlja še nekaj zanimivih esejev o zgodovini dišav, načinih njihove izdelave in povsem praktičnih vprašanjih, ki si jih marsikdaj zastavljamo v prodajalnah parfumov, pa nanje velikokrat tudi prodajalke in prodajalci ne znajo odgovoriti.
Luca in Tania sta nenavaden par, saj imata doma več kot tri tisoč parfumov. In prav strast za dišave ju je zbližala. Tania se namreč že dlje časa ukvarja s kritičnim pisanjem o parfumih, Luca pa se z dišavami ukvarja tako znanstveno kot tudi poslovno. Pred nekaj leti je Tania urejala rokopis njegove zelo zanimive knjige o znanosti vonja z naslovom The Secret of Scent: Adventures in Perfume and the Science of Smell (Faber and Faber, 2006) in takrat sta ugotovila, da bi lahko skupaj napisala tudi vodnik po parfumih. Kot rada omenjata v intervjujih, sta se poročila skorajda v istem času, ko sta v tiskarno oddala rokopis svoje skupne knjige.
Vohamo vibracije ali oblike molekul?
Luca Turin tudi ni tipičen akademski znanstvenik. Čeprav še vedno sodeluje pri temeljnih raziskavah, se je podal tudi v podjetniške vode. Pred leti je namreč med raziskovanjem kemije dišav dobil zanimivo idejo, kako bi lahko svojo alternativno teorijo o mehanizmu zaznavanja vonja apliciral v komercialne namene.
Bistvo zaznavanja vonja je, da nos prepozna in medsebojno razloči manjše molekule, ki letajo po zraku. Glede zaznavanja molekul v zraku velja danes skorajda splošno sprejeto prepričanje, da vonjamo v resnici oblike molekul. V nosu imamo več sto različnih receptorjev, v katere se lahko ujamejo molekule iz zraka in jih aktivirajo. Po tej teoriji deluje vonj po načelu ključ-ključavnica. V posamezni receptor se lahko ujame le določena oblika molekule in takrat dobijo možgani po živcu informacijo, da je v zraku molekula takšne oblike, kot ustreza receptorju. Z eksperimenti so ugotovili, da lahko ljudje razločimo več kot 10.000 različnih vonjav, kar pomeni, da ima naš mehanizem zaznavanja vonja zelo veliko ločljivost.
Vendar Luca Turin meni, da ideja ključ-ključavnica ne opiše dovolj dobro načina, kako zaznavamo vonje. Že nekaj let je namreč eden redkih raziskovalcev, ki zagovarjajo alternativno teorijo, ki so jo pred njim sicer preučevali že drugi znanstveniki, a ni nikoli prevladala. Po tej alternativni teoriji nos v resnici ne zaznava oblik, ampak vibracije molekul.
Molekule same po sebi seveda niso trdne, ampak posamezni atomi malo nihajo oziroma vibrirajo. Načini, na kakršne lahko posamezna molekula vibrira, so hkrati nekakšen prstni odtis te molekule. Zaradi najrazličnejših fizikalnih značilnosti posameznih atomov so frekvence, s katerimi posamezna molekula najlažje zaniha, specifične. Dve molekuli sta si po zgradbi lahko zelo podobni, razlikujeta se recimo le v enem atomu, po vonju in hkrati tudi po frekvencah nihanja pa sta si zelo različni.
Ideja o vibracijah molekul, ki naj bi bile odgovorne za njihov specifičen vonj, je morala prestati prvi večji preizkus, ko so ugotovili, da imajo vibracije spojin z žveplom (S-H), ki imajo značilen vonj po gnilih jajcih, zelo podobno frekvenco kot spojine z borom (B-H). Če naj bi bila teorija pravilna, bi morale tudi borove spojine smrdeti po gnilih jajcih. In res je že leta 1878 kemik Francis Jones v znanstvenem članku poročal o “žveplastem” vonju borove spojine, ki jo je ustvaril v svojem laboratoriju. Podobno so tudi o drugih spojinah z vezmi B-H znanstveniki poročali, da imajo “skrajno odvraten vonj”.
Čeprav znanstveniki že dolgo premlevajo idejo, da so morda prav vibracije tiste, ki dajo molekuli specifičen vonj, si je bilo po drugi strani skoraj nemogoče zamisliti, kako bi lahko nos izvajal spektroskopijo molekul. To je bila namreč metoda, s pomočjo katere so kemiki prebirali spekter vibracij posamezne molekule. A Turin ima tudi glede teh zadržkov nekaj teorij, ki bi težave lahko premostile.
Izračunavanje vonja molekul
Industrijo izdelave parfumov obvladuje šest velikih podjetij, ki so hkrati tudi motor razvoja novih dišav. Skoraj samo ta velika podjetja iščejo in razvijajo nove molekule s prijetnimi vonji, druga manjša podjetja pa vonjave le kupujejo, mešajo in nato prodajajo v obliki parfumov. V preteklosti je bilo iskanje novih spojin, ki bi lahko imele uporabne vonje, dokaj zamudno, zahtevno in drago opravilo. Kemiki so morali namreč vsako molekulo najprej sintetizirati, jo nato povohali in šele takrat so lahko vedeli, ali je njen vonj prijeten ali ni. Iz same strukture oziroma formule za molekulo njenega vonja ni bilo mogoče napovedati.
Luca Turin je v postopku iskanja novih molekul z lepim vonjem izvedel pravo malo revolucijo. Svoje teorije, da so za vonj odgovorne vibracije molekul, mu sicer še ni uspelo dovolj podkrepiti z eksperimenti, da bi postala splošno sprejeta, jo je pa po drugi strani uspešno pretvoril v podjetniško idejo. Na osnovi svoje hipoteze o vonju kot harmoniji vibracij molekule je postavil lastno podjetje Flexitral.
Turinova podjetniška ideja je bila preprosta. Če je bistvo vonja v načinih, na katere lahko posamezna molekula vibrira, lahko to dejstvo izkoristimo tudi za predvidevanje, kakšen vonj bo imela molekula. Če je spekter njenih vibracij podoben spektru katere druge molekule, bo tudi vonj podoben.
Podjetje Flexitral za najrazličnejše naročnike s pomočjo študije vibracij molekul išče molekularne nadomestke, ki imajo čim bolj podobne vonje. Ko na primer neko podjetje ugotovi, da je določene molekule zelo težko pridobiti po naravni ali umetni kemijski poti, hkrati pa so zelo pomembne za izdelavo nekega parfuma, pokliče Turina. Ta nato v svojem laboratoriju izmeri vibracije molekule, ki jo nujno potrebujejo, in s svojimi računalniškimi modeli pogleda, katera druga molekula ima podoben spekter nihanja. Ko najdejo primerno, jo nato sintetizirajo v laboratoriju in povohajo, ali ima v resnici podoben vonj.
Pred inovacijo, ki jo je vpeljal Luca Turin, so morali kemiki sintetizirati in povohati zelo veliko različnih spojin, da so morda odkrili kak uporaben nov vonj. To je bilo zelo zamudno in drago delo. Zdaj lahko Turin s svojo metodo veliko dela opravi kar s simulacijo na računalniku. Z modeli molekul lahko na osnovi njihove zgradbe izračuna, kakšen spekter nihanja ima posamezna molekula, s čimer lahko na neki način napove tudi njen vonj.
Vseskozi si Turin seveda želi, da bi s svojo teorijo, ki v praksi zelo dobro deluje, prepričal tudi večino svojih znanstvenih kolegov. Ti so še zmeraj dokaj skeptični do tega, kako lahko nos prepozna vibracije molekul. Turin ima kar nekaj idej, kako bi se vse to lahko dogajalo na mikroravni, vendar bo moral vse skupaj še dodatno preučiti in preveriti z eksperimenti. Prav zato se zdaj z ženo selita iz Londona v Boston, kjer se bo priključil raziskovalni skupini profesorja Shuguang Zhanga na prestižni univerzi MIT. Končni cilj raziskovalnega projekta z naslovom RealNose, pri katerem bo sodeloval, financira pa ga obrambno ministrstvo ZDA, je s pomočjo naravnih receptorjev ustvariti umeten nos.
