A. I. Virtanen
Artturi Ilmari Virtanen (15. tammikuuta 1895 Helsinki – 11. marraskuuta 1973 Helsinki) oli suomalainen kemisti, professori ja Suomen Akatemian ensimmäinen esimies. Hänen tunnetuin keksintönsä on AIV-rehu, jonka ansiosta hänet palkittiin vuonna 1945 Nobelin kemianpalkinnolla.
Virtanen työskenteli pitkään Valion laboratoriossa. AIV-suolan ja -rehun keksimisen jälkeen hän sai 1929 oman Biokemiallisen tutkimuslaitoksen, jota hän piti käytännössä koko uransa ajan tärkeimpänä työpaikkanaan, vaikka hän toimi pitkään myös Helsingin yliopiston professorina. Virtanen kehitti AIV-suolan ja -rehun lisäksi monia meijeritoimintaan liittyviä keksintöjä ja tutki muun muassa kansanterveyttä.
Nobel-palkinnon jälkeen Virtanen suuntasi enemmän tiedepolitiikkaan, ja hän toimi 1948–1964 Suomen Akatemian esimiehenä. Hänen johdollaan Akatemia esitti 1950-luvun alkupuoliskolla useiden tieteellisten toimikuntien perustamista. Virtanen oli myös kärkäs poliittinen kommentoija, minkä takia hän ei ollut presidentti Kekkosen suosiossa, mikä heikensi Virtasen poliittista arvovaltaa.
Artturi Ilmari Virtanen syntyi Helsingissä 1895. Kohtalaisen yleisen väärinkäsityksen mukaan Virtasen toinen nimi olisi ollut Iivari. Eeva-Liisa Lehdon tutkielman mukaan tämä juontuu siitä, että ruotsinkieliset maanviljelijät kutsuivat AIV-rehua nimellä ”A. Iivare”, joka kääntyi muotoon A. Iivari Virtanen.
Artturin isä Kaarlo oli veturinkuljettaja, joka oli muuttanut Helsinkiin 15-vuotiaana oppipojaksi rautateille. Äiti Serafiina oli hollolalaisen isohkon talon tytär. Perheeseen syntyi Artturin lisäksi kuusi muuta poikaa. Neljä nuorinta poikaa kuoli keuhkokuumeeseen alle vuoden ikäisenä. Artturi itse on myöhemmin epäillyt kuolemien johtuneen A-vitamiinin puutteesta, sillä köyhässä perheessä ostettiin vain rasvatonta maitoa, jossa ei separoinnin takia ollut A-vitamiinia. Artturin vanhin veli Kaarlo (s. 1889) kuoli 19-vuotiaana aivokalvotulehdukseen. Artturin lisäksi yli 20-vuotiaaksi eli vain vuonna 1892 syntynyt Aarne.
Virtasen perhe muutti pian Artturin syntymän jälkeen Viipuriin. Siellä Artturi kävi Viipurin klassillisen lyseon, jossa oli vahva isänmaallinen henki. Virtanen viihtyi koulussa, mistä kertoo myös se, että hän toimi vuosina 1954–1957 koulun historiikkihankkeen puheenjohtajana. Historiikki ilmestyi 1958. Kouluaikana hän kiinnostui luonnosta ja keräsi yli 700 kasvin herbaarion. Lisäksi hän harrasti lukemista. Virtanen kertoi itse myöhemmin lukeneensa päivittäin kirjoja Viipurin kaupunginkirjastossa ja olleensa kirjaston ahkerin käyttäjä. Sekä luonto- että lukuharrastukset olivat tukemassa Virtasen halua tutkijan uraan.
Virtanen aloitti syksyllä 1913 Keisarillisessa Aleksanterin-Yliopistossa. Virtanen liittyi yliopistossa Wiipurilaiseen osakuntaan. Hän kuului osakunnan hiljaisiin mutta oli todennäköisesti sen verran aktiivinen, että sen venäläisvastaisuus vahvisti jo Virtasen Viipurin lyseossa omaksumaa aatetta.
Virtanen aloitti opiskelunsa filosofisen tiedekunnan fyysis-matemaattisessa osastossa ja opiskeli eläintiedettä, kasvitiedettä, kemiaa, matematiikkaa ja myöhemmin myös sovellettua fysiikkaa. Kemia kiinnosti häntä kuitenkin eniten, ja siitä tuli hänen pääaineensa. Kemian professori Ossian Aschan tuki Virtasen pääainevalintaa. Virtanen pyrki suorittamaan opintonsa nopeasti, koska hänen perheensä oli vähävarainen. Filosofian kandidaatiksi hän valmistuikin jo 1916.
Aschan kannusti Virtasen jatko-opintoihin ja sai tämän suuntautumaan orgaaniseen kemiaan. Aschan palkkasi Virtasen myös assistentikseen. Virtanen sai keväällä 1917 Aschanilta väitöskirjansa aiheeksi hartsihappojen kemiallisen rakenteen tutkimisen. Hän pystyi aloittamaan sen tekemisen kuitenkin vasta syksyllä, sillä ensimmäisen maailmansodan takia Venäjän vihollisesta Saksasta ei saanut kemikaaleja ja muita laboratoriatarvikkeita.
Virtanen liittyi vuoden 1918 alussa Savitaipaleen suojeluskuntaan taistellakseen valkoisen Suomen puolesta. Virtasen osuudesta Suomen sisällissodan sotatoimiin on vain hyvin vähän tietoa. Hänen merkittävin sotatehtävänsä oli johtaa 15. helmikuuta 1918 Taavetin asemalle tehtyä hyökkäystä. Se päättyi perääntymiseen, koska punaiset olivat valmistautuneet hyökkäykseen saatuaan tiedon siitä etukäteen. Virtasen sotilasurasta sen jälkeen on niukalti tietoa, mutta hän sai syyskuussa 1918 ainaisen vapautuksen katarrin takia ja hänet siirrettiin kesällä 1919 nostoväen II luokkaan.
Sodan jälkeen Virtanen viimeisteli väitöskirjansa. "Tutkimuksia pinabietinihapon konstitutiosta" valmistui syksyllä 1918. Virtanen tutustui sitä tehdessään tarkasti kemiallisen yhdisteen rakenteen tutkimiseen. Hän sai tutkimuksestaan erinomaiset arviot. Virtanen valmistui maaliskuussa 1919, kun hän sai vielä valmiiksi fysiikan laudaturiin vaaditun erikoistyön.
Valmistuttuaan Virtanen pääsi harjoittelijaksi Kymiyhtiön Kuusankosken sulfiittiselluloosatehtaalle. Hän sai tehtäväkseen selvittää prosessin rikkihäviöitä. Tehtaan johto oli tyytyväinen Virtaseen ja pyysi tätä jäämään yhtiöön. Suomenmielinen Virtanen ei kuitenkaan halunnut jäädä tehtaan ruotsinkieliseen ympäristöön, eikä hän ollut kiinnostunut tarjotuista työtehtävistä. Virtanen oli varsin huonovointinen jätettyään tehtaan, sillä hän oli saanut kiisu-uunista vaikean rikkidioksidimyrkytyksen.
Virtanen toipui kesällä 1919 vanhempiensa mökillä lähellä Viipuria ja oli pian taas työkunnossa. Hän sai heinäkuussa paikan Valtion vointarkastuslaitoksen väliaikaisena assistenttina. Hangon laborotariossa ei kuitenkaan pystynyt työskentelemään, sillä se oli sodan aikana tyhjennetty eikä sitä voitu varustaa uudelleen laite-, tarvike- ja kemikaalipulan takia. Omien sanojensa mukaan Virtanen kulutti Hangossa aikaansa ”laiturilla meduusoja katsellen”. Vointarkastuslaitoksen kautta Virtanen pääsi töihin Valiolle, joka etsi laboratorioonsa kemistiä. Virtanen suostui Valion sopimukseen ja asetti sen ehdoksi opiskelun ulkomailla, missä hän pystyisi perehtymään maatalouskemiaan, mikrobiologiaan ja biokemiaan.
Virtanen aloitti Valiolla 1. lokakuuta 1919. Hänet lähetettiin vuonna 1920 opintomatkalle Eurooppaan. Hän työskenteli viisi kuukautta Georg Wiegnerin laboratoriossa Zürichin teknillisessä laboratoriossa. Wiegner tunnettiin erityisesti maaperä- ja rehututkijana, mutta Virtanen opiskeli Zürichissä fysikaalista kemiaa ja kolloidikemiaa. Paluumatkalla Virtanen oli vielä puolitoista kuukautta rasvakemisti Aloys Bömerin laboratoriossa Münsterissä.
Valiossa huomattiin pian Virtasen kyvyt, ja hänet nimitettiin vuoden 1921 alussa laboratorion johtajaksi. Virtanen huomasi pian, että hänen oli täydennettävä bakteriologista tietämystään. Valion johtaja Otto Pehkonen sopi tammikuussa ruotsalaisen bakteriologin Christian Barthelin kanssa opintomatkasta. Virtanen lähti helmikuun alussa Experimentalfältetin tutkimuskeskukseen. Matka keskeytyi jo syyskuun lopulla, kun Virtanen sairastui tuberkuloosiin. Loppuvuosi meni sairaudesta toipumiseen.
Virtanen koki edelleen koulutuksensa puutteelliseksi ja meni syksyllä 1923 Tukholmaan Hans von Euler-Chelpinin laboratorioon. Virtanen työskenteli samassa huoneessa kuin Karl Myrbäck, jonka kanssa hänelle syntyi pysyvä toveruus.
Tukholmassa Virtanen tutki maitohappokäymisen mekanismeja. Hän käytti kerman "Streptococcus lactis" -hapatebakteeria. Vaikka Virtanen ei pystynyt todistamaan sokerifostaatin syntymistä, hän oppi sokerien fosforylaation tutkimisen tekniikkaa. Hän tutki Tukholmassa myös maidon lipaasia. Vaikka Virtasen tutkimustulokset lipaasista olivat nykykäsityksen mukaan turhan yksinkertaiset, hänen julkaisunsa alkoivat Tukholman-aikana lähestyä biokemian kansainvälistä tietotasoa. Hän alkoikin olla ulkomaanmatkojensa ansiosta valmis itsenäiseksi tutkijaksi.
Virtanen palasi helmikuun 1924 lopulla Tukholmasta Valion laboratorioon. Hän pyysi Aschanilta assistenttia. Tuona aikana alkoi Virtasen ja Aschanin oppilaan Henning Karströmin pitkä työtoveruus. Laboratorio laajeni: vuoden 1921 alussa siellä oli töissä vain johtaja ja vahtimestari, mutta vuonna 1928 siellä työskenteli viisi assistenttia ja kuusi laboranttia. Virtanen itse oli toukokuussa 1924 saanut paikan Helsingin yliopiston kemian dosenttina. Hän luennoitsi biokemiasta ja ohjasi erikoistöitä Valiolla.
Virtanen ryhtyi vuonna 1924 tutkimaan happaman voin varastoinninkestävyyttä. Suomesta vietiin Britanniaan voita, jota tuotettiin Suomessa erityisesti kesä- ja kevätkaudella, vaikka sen hinta oli korkeimmillaan syksyllä. Lisäksi voi oli Britanniassa jo 2–3 viikkoa vanhaa ja siksi usein öljyistä. Virtanen keksi Karströmin kanssa vuonna 1925, miten voista saatiin poistettua öljyinen ja kalamainen maku. He lisäsivät vakuumisuolaan neutraloivia puskurisuoloja, jolloin pH nousi 4,5–5,0:sta 6,5–7,0:aan. Uutta voita pystyttiin säilömään ilman makuvirheitä jopa vuosia.
Uutta voisuolaa kokeiltiin 1924–1925 muutamassa osuusmeijerissä, ja se otettiin 1926 laajempaan käyttöön kokeilutulosten ollessa hyvät. Vuonna 1928 AIV-suolaa käyttivät jo useimmat osuusmeijarit. Patenttia keksinnölle haettiin 29. huhtikuuta 1927 ja se myönnettiin 9. elokuuta 1929. Keksintö pidettiin kuitenkin salassa, ja vasta vuonna 1944 Virtanen antoi luvan julkaista tekemänsä raportin AIV-suolasta. Tässä vaiheessa se oli ollut Ruotsissa käytössä jo kolmen vuoden ajan.
Virtanen alkoi 1925 tutkia juurinystyräbakteerien aiheuttamaa typen sitoutumista ja aloitti kokeet palkokasvien juurinystyräbakteerien toiminnan selvittämiseksi. Virtanen tajusi jo ensimmäisten kokeiden jälkeen, että oli kehitettävä menetelmä, joka takaisi tuoreen ja runsaasti valkuaisaineita sisältävän rehun säilömisen talveksi.
Tutkimukset rehun säilönnästä eivät edenneet muutamaan vuoteen, koska Valion laboratorio oli keskittynyt voin kestävyyteen ja palkokasvitutkimukseen. Karströmin asepalveluksen takia laboratorioon assistentiksi tullut diplomi-insinööri Bertel Lindström tutki säilöntää 1925–1928, mutta hänen tekemistään kokeista ei ole jäänyt dokumentteja. Virtasen itsensä tiedetään tutkineen tuona aikana happamuuden vaikutusta palkokasvien juurinystyröiden toimintaan.
AIV-rehun periaate syntyi vuoden 1928 aikana, kun kokeissa havaittiin, että rehumassan lämpötila ei kohonnut säilönnan aikana, jos pH oli alle 4. AIV-rehuun tehdyllä happolisäyksellä alennettiin rehumassan pH alle 4:n, mikä sai haitalliset entsyymi- ja bakteeritoiminnot laantumaan. Laboratoriotulokset varmistettiin heinäkuussa 1928 askolalaisella tilalla. Valion laidunkonsulentin Gustaf Rosenqvistin ehdotuksesta uusi rehu nimettiin AIV-rehuksi. Menetelmä otettiin nopeasti käyttöön, ja syksyllä 1929 AIV-rehua tuotettiin yhteensä 40 miljoonaa kilogrammaa. Virtanen itse kirjoitti asiasta opaskirjasia ja artikkeleita. Virtanen jätti patenttihakemuksen 16. helmikuuta 1929, ja se hyväksyttiin 3. marraskuuta 1933.
Virtasen mielessä syntyi AIV-rehun keksimisen jälkeen ajatus isommasta tutkimuslaitoksesta. Hän sai ajatukselleen tukijaksi Valion toimitusjohtajan F. M. Pitkäniemen. Pitkäniemi ei halunnut käyttää kaikkia AIV-suolan ja -liuoksen tuloja uuteen laboratorioon, joten sen taustalle perustettiin oma säätiönsä. Presidentti Lauri Kristian Relander hyväksyi Kemiantutkimus-Säätiön perustamisen 9. elokuuta 1929. Sille rakennettiin oma laboratoriorakennus, joka nimettiin Biokemialliseksi tutkimuslaitokseksi. Säätiön laboratoriossa Virtanen keskittyi niin sanottuun puhtaaseen tieteeseen ja samalla Valion laboratoriossa käytännön sovellutuksiin sekä niiden tarkkailuun ja kehittämiseen. Virtanen piti koko uransa ajan varsinaisena työpaikkanaan Biokemiallista tutkimuslaitosta, vaikka hän toimi myös yliopistoprofessorina. Teknillinen korkeakoulu kutsui hänet 1931 biokemian professoriksi, ja sieltä hän jatkoi Helsingin yliopiston kemian professoriksi 1939.
Virtanen ajatteli, että AIV-rehu oli valmis ulkomaiden markkinoille, kun sitä oli kokeiltu Suomessa parin vuoden ajan. Kansainväliseksi AIV-kauppiaaksi valittiin agronomi Gustaf Rosenqvist, joka vietti vuodet 1932–1933 pääsääntöisesti ulkomailla. Saksassa rehun kimppuun kävi ensimmäisenä professori Sigmund von Kapff, joka väitti keksineensä menetelmän jo aiemmin. Virtanen haki tukea saksalaisia vastaan käydyssä taistelussa myös Suomen Saksan-suurlähettiläältä Wäinö Wuolijoelta. Virtanen tunsi kokeneensa oikeusmurhan, kun Saksassa patenttihakemus hylättiin 1930-luvun aikana lopullisesti.
Virtanen halusi itse myös todistaa voisuolansa ja rehunsa toimivuuden ja osti vuonna 1933 Sipoonjoen alajuoksulta 29 hehtaarin maatilan. Maataloudesta tuli osa hänen tutkimustyötään, ja samalla se oli myös hänen vapaa-ajan viettopaikkansa. Virtanen käytti maatilaansa myös kasvien biologisen typensidonnan tutkimiseen. Hänen hydroksyyliamiiniteoriansa taisteli pitkään yhdysvaltalaista ammoniakkiteoriaa vastaan, mutta myöhemmin osoitettiin Virtasen olleen asiassa väärässä.
AIV­-rehun markkinointi oli Virtasen uran raskaimpia töitä. Jo vuonna 1931 hän antoi vastuun rehun patenttihakemuksista työtoverilleen Henning Karströmille. Tätä varten hän joutui vuonna 1935 siirtämään Karströmin työpaikan Valion laboratorioon pois säätiön laboratoriosta. Taistelu patenteista vei huomattavasti Virtasen omaakin aikaa. Hän oli jatkuvasti kirjoittamassa tai puhumassa AIV-järjestelmän kehityksestä ja sen levittämisestä.
Valion vanhassa laboratoriossa tekemiensä isojen keksintöjen jälkeen Virtasen tutkimusuran keskeisenä tavoitteena oli etsiä tietoa, jota voisi käyttää ihmisen ravitsemukseen ja sitä palvelevaan kotieläinten ruokintaan. Valtioneuvosto asetti tammikuussa 1936 komitean tutkimaan kansanravitsemusta. Sen oli tarkoitus määrittää kuva kansan ravitsemuksesta ja sen parantamisesta. Virtanen valittiin komiteaan ja hän teki tohtori Osmo Turpeisen avustuksella komitean merkittävimmän tutkimuksen, joka käsitteli Suomen köyhien ravintoa.
Virtanen oli tulkinnut aineiston ja kirjoittanut raportin ”Tutkimus suhteellisen vähävaraisen väestön ravinnosta Suomessa 1936­–37”, joka ilmestyi 1940 osana kansanravitsemuskomitean mietintöä. Vaikka Turpeinen oli ollut keräämässä aineistoa, hän oli kirjoittamisaikaan Rockefeller-stipendiaattina Yhdysvalloissa. Virtasen mukaan raportti antoi "melko synkän kuvan" vähävaraisten ravitsemuksesta. Suurin ongelma oli ravinnon alhainen A-vitamiinipitoisuus, minkä parantamiseksi Virtasen mukaan yksinkertaisin keino oli maidon ja maitotuotteiden A-­vitamiinipitoisuuden nostaminen, joka voisi tapahtua AIV-rehun käyttöönotolla.
Virtanen aloitti komiteatyön jälkeen taistelun struumaa vastaan. Hän halusi osoittaa omilla tutkimuksillaan struuman ja jodin puutteen yhteyden. Kansanravitsemuskomitea sai sitä varten valtioneuvostolta määrärahan, ja tutkimus tehtiin Virtasen tutkimuslaitoksessa. Hän päätteli tutkimuksen jälkeen, että jodilla ja struumalla oli vahva yhteys. Virtanen esitti tapansa mukaan myös parannusehdotuksen ja oli sitä mieltä, että jodin lisääminen ruokasuolaan olisi tärkeää jodinpuutteen poistamiseksi.
Virtasen näkemys ravitsemuksen merkityksestä kansanterveydelle kirkastui 1930-­luvun lopulla, ja hän alkoi ajaa ravitsemusprofessuurin perustamista Helsingin yliopistoon ja ravintofysiologian virkaa valtionhallintoon.
Majuri Eero Kuittinen kehitti syksyllä 1939, hieman ennen talvisodan syttymistä, kahdella sytytystikulla varustetun polttopullon. Virtanen esitteli omien sanojensa mukaan marraskuun alussa puolustusministeriön asesuunnittelupäällikkö Vilho Nenoselle parannetun version polttopullosta. Nenonen hylkäsi ehdotuksen ja kommentoi, ettei sotaa ole tulossa. Virtanen muisteli myöhemmin useita kertoja tyytyväisenä osuuttaan ”Molotovin cocktailin” kehittämisessä. Alkon Rajamäen tehtaalla valmistettiin talvisodan alussa 40 000 pulloa. Niistä neljännes oli Virtasen ehdottamaa niin sanottua A-mallia.
Kemiantutkimus-säätiön toiminta keskeytyi 10. lokakuuta 1939, kun asevelvolliset kutsuttiin ylimääräisiin kertausharjoituksiin. Valion laboratorio jatkoi toimintaansa, sillä se oli meijerien kannalta välttämätöntä. Talvisota syttyi 30. marraskuuta 1939, ja jo samana päivänä Valion laboratoriota alettiin siirtää Jokioisiin maitotalousopiston tiloihin. Virtanen, hänen assistenttinsa ja tärkeimmät laitteensa lähtivät illalla kaupungista. Viimeisenä työnään ennen lähtöä hän postitti Naturelle artikkelin juurinystyröiden toiminnasta.
Virtanen pyrki oma-aloitteisesti auttamaan sotaponnisteluissa ja kehitti Jokioisissa muun muassa kaasunaamareita siviiliväestön suojaksi. Hän oli myös huolissaan armeijan räjähteiden riittävyydestä ja suunnitteli nitroglyserolin valmistamiseen tarvittavan glyserolin tuottamista sulfiittispriitehtaissa. Virtasen räjähdyskokeet keskeytyivät kuitenkin sotatilanteen muuttumiseen.
Valion laboratorio palasi välirauhan aikana takaisin Helsinkiin, mutta kolme sen tutkijoista oli kaatunut sodan aikana. Rockefeller-säätiön myöntämän avun turvin säätiö pystyi jatkamaan tutkimuksia aminohappojen siirtymisestä ja hivenaineiden merkityksestä kasveissa. Suomen vaikea elintarviketilanne kuitenkin käänsi Virtasen huomion rehujen ja elintarvikkeiden säilöntään sekä korvikkeiden kehittämiseen.
Virtanen teki kesällä 1940 esityksen kansanhuoltoministeriölle lisäravinnon valmistamiseksi puusta. Hän ehdotti, että sulfiittiselluloosatehtaat lisäisivät hiivantuotantoa jäteliemistään ja kasvattaisivat "Saccharomyces"-lajien sijaan "Candida utilis" -hiivaa. Jos valkuaista olisi tarpeeksi, ruokintaa voitaisiin tasapainottaa selluloosalla. Virtasen ja Osmo Turpeisen tekemä monivuotinen ravintotutkimus ilmestyi 1940. Virtanen esitti kansanhuoltoministeriölle ehdotuksia ravinnon laadun ja vitamiinien saamiseksi, sillä tutkimuksen mukaan korttiannoksista saatava ravintomäärä oli riittämätön.
Valtioneuvostossa pidettiin Virtasen ehdotuksesta, ja hänet asetettiin puheenjohtajaksi komiteaan, jonka tarkoituksena oli selvittää rehuhiivan valmistus- ja käyttömahdollisuuksia. Virtanen teki ensimmäiset isot rehuhiivakokeensa Rosenlewin Porin hiivatehtaassa. Syksyllä 1940 rehutilanne oli heikentynyt entisestään, ja rehusellun tuotantoa oli kiirehdittävä. Tuotanto alkoikin hiljalleen.
Jatkosodan syttyessä Kemiantutkimus-Säätiötä ei evakuoitu, mutta sen toimintamahdollisuudet heikkenivät, kun Rockefeller-säätiö veti tukensa pois. Jatkosodan aikana Virtasen keskeisin huolenaine oli elintarvikkeiden riittävyys, ja hän keskittyi siksi rehujen ja elintarvikkeiden säilöntään ja korviketuotteisiin. Hän teki useita ehdotuksia kansanhuoltoministeriölle ravinnon parantamiseksi ja puhui joulukuussa 1941 jopa presidentti Risto Rytille. Virtanen aloitti nälkätalvena 1941–1942 valmistautumisen katovuoteen ja kokeili heinäpitoisen jauhon kehittämistä. Kokeita jatkettiin vuonna 1942, mutta heinäjauhoa ei kuitenkaan alettu valmistaa, kun viljantuonti Saksasta saatiin sujumaan.
Valtioneuvosto asetti 1942 uuden komitean edistämään sota-ajan kemianteollisuutta. Virtanen kutsuttiin komiteaan ja sai paikan biokemiallisesta ja yleiskemiallisesta jaostosta.
Virtaselle myönnettiin kemian Nobelin palkinto vuonna 1945. Samana vuonna palkittiin myös saksalainen Otto Hahn, joka sai vuonna 1944 jakamatta jääneen palkinnon.
Nobel-juhlallisuus järjestettiin joulukuussa. Virtasen matkaan liittyi kaksi skandaalia. Poliittisesti hän riitautui silloisen oikeusministerin Urho Kekkosen kanssa kerrottuaan lehdistötilaisuudessa vastustavansa välirauhan ehtoihin kuulunutta Karjalan luovutusta. Virtanen aloitti näin pitkän taistelunsa Paasikiven–Kekkosen linjaa kohtaan. Eripura Kekkosen kanssa vaikeutti myöhemmin Virtasen työtä Suomen Akatemian esimiehenä. Tieteellisesti keskustelua herätti Virtasen Nobel-esitelmä, jossa hän selosti muun muassa assistenttinsa Tauno Laineen koetuloksia. Vaikka tulokset olivat olleet väärennettyjä, Virtanen ei myöhemmin halunnut korjata puheitaan.
Nobel-palkinnon jälkeen Virtanen sai vierailukutsuja, kunniatohtoruuksia ja ulkomaalaisten tiedeakatemioiden jäsenyyksiä. Virtasen tutkimustyö ei ollut enää tuloksiltaan aiemman veroista, joten hän keskittyi enemmän tutkimustoiminnan yleiseen edistämiseen, tiedepolitiikkaan ja laajempiin kansallisiin aiheisiin.
Suomeen oli esitetty jo 1800-luvun lopulla ensimmäisen kerran yliopistoista erillään olevaa tiedeinstituutiota. Ajatus tällaisesta akatemiasta nousi tämän jälkeen useasti keskusteluihin. Todellista vauhtia ajatus sai 1945, kun maisteri Leo Sario sai innostusta akatemia-aatteen elvyttämiseksi Virtasen Nobel-palkinnon ansiosta.
Sarion hanke sai paljon vastustusta, mutta esimerkiksi Virtanen alkoi vuoden 1947 alussa tukea esitystä. Virtanen oli ahkerasti mukana akatemian edistämisessä. Hän muun muassa esitteli erilaisille sidosryhmille omaa tutkimuslaitostaan ja puhui kansanedustajille tieteen tehtävistä ja tarpeista. Lakiehdotus Suomen Akatemiasta hyväksyttiin eduskunnassa 16. syyskuuta 1947. Akatemialain mukaan akateemikkoja oli 12, joista neljän oli edustettava luonnontieteitä. Akatemialautakunta esitti 20. huhtikuuta 1948 ensimmäiset kymmenen akateemikkoa. Virtanen oli lautakunnan ensimmäinen valinta luonnontieteen akateemikoksi.
Virtanen valittiin ensimmäisessä kokouksessa Akatemian esimieheksi, ja hänestä tuli sen alkuvuosien keskeisin vaikuttaja. Hänet valittiin kollegion ensimmäisessä kokouksessa akateemikkojen esimieheksi, jona hän toimi vuodet 1948–1964. Virtasen mukaan Akatemialla tuli olla tutkimuksen ja taiteellisen työn lisäksi muitakin tehtäviä. Hän halusi rakentaa itselleen Akatemian esimiehenä merkittävän tiedepoliitikon roolin.
Akateemikon aseman takia Virtanen joutui luopumaan Helsingin yliopiston professuurista, vaikka hän itse halusikin, että häntä kutsuttaisiin akateemikon sijaan edelleen professoriksi. Virtasen seuraajaksi valittiin hänen oppilaansa Jorma Erkama. Virtanen jatkoi kuitenkin toimintaansa Biokemiallisessa tutkimuslaitoksessa, sillä Akatemialla ei ollut omaa laboratoriota eikä tutkimuslaitosta.
Virtasta ei Akatemian muoto tyydyttänyt, ja hänen tavoitteena oli luoda sen rinnalle laajempi tieteen tukijärjestelmä. Hän teki ensi töikseen aloitteen valtion tieteellisten toimikuntien perustamisesta. Mallina oli Ruotsin uusi järjestelmä. Virtasen pyynnöstä Akatemian sihteeri Ilmo Hela teki ehdotuksen opetusministeriön alaisista luonnontieteellisestä ja humanistisesta toimikunnasta. Ehdotus toimikunnista valmistui alkuvuodesta 1949. Ehdotuksesta syntynyt järjestelmä oli pohjalla, kun Akatemiaa uudistettiin kaksikymmentä vuotta myöhemmin. Virtanen itse joutui pettymään, kun häntä ei valittu luonnontieteellisen toimikunnan ensimmäiseksi puheenjohtajaksi. Virtanen syrjäytettiin poliittisista syistä, ja Helan mukaan syynä oli Virtasen ”liian voimakastahtoinen radikaalisuus ja liian moderni monitieteisyys”.
Vaikka Virtasta ei valittu luonnontieteellisen toimikunnan puheenjohtajaksi, hän jatkoi edelleen Suomen luonnontieteellisen tutkimuksen edistämistä. Virtanen ryhtyi vuonna 1953 taistelemaan tieteen rahoituksen puolesta, kun valtiovarainministeri Juho Niukkasen budjettiesitys uhkasi pienentää radikaalisti tieteen ja kulttuurin määrärahoja. Hän sai tukea opetusministeriön kansliapäälliköltä Arvo Salmiselta, joka neuvoi kääntymään suoraan kansanedustajien puoleen. Virtanen kutsui muun muassa valtiovarainvaliokunnan jäsenet tutustumaan Biokemialliseen tutkimuslaitokseen ja lähetti valiokunnan jäsenille marraskuussa 1953 ehdotuksen tutkimuksen edistämisestä. Virtasen ponnistelujen ansiosta Niukkasen budjettia uusittiin ja tieteeseen kohdistuneet leikkausuhat pääosin poistettiin.
Virtasen poliittisen työn ansiosta eduskunnan ilmapiiri muuttui tiedemyönteisemmäksi. Lisäksi Kekkosen neljännen hallituksen kaaduttua syntynyt Tuomiojan hallitus oli suopeampi tieteelle kuin edeltäjänsä. Sen opetusministerinä toimi Virtasen tukija Arvo Salminen.
Virtasen arvovalta oli vuonna 1954 suurimmillaan. Sinä vuonna Akatemia teki hänen aloitteestaan esitykset atomienergiatoimikunnan ja ravitsemustoimikunnan perustamisesta. Akateemikot luovuttivat helmikuussa maatalousministeriölle ehdotuksen ravitsemustoimikunnasta. Valtioneuvosto piti asiaa tärkeänä, ja Valtion ravitsemusneuvottelukunta perustettiin jo huhtikuussa. Virtanen valittiin sen puheenjohtajaksi. Tehtäväkseen toimikunta sai kansanravitsemuksen valvomisen ja kehittämisen.
Virtanen esitti Akatemian kollegion kokouksessa energiatoimikuntaa, joka perehtyisi erityisesti atomienergiaan. Ehdotuksen pohjalta perustettiin atomienergianeuvottelukunta. Virtanen sivuutettiin toimikunnan puheenjohtajaa valittaessa. Sen ensimmäiseksi puheenjohtajaksi valittiin Erkki Laurila.
Virtasen ja koko Akatemian aloitteellisuus heikkeni vuoden 1955 jälkeen. Historiantutkija Seikko Eskola arvelee syynä olleen Urho Kekkosen valinta presidentiksi. Hänen mukaansa määrätietoisen presidentin ja suorapuheisen Virtasen huonot välit olisivat lopettaneet tämän halun uusien aloitteiden tekemiseen. Elämäkerturi Matti Heikosen mukaan ”niitä [aloitteita] oli turha tehdä, kun Akatemian ja valtakunnan johdon välillä ei vallinnut yhteisymmärrystä eikä molemminpuolista kunnioitusta”. Virtanen keskittyi jatkossa enemmän yleiseen tiedevalistukseen.
Presidentti Kekkonen suhtautui jo 1950-luvulla kielteisesti Akatemiaan. Suhtautumistapa syveni erityisesti Virtasen ja Paavo Ravilan kritisoitua Kekkosen idänpolitiikkaa. Kekkonen yritti muutaman kerran syrjäyttää Virtasen Akatemian johdosta. Ensimmäisen kerran Virtasen aseman haastoi Rolf Nevanlinna, joka hävisi kuitenkin puheenjohtajaäänestyksen 7–1. Kekkonen ”solutti” historioitsija Göran Schildtin mukaan vuonna 1959 Akatemiaan kansatieteilijä Kustaa Vilkunan, joka nousi akateemikoksi kolmannelta ehdokassijalta Eino Jutikkalan ja Georg Henrik von Wrightin ohi. Virtanen ei toivottanut Vilkunaa tervetulleeksi, ja seuraavana vuonna Vilkuna haastoi Virtasen esimiehen paikan. Puheenjohtajaäänestys päättyi jälleen Virtasen murskavoittoon.
Kekkonen käynnisti lopulta 11. joulukuuta 1964 prosessin, joka päättyi viisi vuotta myöhemmin Akatemian lakkauttamiseen. Kekkonen saneli valtioneuvoston istunnossa pöytäkirjaan lausunnon Akatemian epäonnistumisesta ja sen lakkauttamisesta. Virtaselle presidentti myönsi eron 18. joulukuuta, sillä Virtanen täytti 15. tammikuuta 1965 70 vuotta eikä voinut enää toimia Akatemian sääntöjen mukaan akateemikkona.
Virtanen pyrki työskentelemään niin pitkään kuin mahdollista, ja hän kirjoitti vielä 1960-luvun alussa omissa nimissään noin kymmenen tutkimusraporttia ja -artikkelia. Hänen terveytensä alkoi kuitenkin heikentyä, ja hänellä diagnosoitiin 1968 Parkinsonin tauti.
Virtanen joutui 1960-luvun lopulla myöntämään, että hänen heikentynyt terveytensä haittasi jo tutkimustulosten julkistamista. Hänen tutkimusraporttiensa määrä väheni Parkinsonin taudin edetessä, ja vuosina 1970–1971 hän julkaisi nimissään enää kuusi kirjoitusta. Vuonna 1972 hän julkaisi kolme ja kuolinvuonnaan 1973 vielä kaksi omaa artikkelia. Vaikka Virtasen voimat tutkimustyöhön heikkenivät koko ajan, hän oli kuolemaansa asti virallisesti Kemiantutkimus-Säätiön laboratorion johtaja.
Virtanen kuoli 78-vuotiaana 11. marraskuuta 1973. Hän oli lokakuun lopulla kaatunut kotiportailleen ja murtanut reisiluunsa. Hänen reisiluunsa naulattiin Kirurgisessa sairaalassa, mutta hän sai keuhkokuumeen ja kuoli. Virtanen siunattiin 27. marraskuuta valtion kustannuksella Helsingin vanhassa kirkossa ja hänet haudattiin Hietaniemen hautausmaalle. Siunaustilaisuudessa valtioneuvoston seppeleen laski opetusministeri Marjatta Väänänen. Presidentti Kekkonen lähetti tilaisuuteen adressin ja Saksan liittotasavallan presidentti Gustav Heinemann seppeleen.
Virtasen puoliso oli Lilja Matilda Moisio (aiemmin Lindh, 1894–1972), jonka kanssa hän meni naimisiin vuonna 1920. Hän oli tutustunut tulevaan puolisoonsa maantieteen laitoksella, jossa Lilja Moisio opiskeli.
Lilja Virtanen jätti omat opintonsa maisterintutkinnon jälkeen ja keskittyi perheen kodin hoitamiseen ja kahden poikalapsen kasvattamiseen. Hän toimi lisäksi miehensä uran tukipilarina. A. I. Virtanen tunnusti tuen merkityksen ja arvosti sitä runsaasti. A. I. ja Lilja Virtasen lapsista Kallesta tuli matematiikan professori ja Olavista isänsä jälkeen Joensuun maatilan isäntä.
Virtasen merkittävimmät keksinnöt olivat AIV-rehu ja AIV-voisuola. Valion voihin alettiin lisätä vuodesta 1926 dinatriumfosfaatilla ja natriumkarbonaatilla puskuroitua AIV-voisuolaa. Keksintö pysyi salaisuutena 14 vuoden ajan, minkä ansiosta Valio sai merkittävän vientiedun. Keksintö paransi voin säilyvyyttä, sääteli suomalaisen tyypillisesti happaman voin pH:ta ja suojasi sitä näin makuvirheiltä.
AIV-rehulla Virtanen onnistui ohittamaan kolme säilörehuun liittyvää ongelmaa: haitalliset käymiset, proteiinien hajoamisen ja soluhengityksen. AIV-rehututkimuksen lähtökohta oli lehmänmaidon vitamiinipitoisuuden säilyttäminen ympärivuotisesti. Suuri ero meijerituotteiden laatuvaihtelussa koettiin vakavaksi kansanterveydelliseksi ongelmaksi, ja kehittämällä tuorerehun, jonka ravintoaineet säilyivät varastoinnin aikana, Virtanen tutkimusryhmineen ratkaisi karjan talviruokinnan ongelman. AIV-rehu perustuu tuoreen säilörehun happamuuden laskemiseen alle pH 4:n, jolloin bakteerien toiminta hidastuu ja rehu säilyy paremmin. AIV-voisuola ja -rehu ovat taloudellisesti merkittäviä keksintöjä. AIV-suolan käyttö edisti suomalaisen voin vientiä ja AIV-liuoksella käsitelty rehu paransi maidon laatua ja makua. Liuoksen patentti ostettiin useaan maahan.
Virtasen 1920-luvun emmentaljuustoihin liittyneet tutkimukset tekivät suomalaisesta emmentalista maailmankuulua. Uransa lopulla Virtanen osoitti, että lypsylehmille pystyi antamaan proteiinitonta rehua.
Kansanterveydellisesti Virtasen merkittävimmän työn ansiosta struuma voitiin ehkäistä lisäämällä ruokasuolaan jodia. Virtasen Biokemiallinen tutkimuslaitos oli 1930-luvun lopulla mitannut virtsanäytteiden jodipitoisuuksia. Tutkimuksen johtopäätöksenä struuma havaittiin jodinpuutostaudiksi. Suomalaisten tutkimusten ja ulkomaalaisten tietojen valossa Kansanravitsemuskomitealle esitettiin, että struuman ehkäisemiseksi ruokasuolaan olisi lisättävä jodia. Myös maito ja maitovalmisteet saivat Virtasen tutkimusten ansiosta kansanterveydellistä asemaa, mikä edisti huomattavasti suomalaista meijeritoimintaa. Monet hänen meijereitä käsittelevät tutkimuksensa olivat kuitenkin liikesalaisuuksia, joten niiden tieteellinen arviointi oli haastavaa.
Virtanen toi laboratorionsa kautta Suomeen useita uusia analyysitekniikoita. Hänen laboratorionsa otti Suomessa johtavan aseman muun muassa isotooppitekniikassa, massaspektrometriassa, kromatografiassa ja aminohappoanalyysissä.
Virtanen on ollut Suomen historian näkyvimpiä ja merkittävimpiä tieteilijöitä. Hän on ainoa suomalainen tieteen nobelisti, vaikkakin lääketieteen Nobelin vuonna 1967 saanut ruotsalaistunut Ragnar Granit oli syntynyt Suomessa.
Virtanen oli ahkera ja tuottelias tieteilijä. Hän kirjoitti kaikkiaan yli 1 300 tieteellistä julkaisua, ja hän on kansainvälisten historiankirjojen, hakemistojen ja Science Citation -indeksin mukaan Suomen 1900-luvun tunnetuin kemisti. Virtanen oli vaikuttamassa keskeisesti myös seuraavan polven suomalaisiin tieteilijöihin, sillä melkein kaikki seuraavan sukupolven biokemian, ravitsemustieteiden, lääketieteellisen kemian, radiokemian ja muiden lähialoiden merkittävät professorit olivat Virtasen oppilaita.
Virtasen ystävät ja työtoverit pitivät häntä leikkisinä, poikamaisena ja hyväntahtoisena. Hänessä oli karismaa, mutta hän oli myös aina valmis tukemaan työtovereitaan ja alaisiaan. Virtanen tunsi jopa vastuuta opiskelijoistaan.
Virtanen pyrki järjestelmällisesti rakentamaan kiinteitä suhteita luonnontieteellisen tutkimuksen kärkimaihin. Kanaviensa ansiosta hän pystyi hakemaan tietoa biokemian huippututkimuksesta ja samalla kertomaan ulkomaille oman tutkimuslaitoksensa tuloksista. Ulkomaiset yhteydet vahvistivat myös Virtasen omaa asemaa maailmanlaajuisesti. Varsinkin suhteet Hans von Euler-Chelpiniin ja Christian Bartheliin olivat erityisen merkittäviä. Von Euler oli alansa johtavia tutkijoita ja kemian Nobel-komitean jäsen.
Virtanen oli poliittisesti aktiivinen ja arvosteli usein erityisesti Suomen ulkopolitiikkaa. Hän ei kuitenkaan ollut kiinnostunut varsinaisesta päivänpolitiikasta. Tästä syystä hän kieltäytyi, kun kokoomus kysyi häntä vuonna 1956 presidenttiehdokkaaksi.
Virtasella oli joitain kärjekkäitä sisä- ja ulkopoliittisia näkemyksiä, jotka myös vaikeuttivat hänen tiedepoliittisia pyrkimyksiään. Virtanen oli erittäin isänmaallinen, ja hänellä oli korkeat ihanteet. Isänmaallisuus oli kehittynyt jo Viipurissa, eikä Virtanen pystynyt hyväksymään kaupungin luovuttamista Neuvostoliitolle. Virtasen ehdottomuus näkyi monissa poliittisissa kannanotoissa, jotka herättivät lähes kauhua monissa sodanjälkeisen ajan poliitikoissa. Virtasen mielipiteiden takia poliitikot ja virkamiehet kantelivat hänen sanomisistaan ylimmälle johdolle. Virtasen vaadittua Suomen valtuuskuntaa, joka oli Virtasen kanssa samalla laivalla, olemaan allekirjoittamatta lopullista Pariisin rauhansopimusta maatalousministeri Vihtori Vesterinen raportoi asiasta presidentti Paasikivelle. Paasikivi oli ärsyyntynyt kommentista ja kirjoittanut päiväkirjaansa: ”Tämä on hirmuista lapsellisuutta. Virtanen ei ymmärrä mitään politiikasta.”
Urho Kekkosen kanssa Virtanen riitautui ensimmäisen kerran 1940-luvulla sota-aikana, kun Virtanen ja Pekka Peitsi -nimimerkillä kirjoittanut Kekkonen ajautuivat julkiseen lehtikeskusteluun. Virtanen koki Kekkosen ja Paasikiven johtaman idänpolitiikan vastenmieliseksi ja kutsui sitä ”kaltevan pinnan politiikaksi”, joka vei Suomea koko ajan lähemmäksi Neuvostoliittoa. Presidentti Kekkonen kutsui päiväkirjassaan virallisen ulkopolitiikan vastaista linjaa Tannerin–Virtasen linjaksi.
Virtanen sai Nobelin kemianpalkinnon vuonna 1945. Ehdokkuus oli hänelle tuolloin jo 12:s. Ensimmäisen kerran häntä oli ehdotettu vuonna 1933. Näin pitkä odotusaika ensimmäisestä ehdotuksesta palkinnon voittamiseen oli varsin yleistä.
Nobel-asiakirjat ovat salattuja 50 vuoden ajan, ja Virtasen voittoon liittyviä papereita tutki ensimmäisenä hänen oppilaansa Matti Heikonen. Niistä paljastui, että Virtanen oli yllättävän selvä voittaja. Häntä olivat ensimmäisenä ehdottaneet ruotsalainen Hans von Euler ja Pentti Eskola AIV-järjestelmän ja biologisen typensidonnan tutkimisesta. Nobel-palkitun von Eulerin toukokuussa 1945 antama lausunto Virtasen asemasta oli erityisen merkittävä tämän Nobel-voittoon. Von Euler määritteli, että Virtasen menetelmä oli ”merkittävä parannus” ja sillä oli ”erittäin iso hyöty ihmiskunnalle”. Suomessa on joskus arvioitu, että raskaat sotavuodet saivat sympatiapisteitä suomalaistutkijalle, mutta tästä ei ole näyttöä, vaikka sotaolosuhteilla saattoikin olla jonkinlainen vaikutus asiaan.
Nobel-palkinnon lisäksi Virtanen sai urallaan useita erilaisia palkintoja, tunnustuksia ja kunnianosoituksia. Suomessa hän sai muun muassa Wihurin säätiön kunniapalkinnon vuonna 1943. Lisäksi hänet kutsuttiin 1971 tiedesaavutuksistaan saksalaiseen Pour le Mérite -ritarikuntaan ja palkittiin 1968 Yhdysvalloissa maatalousministeriön ensimmäisellä Atwater-palkinnolla. Virtanen valittiin myös ensimmäisenä suomalaisena Yhdysvaltain kansalliseen tiedeakatemiaan. Seuraavien suomalaisten valintaan meni lähes kaksi vuosikymmentä. Virtanen oli lisäksi muun muassa Ruotsin kuninkaallisen tiedeakatemian, Norjan tiedeakatemian ja Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldinan jäsen.
Virtasen nimeä kantava instituutti toimii Itä-Suomen yliopiston yhteydessä. Vuonna 1989 perustettu instituutti tekee biolääketieteellistä tutkimusta. Suomalaisten Kemistien Seura, Biobio-seura ja Ravitsemuksen tutkimussäätiö jakavat yhdessä A. I. Virtanen -palkintoa. Sen saajalle annetaan rahapalkinto, Aimo Tukiaisen suunnittelema hopeinen mitali ja kunniakirja.
Valion pääkonttorin pihalle Helsingin Pitäjänmäkeen pystytettiin vuonna 1995 Virtasen 100-vuotissyntymäpäivän yhteydessä kuvanveistäjä Terho Sakin toteuttama A. I. Virtasen muistomerkki.
Vuonna 2011 kantaesitettiin Ilkka Pollarin kirjoittama pienoisnäytelmä A. I. Virtasen elämäntyöstä.