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人类出乎意料的伟大发明(化学篇)

 xiaopanglang 2020-11-12
化学

1、特氟龙:离奇消失的气体到不粘锅

1938年,杜邦公司工作的的化学家罗伊·普朗克研制一种特新型制冷剂的时候,他将一些装满四氟乙烯气体的储气罐塞在干冰里,以防它们受热发生爆炸。不过当普朗克特后来想使用这些气体的时候,他发现储气罐中的气体离奇消失了。出于好奇,普朗克特用锯子锯开了储气罐,结果发现罐中掉出了一些白色蜡状的小薄片。经研究,这种新物质是一种奇特的润滑剂,并且熔点相当高,它不怕热、不怕水、不怕酸,不粘材料“特氟龙”就这样意外诞生了。特氟龙最初被用于制造军事装备,直到1954年,法国工程师格里瓜尔的妻子科莱特突发奇想,觉得丈夫用来涂在钓鱼线上防止打结的不粘材料“特氟龙”如果可以涂在煎锅上,效果一定很不错。丈夫格里瓜尔听了妻子的建议立即开动脑筋,废寝忘食研制出了如何将“特氟纶”和铝结合在一起的办法,世界上第一只“不粘锅”由此应运而

生。

2、超能胶水: “失败的发明”也有大用途

二战期间,美国伊斯曼·柯达实验室的化学家哈里·库弗博士带领一个科学小组试图调和研制出一种透明塑料,用来制造军事飞机枪炮的瞄准器,结果实验相当失败,他们调配研制出来的东西粘性太强,它无论碰到什么东西都会死死粘住,根本无法实现他们最初的实验目的。库弗博士认为这一发明是个令人痛苦的失败之作,那种失败感就像我们不慎将超能胶水粘在了自己的几根手指上一样,库弗博士很快就将这种胶水抛之脑后了。事实上,库弗博士发明出来的是一种名叫“氰基丙烯酸盐”的粘合剂。直到6年后,当他负责飞机座舱盖的一项新设计时,他想到了氰基丙烯酸盐粘合剂这个最初认为毫无用处的“老朋友”,库弗发现,这种物质无需加热便拥有令人难以置信的粘性,他和实验室研究人员在不同物体上测试该胶水的性能,结果发现这是一种粘性令人发狂的超能胶水。

3、橡胶轮胎: “笨手笨脚”引发的发明

如果不是一名叫做查尔斯·固特异的美国男子1844年在一个火炉旁笨手笨脚地泼翻了一些铅、硫和橡胶混合物,我们今天所穿的橡胶底鞋子、汽车使用的橡胶轮胎可能都不会存在。那时,固特异一直在研究橡胶的性能,当时的橡胶还无法制成生活中各种耐用的用品,固特异希望找到一种方法,使橡胶既能耐热、又能耐寒,也不会轻易变形,从而能用来制作出各种耐用生活用品。不过,固特异始终没能找到一种合适的方法,直到1844年的一天,他一不小心将一些铅、硫和橡胶的混合物泼洒到了一个火炉上,出现的意外“成品”终于让固特异的梦想成了现实。当汽车时代来临时,美国俄亥俄州的两兄弟决定以固特异的名字命名他们创办的汽车轮胎公司,世界知名的固特异轮胎因此诞生。


4、合成染料:制造奎宁的意外收获

1856年,英国皇家化学学院著名有机化学家霍夫曼院长的实验室里,18岁的研究生威廉帕金正在进行着合成抗疟疾特效药物金鸡纳霜(奎宁)的工作,当时这种药物必须从南美印地安人居住地的一种金鸡纳树的树皮中提取,因此该药物在欧洲的价格十分昂贵。当他把制造奎宁的原料放入反应锅中,结果烧瓶中出现了一种沥青状的黑色残渣,威廉帕金知道这回又失败了!在清理烧瓶的时候,考虑是有机物,威廉帕金加入酒精,忽然眼前一亮,发现黑色物质被酒精溶解成了美丽夺目的紫色!他马上意识到了这个意外的现象会导致一项重要的发明创造。考虑到当时人们的衣物都是采用难以保存且色牢度很差的天然植物染料进行染色,威廉帕金尝试用这种紫色物质去染布,可惜他的试验并没有成功,染上颜色的棉布用水一洗就几乎掉完了!他没有灰心,又用毛料和丝绸去试验,结果发现这种无法在棉布上染色的物质,却可以非常容易地染在丝绸和毛料上,而且比当时的各种植物染料的颜色都鲜艳,放在肥皂水中搓洗也不褪色。这就是世界上第一种人工合成的化学染料苯胺紫。威廉帕金虽然没有制造出奎宁来,却获得了合成苯胺紫的发明专利。1857年,威廉帕金在哈
罗建立了世界上第一家生产苯胺紫的合成染料工厂,并因此成为世界巨富。

5、石蕊试剂:变色的紫罗兰引起的思考

17世纪的一天清晨,英国化学家波义耳来到实验室,恰巧一位花匠为他送来一篮非常漂亮的紫罗兰,他随手从花篮中取出一束带进了实验室,放在桌子上。实验室里,他们将盛满盐酸的大瓶子倒入各个小的试剂瓶中,倒出的淡黄色液体冒着白烟沿着瓶体溢出瓶口外,向桌面四处弥漫。紫罗兰在酸雾中微微冒烟。波义耳担心花受到酸的腐蚀,赶紧把紫罗兰浸到盛满清水的烧杯中。过了一会儿,变魔术般的事情发生了,只见紫罗兰的颜色变成了红色,这一现象引起了波义耳的极大兴趣。他既新奇又兴奋,敏感地意识到可能紫罗兰中有一种成分遇盐酸会变红。经过验证后,他推断,不仅盐酸,而且其它各种酸都能使紫罗兰变为红色。他想,这个发现太重要了,以后只要把紫罗兰花瓣放进溶液,看它是不是变红色,就可判断这种溶液是不是酸性溶液。偶然的发现,激发了波义耳的探求欲望。他接着采集了各种植物和花卉进行试验,不过有趣的是,他从石蕊苔藓中提取的紫色浸液,酸液能使它变成红色,碱液能使它变成蓝色,这就是最早的石蕊试液,波义耳把它称作指示剂。后又制成了实验中常用的酸碱试纸——石蕊试纸,这种试纸在几百年后的今天,仍是人们做化学实验时的常用试纸。

6、橡皮泥:清洁剂成了最爱的玩具

二战期间,美国政府需要用橡胶来生产飞机轮胎,士兵的靴子,以及各种战用物资。通用电气的赖特意图用硅发明出一种橡胶替补品。在1943年一场硅油的试验中,赖特对其添加了硼酸。结果这一无意的举动制出的合成物柔软有弹性,有着很好的可塑性,粘性也很大,然而,它还无法替代橡胶。虽然制不成轮胎、军靴等物品,但这一合成品粘粘的,用来清洁也是不错的,通用公司为了免于破产,随后对实验的失败品进行改造,以清洁剂身份进入市场——用来清洁肮脏的壁纸。最终,清洁剂不负众望地拯救了通用公司,却并不是因为它有多么好的清洁效果,而是作为一种装饰物备受小学生们的追捧。原来,清洁剂极好的可塑性让小学生们爱不释手,纷纷用它制作圣诞节的装饰物,导致清洁剂销量一路高升。通用公司尝到了甜头,很快对清洁剂进行改造,变成五颜六色、味道各异的橡皮泥,成为世界上最受欢迎的玩具之一。

7、安全玻璃:摔不碎的玻璃烧瓶

贝尼迪库斯是法国著名的化学家,一次偶然的机会触发了他的灵感,使他研究制成了“安全玻璃”。

1907年,法国化学家贝尼迪库斯正在实验室里整理仪器,不小心将一只玻璃瓶子打翻在地。然而,出乎意外的是,瓶子并没有裂成碎片,只是出现了一些裂痕。为什么会这样呢?尽管贝尼迪库斯意识到什么,不过当时很忙,一时也难以找到答案,没顾得上探究就放在一边了。

一天,贝尼迪库斯休息时随手拿起身旁的一张地方报纸,无意间看到一段新闻:一辆汽车发生事故,车窗的碎玻璃把司机和乘客划伤了。读完这条新闻,别奈迪克脑海里立即浮现出前些日子实验室那只摔地未碎的玻璃烧瓶。他想到如果在汽车的窗子上装这种不碎的玻璃岂不能减轻车祸后的伤亡呢?贝尼迪库斯马上赶到实验室,找出那只瓶子。经过仔细琢磨,他终于悟出了瓶子掉地不碎的秘密:原来,那只烧瓶曾经装过硝酸纤溶液,挥发后,瓶壁上留下了一层坚韧而透明的薄膜,牢牢地粘在瓶子上。看来,正是这层薄膜对瓶子起着保护作用。这个发现一下子打开了别奈迪克的思路,他连夜调配试剂,在两层玻璃之间夹上一层透明的硝酸纤维素,使它们牢牢地粘合在一起,经过反复试验,一种不会震裂的防震安全玻璃终于问世了。


8、苦味酸:一锤子的改变,从染料到炸药

1771年,英国P.沃尔夫(Woulfe)合成了苦味酸。从1849年起,苦味酸被用作染丝的黄色染料,是第一种被使用的人造染料,它在染坊里曾平平安安地使用了三十多年。1871年的一天,法国一家染料作坊里有位新工人,打不开盛苦味酸的桶,就找来铁锤猛力敲击铁桶,突然发生猛烈的爆炸,爆炸产生的大火烧毁了整个商店和附近的街区,许多人当场被炸死。这是一场悲剧,但也由此给作坊主一个启发。经过反复试验,从法国开始,苦味酸开始被大量应用于军事上黄色炸药的制造。

9、波尔多液:来自葡萄树下的灵感

法国的波尔多是一个盛产葡萄的好地方。然而,1878年,葡萄园中出现了一种由霉菌引起的葡萄病害,人们称之为“葡萄霉菌病”。染上病后,好端端的葡萄藤会日渐衰竭、枯萎。然而,法国人米拉德氏在波尔多城附近发现许多葡萄树都受到病菌的侵害,只有公路两旁的一个葡萄园依然果实累累,没有遭到损害。他感到奇怪,就去请教管理这些葡萄树的园主。原来,这家种植园地处交通要道边上,往来的行人众多,每年的葡萄成熟季节,就有人顺手牵羊,趁主人不在时偷摘葡萄解馋。园主就把白色的石灰水和蓝色的硫酸铜分别撒到路两旁的葡萄树上,让它们在葡萄叶上留下白色和蓝色的痕迹,过路人看了以后以为喷洒过毒药,从而打消偷食葡萄的念头。米拉德氏从中得到灵感,他经过反复试验与研究,终于发明了几乎对所有植物病菌均有效力的杀菌剂——波尔多液。为了纪念波尔多市的那家种植园,感谢它所给予的启示,米拉德氏用城市的名字将这种药物命名为“波尔多液”。

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