有些时候,化学家们的发明不仅应用于化学领域,也会在一些看似不相关的领域中“大放光芒”,甚至成为改变我们生活的爆款商品!家人们,快准备好你的小黄车,今天的知识上架啦!!
苯胺紫——横空出世的爆款染料苯胺紫,也称“冒酜”,是副品红碱的四甲基、五甲基、六甲基衍生物的混合物。这是最早由人工合成的紫色染料,也是最早进行工业化生产的合成染料之一。由英国化学家威廉·亨利·珀金(William Henry Perkin)于 1856 年在合成奎宁的实验中偶然合成。
珀金 15 岁入读伦敦的皇家化学学院,师从德国化学家奥古斯特·威廉·冯·霍夫曼。是不是觉得这位老师的名字很熟悉?没错,这就是霍夫曼重排、霍夫曼消除的那位霍夫曼!
少年珀金(14岁)的自拍照,帅的有些过分啊。。
1856 年,霍夫曼敏锐地预见到有机化学在医学上的应用,提出了人工合成奎宁的设想,并且这个想法告诉了珀金。于是,18 岁的珀金开始进行合成奎宁的相关研究。
有一天,珀金把强氧化剂重铬酸钾加入到了苯胺的硫酸盐中,结果烧瓶中出现了一种沥青状的黑色残渣。为了清洗烧瓶中的残渣,他向烧瓶中加入了酒精,结果发现黑色物质竟然被酒精溶解成了美丽夺目的紫色!这就是人类进入到工业社会后,第一个人工合成的紫色化学染料——苯胺紫。
很快,珀金发现这种物质适合当染料,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,在那个使用天然植物染料进行染色的时代,这无疑是个大发现。
当年 8 月,珀金就取得了苯胺紫的专利权。
第二年,19岁的珀金成为英国皇家化学学会的正式成员,他在伦敦西北部的“格林福德”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。
有时,成功来的就是这么突然。。
老年珀金
虽然目前苯胺紫已经逐渐退出了染色行业的历史舞台,但是珀金的发明在人类有机化学史上仍有着十分重要的意义。在珀金之后,化学家们纷纷开始探索和试验,偶氮、菁、靛族、杂环等等结构的人工合成染料,如同雨后春笋般不断问世。
保温杯——实验室中的制冷明星你造吗?热水瓶和保温杯发明的初衷,并不是为了让你多喝热水,人家可是一款专业的化学仪器!
热水瓶和保温杯的前身,叫做“杜瓦瓶”,它的发明人是英国的物理学家、化学家詹姆斯·杜瓦(James Dewar)。
James Dewar
杜瓦一直致力于气体液化和低温物理学的研究。为了让低温液化的气体可以保存更久,增加研究时长,杜瓦在 1892 年发明了用于储存液化气体的真空夹层容器——杜瓦瓶。
杜瓦和杜瓦瓶
这是一个双层玻璃容器,将把两层玻璃壁间的空气抽掉,可以形成真空。真空能防止对流和传导散热,因此,杜瓦瓶具有非常好的隔热保温效果,可以让液化气体保持在低温状态。
后来的改进中,杜瓦还给玻璃壁增加了银涂层,可以进一步防止辐射散热。
初代“杜瓦瓶”
实验室中逐步进化的“杜瓦瓶”
有了杜瓦瓶的助力,杜瓦在 1899 年成功液化了氢气,成为液化氢气“第一人”,并且获得了 -260 ℃ 的低温,也为后人研究低温现象提供了条件。
曾经的杜瓦瓶,只在实验室、医院中使用,但它绝佳的保温效果也让人看到了商机——
1904年,德国膳魔师(THERMOS)公司以此为基础,制造出了第一代商用保温瓶,并且迅速风靡市场。后来,经过逐步改良,这款曾经见证历史的实验仪器,如今已经化身成为我们家中常备的热水瓶、保温杯~
杜瓦是不是也从自己的发明中获得了巨大的财富呢?
实际上,杜瓦在得知膳魔师保温杯的火爆后,就对他们提起了诉讼,要求平分获利。但是非常遗憾的是,杜瓦之前并没有为杜瓦瓶申请过相关专利,所以法院并不支持他的主张,这泼天的富贵啊,杜瓦是一分钱没捞着。。。
尼龙丝袜——时尚界的一道惊雷尼龙,是世界上第一种人造合成纤维,具有重要的商业应用,也是高分子化学的一个非常重要里程碑。1935 年 2 月 28 日,美国杜邦公司的化学家 Wallace Carothers 领导的科研组,由己二胺和己二酸缩聚制得了第一种尼龙材料——“尼龙 66”
尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新,也是合成纤维工业的重大突破。1938 年,杜邦公司为尼龙申请专利,并火速投入生产。
最早上市的尼龙制品,是尼龙刷毛的牙刷。不久后,在 1939 年的纽约世界博览会中,我们熟悉的“女士丝袜”首次面世,4000 双样品丝袜在三小时内被抢购一空。第二年,首次量产销售的丝袜更是创下了一年销售 6400 万双的商业奇迹。据统计,当时的美国女性每人每年需要购买8双尼龙丝袜。
尼龙作为一种全新的纺织材料,迅速融入人们的生活,尼龙工业迅速崛起。
丝袜中的尼龙纤维
但是“丝袜自由”是短暂的,在随后的第二次世界大战中,尼龙开始大量用于制造降落伞、降落伞绳索、飞机油箱、防弹夹克、帐篷等军工产品。为了保障军需供应,杜邦只能停止生产用于丝袜和内衣的“消费尼龙”。在当时,爱美的女士只能在“黑市”上以高价购买丝袜。
战争结束后,杜邦火速重启消费尼龙的生产,第一批丝袜于 1945 年 9 月重返商场,这马上点燃了消费者们的激热情,丝袜所到之处纷纷排起长龙,当时的媒体称之为“尼龙骚乱”。其中一个著名的例子,发生在 1946 年 6 月的匹兹堡,当时有 40000 人为了抢购 13000 双丝袜而大排长龙。
但是这时候,尼龙的发明人 Wallace Carothers 却早已离世,他没能亲眼见证尼龙的火爆。Carothers 一直饱受抑郁症的困扰,甚至在尼龙研制的关键阶段曾经神秘消失,后来才发现,他是由于抑郁加重,被医生送去入院治疗。
1937年 4 月 28 日,Carothers 去了曾经奋斗过的实验室,第二天,在实验室附近的旅馆中,他被发现服用氰化物自杀身亡。