Czy wiesz, że odkrycie sposobu wytwarzania amoniaku było najważniejszą przyczyną eksplozji populacji świata z 1,6 miliarda w 1900 roku do 7 miliardów obecnie? Albo że polietylen, najbardziej rozpowszechniony plastik na świecie, został przypadkowo wynaleziony dwa razy?
Są szanse, że nie, ponieważ chemia ma tendencję do bycia pomijaną w porównaniu z innymi naukami. Ani jeden chemik nie znalazł się w Top 50 Science gwiazd magazynu Science na Twitterze. Wiadomości chemii po prostu nie dostać taki sam zasięg jak projekty fizyki, nawet gdy projekt był o lądowaniu laboratorium chemicznego na komecie.
Więc Royal Society of Chemistry postanowił spojrzeć na to, co ludzie naprawdę myślą o chemii, chemików i chemikaliów. Okazuje się, że większość ludzi po prostu nie ma dobrego pomysłu na to, co robią chemicy lub jak chemia przyczynia się do rozwoju współczesnego świata.
To prawdziwy wstyd, ponieważ świat, jaki znamy, nie istniałby bez chemii. Oto moje pięć najlepszych wynalazków chemicznych, które tworzą świat, w którym żyjesz.
Penicylina
Jest duża szansa, że penicylina uratowała Ci życie. Bez niej ukłucie przez cierń lub ból gardła może łatwo okazać się śmiertelne. Zasługę za penicylinę przypisuje się Aleksandrowi Flemingowi, który w 1928 r. zaobserwował, jak pleśń rosnąca na jego płytkach Petriego hamuje wzrost pobliskich bakterii. Jednak mimo usilnych starań, nie udało mu się wyodrębnić żadnej użytecznej penicyliny. Fleming poddał się, a historia penicyliny utknęła w martwym punkcie na 10 lat. Aż w 1939 roku australijski farmakolog Howard Florey i jego zespół chemików wymyślili sposób oczyszczania penicyliny w ilościach nadających się do użytku.
Jednakże, ponieważ w tym czasie trwała II wojna światowa, brakowało sprzętu naukowego. Zespół zatem cobbled razem całkowicie funkcjonalny zakład produkcyjny penicyliny z wanien, wirówki do mleka i półki na książki. Nic dziwnego, że media były niezwykle podekscytowane tym nowym cudownym lekiem, ale Florey i jego koledzy raczej stronili od rozgłosu. Zamiast tego Fleming wziął na siebie limelight.
Produkcja penicyliny na pełną skalę ruszyła w 1944 roku, kiedy inżynier chemik Margaret Hutchinson Rousseau wzięła projekt Heath Robinsona Floreya i przekształciła go w pełnowymiarowy zakład produkcyjny.
Proces Habera-Boscha
Atrogen odgrywa kluczową rolę w biochemii każdej żywej istoty. Jest też najbardziej rozpowszechnionym gazem w naszej atmosferze. Ale azot nie lubi reagować z wieloma substancjami, co oznacza, że rośliny i zwierzęta nie mogą go pobierać z powietrza. W związku z tym głównym czynnikiem ograniczającym w rolnictwie była dostępność azotu.
W 1910 roku niemieccy chemicy Fritz Haber i Carl Bosch zmienili to wszystko, kiedy połączyli azot atmosferyczny i wodór w amoniak. To z kolei może być stosowany jako nawóz roślin, ostatecznie filtrowanie w górę łańcucha pokarmowego do nas.
Dzisiaj około 80% azotu w naszych ciałach pochodzi z procesu Habera-Boscha, co czyni tę pojedynczą reakcję chemiczną prawdopodobnie najważniejszym czynnikiem eksplozji populacji w ciągu ostatnich 100 lat.
Polietylen – przypadkowy wynalazek
Większość powszechnych przedmiotów z tworzyw sztucznych, od rur wodociągowych po opakowania żywności i kaski, to formy polietylenu. 80 mln ton tego materiału, który powstaje każdego roku, jest wynikiem dwóch przypadkowych odkryć.
Pierwsze miało miejsce w 1898 roku, kiedy niemiecki chemik Hans von Pechmann, badając coś zupełnie innego, zauważył woskową substancję na dnie swoich probówek. Wraz ze swoimi współpracownikami zbadał ją i odkrył, że składa się ona z bardzo długich łańcuchów molekularnych, które nazwali polimetylenem. Metoda, której użyli do produkcji plastiku nie była szczególnie praktyczna, więc podobnie jak w przypadku penicyliny, przez dłuższy czas nie poczyniono żadnych postępów.
W 1933 roku chemicy z nieistniejącej już firmy chemicznej ICI odkryli zupełnie inną metodę produkcji plastiku. Pracowali oni nad reakcjami wysokociśnieniowymi i zauważyli tę samą woskową substancję, co von Pechmann. Początkowo nie udało im się odtworzyć tego efektu, dopóki nie zauważyli, że w pierwotnej reakcji do układu nie przedostał się tlen. Dwa lata później firma ICI przekształciła to przypadkowe odkrycie w praktyczną metodę produkcji popularnego plastiku, który prawie na pewno jest teraz w zasięgu ręki.
Pigułka i meksykański batat
W latach 30. ubiegłego wieku lekarze zrozumieli potencjał terapii hormonalnych w leczeniu nowotworów, zaburzeń miesiączkowania i oczywiście w antykoncepcji. Jednak badania i terapie były wstrzymywane przez czasochłonne i nieefektywne metody syntezy hormonów. W tamtych czasach progesteron kosztował równowartość (w dzisiejszych cenach) 1000 dolarów za gram, podczas gdy obecnie taką samą ilość można kupić za zaledwie kilka dolarów. Russel Marker, profesor chemii organicznej na Pennsylvania State University, obniżył koszty produkcji progesteronu, odkrywając prosty skrót w syntetycznej ścieżce. Poszukując roślin zawierających cząsteczki podobne do progesteronu, natknął się na meksykańskiego batata. Z tego warzywa korzeniowego wyizolował związek, który w jednym prostym kroku przekształcił w progesteron do pierwszej pigułki antykoncepcyjnej.
Ekran, na którym czytasz
Niewiarygodne, plany płaskich kolorowych ekranów sięgają końca lat 60. ubiegłego wieku! Kiedy brytyjskie Ministerstwo Obrony zdecydowało, że chce, by płaskie ekrany zastąpiły nieporęczne i drogie kineskopy w pojazdach wojskowych. Zdecydowano się na pomysł oparty na ciekłych kryształach. Wiadomo już było, że wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD) były możliwe, ale problem polegał na tym, że działały one tylko w wysokich temperaturach. Więc nie jest to zbyt dobre, chyba że siedzisz w piekarniku.
W 1970 MoD zlecił George Gray na Uniwersytecie w Hull do pracy na sposób, aby LCD funkcjonować w bardziej przyjemne (i użyteczne) temperatury. Udało mu się to, gdy wynalazł molekułę znaną jako 5CB). Na przełomie lat 70. i 80. 90% urządzeń LCD na świecie zawierało 5CB i nadal można je znaleźć w tanich zegarkach i kalkulatorach. Tymczasem pochodne 5CB sprawiają, że telefony, komputery i telewizory są możliwe.
Mark Lorch tweetuje jako @sci_ents
Infografika do tego artykułu wykonana przez Andy Brunning/Compound Interest
.