Текст уведомления здесь

Случайные открытия: тефлон и Gore-Tex

Как неудачный эксперимент привел к появлению антипригарных сковородок

Тефлон, который наверняка найдется на вашей кухне в сковородках и кастрюлях, не всегда использовался для производства посуды. Изначально он применялся при создании ядерного оружия, а после войны позволил создать одновременно дышащую и влагоотталкивающую ткань Gore-Tex. При этом оба материала появились практически случайно.
Добавить в закладки
Комментарии
В 1938 году американский химик Рой Планкетт (Roy Plunkett) трудился в лаборатории компании DuPont. Он занимался созданием новых хлорфторуглеродных холодильных агентов, которые нужны для «отъема» лишнего тепла. До этого в холодильниках использовались ядовитые оксид серы и аммиак.

Планкетт заготовил 45 килограмм «сырья» для хлорфторуглеродных соединений. Они производятся из газа тетрафторэтилена, который почти в 3,5 раза тяжелее воздуха, при помощи добавления к ним хлора. Планкетт хранил газ в небольших баллонах. Но когда ученый открыл один из баллонов, газ из него не пошел, хотя вес контейнера не поменялся, то есть утечка была исключена.

Вскрыв баллон, Планкетт и его помощник обнаружили внутри вещество белого цвета, похожее по консистенции на воск. Как оказалось, произошла так называемая полимеризация — объединение отдельных молекул газа в длинные полимерные цепи. Исследовав свойства образовавшегося полимера, Планкетт обнаружил, что «воск» устойчив к воздействию тепла, химически неактивен и очень скользкий.


Сцена открытия тефлона в лаборатории DuPont. Рой Планкетт справа. Фото: Hagley Museum and Library

Эти свойства позволили использовать вещество, названное политетрафторэтиленом, а в быту широко известное как тефлон, для создания тех самых сковородок с антипригарным покрытием. Однако в 1938 году тефлону было далеко до кулинарной славы. Его производство было таким дорогим, что казалось, на массовом рынке тефлон не появится никогда.

Впервые вещество «как следует» использовали в Манхэттенском проекте — американской программе по созданию ядерного оружия, где нужен был материал, который бы не реагировал с гексафторидом урана. Последний используется при обогащении урана (сейчас это один из основных этапов производства топлива для ядерных реакторов), он очень ядовит и разъедает большинство металлов, однако тефлон он не повреждает.

После войны тефлон стали использовать вовсю. Это вещество — прекрасный изолятор, так что оно пригодилось в производстве обмотки для электрических кабелей, а скользкость тефлона сделала его востребованным при создании частей различных механизмов: втулок, шестеренок и подобных деталей. Для производства посуды тефлон применяют с 1960-х годов.

Использование тефлона в качестве изолятора для проводов привело к еще одному случайному открытию. Одна из компаний, производивших такую изоляцию, принадлежала семье американских бизнесменов Горов. Они хотели экономить материал (и соответственно деньги), научившись растягивать его. Однако это оказалось не так-то просто. Сын владельцев компании Роберт Гор (Robert Gore) экспериментировал с тефлоном и так и эдак, нагревая его и осторожно пытаясь растянуть, но тот каждый раз рвался. В один прекрасный вечер Роберт вместо того, чтобы осторожничать, со злости резко рванул кусок тефлона — тот неожиданно легко растянулся. Так получился растянутый политетрафторэтилен.


Gore-Tex под микроскопом, первые версии материала имели менее упорядоченную структуру. Фото: Wikipedia, Shaddack

Под микроскопом его структура похожа на скомканную паутину. Поры в материале достаточно маленькие, чтобы не пропускать воду, но достаточно большие, чтобы пропускать пар. А это означает, что из него можно создавать мембранную ткань для одежды, в которой и не промокнешь, и не вспотеешь, потому что воду снаружи она отталкивает, а пар изнутри — выпускает. Или для палаток, которые укроют от дождя, но при этом в них не будет слишком сыро.

Это в теории. На практике оказалось, что материал, названный Gore-Tex, действительно хорошо отталкивал влагу, а вот пар он выпускал уже хуже, то есть все-таки в такой одежде (или обуви) сыро, потому что человек потеет и эта влага наружу через ткань полностью не выходит. Впрочем, это не помешало Горам прилично заработать на производстве экипировки из открытого ими материала, хотя поиски идеальной ткани для спортсменов и путешественников нельзя считать законченными.
Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы