曾經很長一段時間,絲綢、亞麻、棉花等自然界的生物產物是人類制作衣服的唯一材料來源。從古至今,這些材料制造的衣服價格不菲,尋常人家一年到頭也就過年能添置幾件。產量低、耐用度差,是這些材料的最大劣勢。幸虧,人類在大約一百多年前,發明了合成纖維,徹底改變了紡織材料的歷史,而這其中,尼龍的發明尤其值得人們津津樂道。
棄文從“化”
很多人的人生充滿了變數,往往那些偉大的人物,總是因為某些改變而走上了與眾不同的道路。顯然,華萊士·卡羅瑟斯先生就是此類人中的一位典型。
卡羅瑟斯1896年出生于美國艾奧瓦州東南部的小城伯靈頓。據說,他從小聰穎好學,對很多科學知識都興趣濃厚。可是不知道為什么,在上大學選擇專業時,他卻選擇了英文專業。不過很快,卡羅瑟斯就發現文學并不是自己的真愛,于是轉而投入到自己感興趣的化學專業。
果然,卡羅瑟斯的選擇是對的,他在有機化學的康莊大道上一路狂奔,師從當時全美最優秀的化學家羅杰·亞當斯。卡羅瑟斯在1924年獲得博士學位,成為老師口中“全國最杰出的有機化學家”。
遇到伯樂
隨著卡羅瑟斯的名氣越來越大,一家公司向他發出了邀請,這家公司日后非常著名,它就是杜邦公司。生產火藥起家的杜邦公司,此時已經是頗具規模的化工企業。1926年,杜邦公司做出了加強對基礎科學研究投入的決策,十分誠懇地請卡羅瑟斯出山。當時,杜邦公司為卡羅瑟斯開出了優厚的條件,允諾不限制卡羅瑟斯的研究,這位天才想研究什么就研究什么。不僅如此,杜邦公司還為卡羅瑟斯組建了由多位化學博士組成的研究團隊,科研經費嘛,更是不在話下,要多少就給多少!
卡羅瑟斯簡直是遇到了夢寐以求的伯樂。這還有什么猶豫的?收拾東西,立刻入職吧!不過,完全不設限制的研究,方向該定在哪里呢?
瞄準高分子材料
1928年2月,卡羅瑟斯正式在杜邦就職,全情投入高分子材料領域的研究工作。什么是高分子材料?舉個例子,我們日常常見的塑料、橡膠、合成纖維,這些形態和性能各異的材料,都具有一個共同點——由小分子之間互相反應形成大分子。這類材料就是高分子化合物或者叫高分子聚合物。事實上,人類傳統使用的編織材料,比如棉花、蠶絲等,也屬于自然形成的高分子材料。與這些天然高分子材料不同,卡羅瑟斯研究的是人造高分子材料,源自于石油。
尼龍誕生
卡羅瑟斯最初的研究,是希望能夠找到有效的方法,讓許許多多的小分子通過化學反應變成高分子,從而誕生性能優良的新材料。然而,科學的道路哪會一帆風順?好不容易實驗成功,得到了新材料,卻有著非常致命的缺陷——熔點太低。這種被稱作“聚酯”的材料,遇到稍微熱一點的環境,就熔化了,這意味著它既不能做成布料經受熱水洗刷,也不能在炎熱的地方使用。1933年,這個項目被卡羅瑟斯放棄了。
1934年,卡羅瑟斯重新調整了研究方向,開始尋找制作合成纖維的方法。這一次,他讓胺(àn)和酸反應,生成了化合物——酰(xiān) 胺。而持續不斷的“酰胺化”反應會將小分子一個個連接起來,最終得到高分子材料——聚酰胺。這個聚酰胺,就是今天隨處可見的尼龍。尼龍性能優越,而且原材料非常容易獲得,很快就展開了大規模的工業化生產,卡羅瑟斯自然也就以“尼龍之父”的名頭在化學史上占據了一席之地。
幾年后,卡羅瑟斯的團隊研發出另一種高分子材料——世界上第一種合成橡膠。這種源自石油的新材料在整體性能上雖然不如天然橡膠優異,但它的成本非常低,而且具有良好的耐水、耐熱、絕緣特性,因此很快就被廣泛應用于絕緣線纜的生產。卡羅瑟斯的研究對于發展完善高分子科學的理論體系也做出了很大的貢獻,更重要的是,他的天才發明,最終影響和改變了人類世界的日常生活。
本期“我在現場”答案:
犯罪嫌疑人作案后,發現難于脫身,就在道具中找到一套外賣送餐員的服裝。為了混淆視聽,他又點了兩份外賣。在送餐員走馬燈似的來來往往后,裝扮成外賣送餐員的犯罪嫌疑人,未引起任何注意便離開了案發現場。