Чарльз гудьир что изобрел
Драмы науки: Кто украл вулканизацию?
Имя человека, разработавшего способ вулканизации каучука, сейчас незаслуженно забыто. Звали его Чарльз Гудьир — именно он впервые, смешав каучук с серой, получил устойчивую резину. Но вместо славы и денег он снискал себе лишь судебную тяжбу. И все потому, что у него украли его изобретение. Попытаемся восстановить историческую справедливость.
Еще когда автор этих строк учился на биологическом факультете МГУ, научный руководитель часто говорил ему следующее:
«Никогда не обсуждайте с коллегами ваши идеи относительно перспективы исследований. А то ведь люди — они такие: моментально своруют идею, выполнят работу и потом будут говорить, что сами это придумали».
Похоже, это действительно так — история науки знает немало примеров подобного «воровства идей». И, кстати, не только идей, но и изобретений.
Об одном таком печальном случае я и хочу рассказать в этой статье. Сегодня мы постоянно пользуемся резиновыми изделиями, но редко задумываемся о том, кто же впервые смог превратить
каучук в устойчивую вулканизированную резину. Действительно, вспомнить имя этого человека непросто хотя бы потому, что о нем незаслуженно забыли. А впервые это удалось американскому изобретателю Чарльзу Гудьиру.
Как Чарльз Гудьир пришел к своему открытию
Чарльз Нельсон Гудьир (возможны и другие варианты произношения его фамилии — Гудийр, Гудиер, англ. Charles Nelson Goodyear) родился в Нью-Хэйвен, штат Коннектикут (США) в семье торговца скобяными изделиями Амоса Гудьира в 1800 году. Он был шестым ребенком в семье, но, тем не менее, у его родителей нашлись деньги, что бы дать ему образование. После школы юный Чарльз некоторое время изучал основы скобяного дела в Филадальфии, а потом, вернувшись, стал партнером отца по бизнесу.
Его дела шли достаточно успешно. В августе 1824 года Гудьир женился на Клариссе Бичер, женщине с необыкновенно сильным характером и добрым нравом. Она являлась для него одной из самых серьезных опор в жизни. Два года спустя семья переехала в Филадельфию, где Чарльз открыл скобяной магазин. Тем не менее, в 1830 году у него начались первые неудачи — в связи с экономическим кризисом спрос на скобяные изделия упал. Семье Гудьиров грозило полное разорение (ведь бизнес был семейным), однако Чарльзу тогда удалось найти выход из положения.
Дело в том, что тогда Америку и Европу захлестнула так называемая «каучуковая лихорадка». Сок каучуконосных растений, таких например, как гевея (Hevea), казался отличным сырьем для изготовления
Повсюду стали возникать фабрики, изготавливающие резиновые изделия, и магазины, ими торгующие. Но, увы, публика быстро разочаровалась в одежде, становящейся твердой, как кость, зимой и липко-жидкой в жару. Дело в том, что натуральный каучук оказался весьма нестабильным материалом — его свойства зависели от температуры.
В итоге ни одна из молодых «резиновых» компаний, основанных в те годы, не выжила. Инвесторы теряли миллионы и думали, как же им спастись от разорения. И вот тут то явился Гудьир.
Впрочем, началось все с того, что он сам попал в долговую тюрьму — его магазин разорился и он не смог отдать кредиты. Поскольку сидеть без дела в этом не самом приятном заведении было скучно, то Чарльз занялся исследованием свойств каучука. Сначала он тщательно изучал каждую газетную статью, имеющую отношение к этому новому материалу. В результате его осенило — если каучук является от природы клейким веществом, то его можно, нагрев, дабы увеличить способность к адсорбции, смешать с сухим порошком, который устранит его клейкость.
Первые эксперименты по вулканизации каучука Гудьир делал в тюрьме
Вскоре Гудьир перешел от теории к практике. Еще в тюрьме он провел ряд экспериментов. И первые результаты его вполне удовлетворили — нагревая каучук с некоторым количеством магнезии, Гудьир получил красивое белое соединение, которое, по-видимому, не обладало чрезмерной пластичностью. Однако, выйдя из тюрьмы и попробовав таким образом сделать набойки для туфель, Чарльз понял, что ошибся — материал продолжал оставаться мягким.
В течении последующих лет Гудьир проводил эксперименты по смешиванию каучука с другими веществами при высоких температурах. Что только не шло в ход —
За все это время Чарльз успел открыть фабрику по производству резиновой одежды, разбогатеть, разориться, еще несколько раз побывать в долговой тюрьме и серьезно подорвать здоровье, работая с ядовитыми веществами. Однако получить годный для изделий каучук ему так и не удалось.
Прогресс наметился лишь в 1838 году, когда Гудьир встретил Натаниэля Хэйворда, владельца завода в штате Мичиган. Тот рассказал ему, что экспериментировал с добавлением в каучук серы. Некоторое время спустя Гудьир сам перебрался в город Вобурн к Хэйворду, где продолжил свои эксперименты с капризным материалом. Изобретатель несколько раз пытался добавить в него серу, однако ему долго не удавалось этого — видимо, потому, что он нагревал его при недостаточно высокой температуре. Но вскоре он добился-таки результата и получил то, что сейчас называют вулканизированным каучуком.
Версии об открытии вулканизации каучука Гудьиром
Некоторые утверждают, что Гудьир систематически проводил эксперименты со смесью каучука с серой на открытом пламени, в котором наблюдал то, что в данном случае этот капризный материал не плавился, как обычно, а обугливался, и на краях обугленных областей были превосходно завулканизировавшиеся участки.
Другие источники говорят о том, что каучуковая смесь случайно попала на горячую плиту. Интересно, что сам изобретатель в своих мемуарах говорил о том, что процесс вулканизации был открыт им не как результат применения классического научного метода, однако это не было и случайностью. Скорее, это было результатом экспериментальной деятельности и наблюдений.
Тем не менее, от открытия до получения патента было еще далеко. Лишь в 1844 году, когда процесс вулканизации был доведен до совершенства, изобретатель наконец-то получил патент.
Как у Гудьира украли его изобретение
При этом он и не подозревал, что на другой стороне Атлантики, в Великобритании, двумя неделями раньше подобный патент был выдан Томасу Хенкоку, сотруднику компании «Charles Macintosh&Company».
Не подозревал он также и о том, что в «Макинтоше» узнали о результатах экспериментов Гудьира сразу же после того, как было сделано открытие. И сообщил им об этом тот человек, которого Чарльз считал своим другом — Дж. Хаскинс из Roxbury Rubber Company, который часто одалживал изобретателю деньги. Специально ли Хаскинс выдал секрет своим партнерам из Великобритании или случайно, неизвестно.
Ну, а Гудьиру, наконец-то начало везти — ему удалось открыть фабрику по вулканизации каучука. Позже он получил приглашение на первую Всемирную Выставку в Лондон, которая прошла в 1851 году. Посетив ее, он узнал о патенте Хэнкока и о фактической краже своего открытия. Тем не менее, Хэнкок не желал признаваться в плагиате: он утверждал, что открыл способ вулканизации независимо. Гудьиру ничего не оставалось делать, как обратиться в суд.
Однако, хоть Чарльз и потратил 25 тысяч долларов на услуги адвокатов, отстоять приоритет изобретения ему не удалось. И это при том, что в процессе разбирательства Хэнкок признался, что начал эксперименты, уже имея на руках образец вулканизированной резины Гудьира. Суд пришел к компромиссному решению — Хэнкок был признан изобретателем вулканизации в Великобритании, а Гудьир — в США.
Данная тяжба привела к очередному разорению бизнеса Гудьира. Так что после того, как он вернулся в Америку, ему опять пришлось отправиться в долговую тюрьму. Кстати, именно туда его супруга принесла ему награду, которую изобретателю пожаловал император Франции Наполеон III — Орден Почетного Легиона. Что же, хоть какое-то утешение.
Изобретатель вулканизации каучука оставил наследникам огромные долги
После всех этих потрясений Чарльз Гудьир так и не смог наладить свой бизнес, да и его потомки тоже — когда он скончался в 1860 году, то оставил наследникам лишь долги, общая сумма которых достигала 200 тысяч долларов (огромные деньги по тем временам!). Кстати, незадолго до смерти изобретатель вулканизации лишился своего патента — для того, что бы продлить срок его действия, нужно было заплатить, а денег у него уже тогда не было. Поэтому с 1858 года единственным обладателями патента на вулканизацию осталась ненавистная Гудьиру компания «Charles Macintosh&Company», сотрудник которой украл его изобретение.
Впрочем, некоторая доля славы (правда, увы, посмертной) изобретателю вулканизации все-таки досталась — в 1898 году, почти через сорок лет после его смерти, была основана компания, названная в его честь, Goodyear Tire and Rubber Company.
Подобным действием основатели этой фирмы давали понять, что признают приоритет Гудьира. А в 1976 году имя Гудьира было торжественно запечатлено на персональной табличке в Национальном Зале Славы Изобретателей (США). В родном же городе Чарльза, Нью-Хэйвене, до сих пор функционирует начальная школа, носящая его имя.
Эта история до сих пор служит предостережением для всех ученых и изобретателей — о своих идеях и экспериментах нельзя говорить никому, даже близким друзьям. Они, как выясняется, тоже оказываются ненадежными, когда речь идет о деньгах и славе. Был бы Гудьир чуть более скрытным, никто бы не смог отнять у него славу первооткрывателя вулканизации каучука и все причитающиеся к ней дивиденды.
Кстати, справедливости ради, сейчас выяснилось, что и Чарльз Нельсон Гудьир не был первооткрывателем вулканизации. Исследования археологов показали, что этот процесс был известен древним майя еще в конце первого тысячелетия до нашей эры. Они использовали его при изготовлении мячей для игры в аналог современного футбола. Однако имя того, кто впервые додумался смешать каучук с серой при нагревании, история не сохранила. Да и патент, судя по всему, он зарегистрировать не догадался…
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
Резина Гудьира
До появления резины человечество не знало упругого непромокаемого материала. В качестве уплотнителей и водоизоляционных прокладок использовали кожу. О существовании природного эластичного материала — каучука — европейцы узнали после открытия Америки. Но быстро ссыхающийся и растрескивающийся каучук оказался недолговечным. Открытие Чарльзом Гудьиром в 1839 г. процесса вулканизации — способа стабилизации (сохранения) эластичности каучука — подарило миру долгожданную резину.
Застывающие слёзы
Христофор Колумб в своих донесениях об Америке упоминал об упругих мячах, которыми играли индейцы. Их лепили из застывшей смолы южноамериканского дерева гевеи, которое индейцы называли «кау-учу» — «плачущее дерево» (от индейских слов «кау» — дерево, «учу» — течь, плакать). Индейцы собирали каучук — белую, похожую на густое молоко смолу, сочащуюся из надрезов в коре, и использовали её в быту. Каучуком промазывали днища пирог (лодок) для предохранения от течи, в каучуковых флягах носили воду. Обмакнув в каучук ноги в кожаной обуви и просушив смолу, обзаводились непромокаемыми сапогами. Каучук также использовали как клей.
Ластики и плащи
Европейцев каучук заинтересовал не сразу. Лишь во второй половине XVIII в. каучуку нашли применение — из него стали делать ластики (от названия смолы гевеи — «латекс») для стирания карандашных пометок с бумаги.
В 1823 г. шотландский химик Чарльз Макинтош, экспериментируя с продуктами коксования, смешал каучук с бензолосодержащей смесью, полученной от перегонки каменноугольной смолы. Каучук растворился, и Макинтош испачкал в этом растворе рукав пиджака. Растворённый каучук не ссохся и остался липким. Пытаясь отмыть пятно, Макинтош выяснил, что пятно не пропускает воду. Так родилась идея создания водонепроницаемых тканей для плащей, перчаток, почтовых сумок и даже для галош. Чтобы ткань не липла, Макинтош предложил пропитывать материю с одной стороны и склеивать куски ткани меж собой липкой стороной внутрь. Прорезиненные ткани в мороз твердели и трескались, а в жару — начинали неприятно пахнуть, но непромокаемые плащи стали популярны и в честь создателя получили название макинтоши.
Покорение каучука
В 1930-х гг. каучуком заинтересовался американский производитель сельхозинструментов Чарльз Гудьир. Забросив свой бизнес, Гудьир с увлечением смешивал каучук с разными веществами, пытаясь сохранить эластичность латекса, но избавиться от липкости. Ему удалось улучшить качество каучука, и он наладил производство прорезиненных вещей, по качеству превосходящих изделия Макинтоша. Но настоящего прорыва в преобразовании каучука Гудьир добился случайно — смесь каучука и серы попала на раскалённую плитку и не расплавилась, как другие каучуковые смеси, а затвердела.
Исследовав полученный материал, Гудьир понял, что ему наконец удалось создать новый материал. Так в 1839 г. появилась резина (от лат. «resina» — смола) — нелипкий, стойкий к жаре и холоду, упругий материал, из которого можно было отливать изделия разных форм. Процесс получения резины нагреванием каучука с серой Гудьир назвал вулканизацией.
Полимеры и вулканизация
Каучук относится к полимерам (от греч. «поли» — много, «мерос» — часть) — веществам, состоящим из длинных макромолекул. Макромолекулы образуются цепным соединением повторяющихся мономерных звеньев (от греч. «моно» — один), состоящих из одинакового количества атомов одного типа.
При нагревании каучука с серой атомы серы (S), соединяясь с атомами каучука, образуют «мостики» между полимерными цепями каучука, скрепляя его линейные макромолекулы и создавая более прочную трёхмерную сетчатую структуру.
Сетчатый полимер приобретает иные качества: теряет липкость, приобретает упругость и становится твёрже. Свойства полимера можно изменять, уменьшая или увеличивая количество «связующего» вещества. Так, чем больше серы будет соединено с каучуком, тем более твёрдой и менее эластичной получится резина. Предельно «связанный» серой каучук (содержащий до 50% серы) превращается в твёрдый и недеформирующийся эбонит — материал, похожий на пластмассу.
Развитие идеи
Гудьир, всю жизнь терпевший лишения во имя мечты и подорвавший здоровье при работе с химикатами, в 1860 г. умер в нищете. Резина оказалась востребована только в 1880-х гг., из неё стали изготавливать надувные шины, изоляцию для электропроводов, различные прокладки, уплотнители, шланги, мячи. Началась «каучуковая лихорадка» — Южная Америка, а потом и тропическая Азия покрылись плантациями теплолюбивой гевеи и других латексных деревьев, поставляющих каучук для нужд европейской промышленности.
Природный каучук оставался единственным материалом для производства резины до конца 1920-х гг. В 1928 г. советский химик В. С. Лебедев открыл способ промышленного получения синтетического каучука из этилового спирта. Дешёвый и качественный синтетический каучук для производства резины сейчас используется даже чаще, чем природный.
Открытие процесса полимеризации сделало возможным появление других искусственных полимеров — пластмасс и искусственных волокон.
Статьи
Статьи
Гудиер: жизнь как испытание
Сегодня трудно себе представить, что ещё совсем недавно в мире не было изделий из резины. Ткань, кожа, дерево, металл – вот практически исчерпывающий список материалов, из которых изготавливалось всё на свете.
Лишь в середине XVIII века в Европу из Америки был привезён каучук – мягкий и упругий материал из сока каучукового дерева. Индейцам он был знаком не меньше тысячи лет, но даже они не смогли найти ему иного применения, кроме как мяч для игр. И неудивительно – материал был очень непрочным, липким и разлагался от жары.
Новинка привлекла к себе внимание, однако как её использовать – никто не знал. Единственное, что стало ясно сразу – это то, что каучук отлично стирает с бумаги написанное карандашом. Так и появилось его английское название – rubber, то есть «стиратель».
Из многочисленных необычных свойств каучука наибольшее внимание сразу же привлекло к себе то, что он отталкивал воду. Именно здесь виделся наибольший потенциал – изготовление водонепроницаемой обуви, плащей, одежды несомненно принесло бы огромные дивиденды.
Одной из первых в мире компаний, которая занялась производством «резиновых» изделий, стала в начале 30-х годов XIX века Roxbury Rubber Company из Роксбери под Бостоном. Они растворяли каучук в скипидаре, после чего наносили на одежду и обувь, а также спасательные круги. Получившаяся прорезиненная продукция стремительно завоёвывала популярность в США.
Именно в эту компанию в 1833 году приехал владелец скобяной лавки (хозяйственного магазина) из Филадельфии Чарльз Гудиер. Он очень заинтересовался каучуком и предложил свои идеи по улучшению продукции. Тогда же владелец компании рассказал Гудиеру, что в действительности дела его компании идут неважно. Осенью, зимой и весной они продали большое число «резиновых» товаров, но летом покупатели начали возвращать продукцию, так как в жару она полностью испортилась. Компания терпела гигантские убытки, а главное – не имела представления, что делать дальше.
Этот день для Гудиера всё изменил. Он решил во что бы то ни стало найти способ сделать каучук пригодным для использования. Правда, по возвращению в Филадельфию он был немедленно арестован и заключён в долговую тюрьму. Но даже это его не остановило – он попросил принести ему туда каучук и некоторые препараты и начал экспериментировать.
Вскоре увлечение Гудиера превратилось практически в одержимость. Он превратил домашнюю кухню в лабораторию и тратил на эксперименты все деньги – в том числе и заёмные. Несколько раз ему казалось, что он нашёл решение – Чарльз привлекал знакомых инвесторов и начинал производство, но затем всё снова и снова шло крахом: первая же жара превращала продукцию Гудиера в слизкую и отвратительно пахнувшую кашу. Бизнес рушился, а семья Гудиера и его инвесторы терпели очередные убытки.
Прорыв произошёл в 1839 году, когда небольшое количество смешанного с серой каучука оказалось на горячей печке у него дома на кухне. Почему и как именно это произошло – биографы спорят по сей день. По одной из версий, Гудиер сам бросил его в печь, пытаясь скрыть от жены свой очередной эксперимент.
К тому моменту Гудиер уже знал, что сера немного улучшает свойства каучука, но всё равно этого было недостаточно для его хозяйственного использования. И разумеется, он тысячи раз пытался нагревать каучук, но это неизбежно приводило к тому, что тот плавился и становился непригодным для дальнейшего использования.
Однако на этот раз всё было иначе – образец не расплавился, а обуглился, словно кожа, и стал твёрдым и прочным. Что самое главное – изменения произошли не только на поверхности каучука, как это обычно бывало, а по всей глубине. Гудиер тут же отправился в лабораторию, где попытался воспроизвести опыт.
Вскоре стало ясно, что каучук, смешанный с серой и кратковременно нагретый до определённой температуры (около 200 градусов) превращался в твёрдую резину. Этот процесс сам Гудиер назвал вулканизацией, в честь древнеримского бога огня Вулкана. И хотя открытие произошло благодаря стечению обстоятельств, Гудиер всегда настаивал, что его нельзя назвать случайностью – ведь оно стало следствием его многочисленных экспериментов.
Вулканизация каучука произвела настоящую революцию в науке и технике того времени, резина начала стремительно захватывать мир. Однако сам Гудиер даже после своей победы не смог ни разбогатеть, ни успокоиться. Во-первых, потому что его и после открытия больше интересовала не деловая сторона вопроса, а способы улучшения процесса вулканизации. А во-вторых, его опыты немедленно начали воспроизводить конкуренты, и Чарльзу пришлось вести настоящую патентную войну.
Судьба Гудиер сложилась трагически – он умер в 1860 году, в возрасте 59 лет, не выдержав известия о смерти своей дочери. Умер химик-самоучка если не в нищете, то в бедности, оставив наследникам лишь огромные долги – а также своё имя. Сам он, впрочем, относился к этому философски. «Размышляя о прошлом, касательно промышленной части дела, автор не намерен жаловаться и говорить, что другие собрали те плоды, что он посадил, – писал Гудиер. – Жизненные достижения нельзя оценивать исключительно долларами и центами, как слишком часто делается. Человек действительно может сожалеть лишь тогда, когда никто не пожинает то, что он посеял».
Но жизнь – удивительная вещь. На момент смерти Гудиера человеку, который его прославит, не было ещё и года, а его отец занимался продажей первых в Америке машин для жатвы. Этого человека звали Фрэнк Сейберлинг. Спустя 38 лет он останется без работы, с женой и тремя детьми, и от безысходности купит старую заброшенную фабрику, не имея особого представления, что с ней делать. Немного подумав, он, вместе со своим братом, откроет тут производство резиновых изделий. Свою компанию он назовёт Goodyear Tire & Rubber Company – в честь человека, открывшему для мира резину.
