Жизнь замечательных веществ

Французский инженер-химик Марк Грегуар применял тефлон для изготовления своих рыболовных снастей, однако его жена Колетт, равнодушная к рыбалке, подумала, что более интересное и полезное применение такого гладкого и непачкающегося материала, как тефлон, – не дать пище пристать к поверхности сковороды и кастрюли.

Похоже, что Колетт замотивировала своего суженого нешуточно, и Марк в 1954 году разработал способ связывания тефлона с поверхностью из алюминия, хотя, учитывая крайне низкую адгезию (способность к «прилипчивости») тефлона, эта просьба жены была совсем не из разряда «вынести мусор» или даже «купить новую шубу». Разработанный метод нанесения, который применяется и по настоящее время, заключается в том, что первоначально поверхность алюминия протравливают кислотой, чтобы сделать ее «дефективной», обладающей микрорельефом (вообще дефекты поверхности материала иногда играют важную роль для химиков), затем на обработанную поверхность металла при повышенных давлении и температуре наносили мелкодисперсный тефлоновый порошок, и он «схватывался», образуя покрытие требуемого качества. В 1956 году завод, на котором работал Грегуар, выпустил первыую пробную партию сковородок с антипригарным покрытием, получившим столь известный ныне бренд «Тефаль». Название «Tefal» является сочетанием первых слогов слов «тефлон» и «алюминий».

Эффективность тефлона в качестве антипригарного покрытия обусловлена его гидрофобностью – он хорошо отталкивает воду – и низким коэффициентом трения. До температуры 250 °C настоящий тефлон – перторполиэтилен – безопасен; после достижения этой температуры он начинает разлагаться на фтор и фторуглероды, который опасны для здоровья. Сторонники запрета тефлона приводят истории о гибели домашних птиц (например, попугаев) от испарений тефлоновых сковородок, оставленных без присмотра и перегретых выше безопасной температуры, однако, скажем, температурный режим готовки соблюдать надо, сковородку без присмотра оставлять не стоит любую: если вы перегрели мясо или рыбу на обычной чугунной сковородке, любимого попугая вы, может, и спасли, но себя и своих домашних отравили медленным ядом – при перегреве пищи образуются бензопирены, которые являются канцерогенами.

Помимо применения в коммуникациях и на кухне тефлон находит применение еще в куче областей. Химическая устойчивость тефлона в свое время привела к тому, что его назвали «органической платиной» и огромное количество лабораторной посуды или промышленных резервуаров, контактирующих с высокоактивными веществами, изготавливают либо из тефлона, либо с тефлоновым напылением. Тефлоновую оболочку наносят на пули и орудийные снаряды, низкое трение этого покрытия увеличивает ресурс работы стволов; некоторые ювелирные компании наносят тефлоновое покрытие на «проникающую» ювелирку – серьги и пирсинг, такое покрытие снижает риск развития инфекции в месте прокола.

Итак, тефлон – материал, открытый благодаря случайности и нашедший применение на наших кухнях из-за идеи жены инженера. Пусть он и не является «космическим» материалом и легенды о его создании в НАСА – просто вымысел и неумение пользоваться поисковиками, на примере тефлона мы можем увидеть, что иногда настоящая история создания и исследования вещества куда интереснее и замысловатее, чем мифы о нем.

3.5. Кевлар

Когда в конце 1940-х годов бакалавр-химик Стефани Кволек, устраивалась на временную работу, чтобы накопить денег и реализовать свою мечту – выучиться на врача, она вряд ли могла представить, что нет ничего более постоянного, чем временное, что она останется на работе в «Дюпон» на следующие 40 лет. И хотя Кволек не стала врачом, она спасла много жизней, спасает их и сейчас и спасет в будущем – а все благодаря созданному ей материалу, коренным образом изменившему представления людей о возможности полимеров.

В 1946 году 23-летняя Стефани Кволек получила степень бакалавра химии в колледже Маргарет Моррисон Карнеги Университета Карнеги – Меллон. Кволек планировала стать врачом и надеялась, что сможет скопить денег на медицинское образование за счёт подработок в химической области. Она нашла работу в компании «Дюпон», лозунгом которой в то время было «Лучшие вещи для лучшей жизни с помощью химии». Работа Кволек в «Дюпон» оказалась очень продуктивной, она втянулась в исследования, забыла о карьере врача и проработала в этой компании до выхода на пенсию в 1986 году, и после пенсии до сих пор остается консультантом компании «Дюпон».

В 1964 году, в ожидании нефтяного дефицита в США, исследователи из группы Кволек начали искать лёгкое, но прочное волокно, которое могло бы использоваться для увеличения прочности, а следовательно – и долговечности автомобильных и велосипедных протекторов.