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这是运气吗?

2020年6月3日  来源:万物起源 作者:《新科学家》 提供人:zhongzhi83......

人们常说,需求是发明之母。但有时情况正好相反。

1968年,美国化工企业3M的斯宾塞·西尔沃试图研制一种强力胶,但没有成功,胶的黏性很小。但西尔沃注意到它有一些有趣的性质:它的黏性足以将东西黏在一起,但又弱到可以在东西分开时不留痕迹,同时仍然保持黏性。

西尔沃称之为“缺问题的解决方案”,因为他没能确定那个问题。他在3M公司到处宣传,希望有人能找到一个合适的问题。1974年,一位叫阿瑟·弗莱的同事参加了西尔沃的一次研讨会。弗莱在一个教堂唱诗班唱歌,经常碰到纸质书签从赞美诗歌本中掉落的情况。他意识到,可以用西尔沃的胶来暂时固定书签而不损坏纸张,由此产生了可重复使用的便利贴的想法。

黏性状态

3M在1977年推出了“压与撕”,起初到处受到冷落。然而到了1980年,3M将其重新包装成“便利贴”,立即大获成功。独特的颜色也源于偶然。弗莱的实验室有成吨的黄色废纸可以用于实验。

便利贴有时被当作歪打正着的发明的典型例子。但它远不是唯一的。强力胶也是意外的幸运,它是伊斯曼-柯达在纽约罗切斯特的化学分部的化学家们在1942年偶然发现的。他们当时正在寻找可以制造瞄准器的透明塑料。一天,他们正在测试一类叫氰基丙烯酸酯的化学物质,这类物质遇水会自动聚合。他们开始进行检测,发现这些化学物质会紧紧粘上其所接触的一切东西,便很快放弃了。

团队放弃了氰基丙烯酸酯,但在1951年又重新发现了它,意识到它作为一种胶的潜力。当时的胶一般需要某种事后处理——加压、加热和时间——来让它们黏合,但氰基丙烯酸酯只需要接触空气中(或手指上)的湿气就可以了。伊斯曼-柯达在1958年开始出售它,但因名字“伊斯曼#910”不好记而错过了机会。伊斯曼-柯达将这一品牌卖给了乐泰,后者起的名字“乐泰快凝404”稍好一点。“强力胶”则是后来新造的词。

另一种歪打正着出名的化学物质是四氟乙烯。1938年4月一个星期六的早上,化学家罗伊·普伦凯特正在新泽西的杜邦实验室工作,想要研制一种新的制冷剂。起初他拿一种名叫四氟乙烯的由碳和氟组成的不常见的气体做实验。他有一罐这样的气体,但怎么也弄不出来。他检查发现阀门是开着的,但仍然没有气体出来。于是他把储气罐锯成两半,发现了一块蜡状的白色固体。他意识到,由于储气罐钢铁涂层的催化,气体分子彼此发生反应,形成了聚合物。

意外会发生

在歪打正着的发现中,便利贴、强力胶、微波炉和特氟龙是最著名的例子,但除此之外还有许多。以色列阿里森商学院的创新研究员雅各布·戈登堡在分析200种重要发明的起源时发现,大约有一半的情况,事物是在有需求之前被发现的。多半时候,发明是需求之母。

凡士林是从石油钻井产生的废料蜡垢中提取的。

蔗糖素是作为一种可能的杀虫剂被研制出来的。

伟哥最初是作为心脏药物被研制出来的,但有些意想不到的副作用。

不粘煎锅

事实证明,聚四氟乙烯有一些有用的性质:一方面,碳氟键稳定得令人难以置信,使得这种聚合物极难发生反应,这引出了它的第一项应用。氟可以用来浓缩铀,参与“曼哈顿计划”的科学家们需要找到一种储存氟的办法。氟非常活跃,而聚四氟乙烯却有很强的惰性,连氟都无法与之发生反应,因此管道和阀门上都涂有这种聚合物。

化学家们很快就发现,聚四氟乙烯(当时的注册商标是特氟龙)还排斥水和油,这使之成为煎锅完美的不粘涂层。它还能保护宇航员的太空服,如今则被用来覆盖心脏瓣膜,因为免疫系统不排斥它。

战时的意外还促成了另一种厨房神器微波炉的出现。1945年,美国防务公司“雷神”的工程师珀西·斯宾塞正在研制雷达(这是继“曼哈顿计划”之后第二重要的军事设施计划),当时他注意到自己口袋里的巧克力在包装纸里融化了。

斯宾塞猜测原因在于,雷达的核心元件,即产生微波的空腔谐振磁控管,产生了电磁场。于是他装配了一座实验炉,开始做饭。他先做了一些爆米花,然后煮了一个鸡蛋,鸡蛋在他的同事面前炸了。

原来,雷达的空腔谐振磁控管所产生的微波的波长正好能使水分子剧烈振动,从而加热它们。两年后,雷神公司开始出售微波炉,配备的正是用于其雷达发射装置的同一种空腔谐振磁控管。这款微波炉被称为“雷达炉”,比现代微波炉强劲得多,能在两分钟之内烤熟一个土豆。斯宾塞的孙子罗德后来解释说:“多年以后我们才意识到,加热食物并不需要一个雷达品质的磁控管。”

塑料时代

也许最受命运眷顾的是生活在纽约的比利时裔化学家利奥·贝克兰。1907年,世界各地虫胶(昆虫分泌的一种树脂,被用作木材防腐剂)短缺。他试图结合苯酚和甲醛来制造人工树脂,最后却得到一团柔软的、棕色的东西。一向乐观的贝克兰发现它可以被塑造成形,然后通过加热制成一种耐久材料。他发明了世界上第一块热固性塑料。他谨慎地称之为电木,并用它发了财。需求或许不是发明之母,但命运偏爱有准备的头脑。

发明

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