來自幸運意外的8個重大發明

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【大紀元10月17日訊】(大紀元記者方懷德綜合編譯)許多科學家絞盡腦汁研究,希望能有重大發明。然而,您可知道有一些很有影響力的發明,並非是智慧的結晶,而是在誤打誤撞中得到的。這些幸運的意外,好像冥冥之中自有定數。讓我們看看以下一些歷史上重大發現,是如何在偶然情況下發生的。

微波爐

1946年在美國雷神公司(Raytheon)當工程師的史班賽(Percy Spencer),負責製造有關雷達裝置的磁控電子管(Magnetron),這種儀器會放射微波,有一次他在測試一種新的高能量磁控電子管時,口袋中的糖果卻融化掉了。他推測可能是電子管發出的微波作怪,因此把玉米粒放在正前方,玉米粒爆開了,再嘗試煮雞蛋,也爆開了。他發現低能量的微波可以迅速的煮熟食物。史班賽與其他工程師開始設計能控制這些能量波的方法。

在1947年,雷神公司開始販售第一個商業化的微波爐。一開始重達750磅(約340公斤),售價數千美元的機器,專門供給餐廳、火車和輪船使用。經過多年的科學進步改良,在1975年時已經非常普及,價格也非常合理。

智慧粉塵

加州大學聖地牙哥分校(UCSD)化學系研究生琳可(Jamie Link)在研究矽晶片時,一個不小心把矽晶片弄斷,成了很多小碎片。她在指導教授賽勒(Michael Sailor)的幫助下,發現這些小碎片仍然可以當作感應器使用。他們在2003年9月份的《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)發表了研究成果。

這種被稱為「智慧粉塵(Smart dust)」矽顆粒,可以受到控制進行自我組合,具選擇性偵測作用。經過化學處理,每個小顆粒的反射光澤表面都會與特定的目標進行結合,其顏色也會因為結合不同目標,反應出不同的顏色。現在,智慧粉塵的用途已經很廣泛,包括偵測特定的生物物質和幫助消滅腫瘤。

糖精

這個發明過程聽起來可能有點噁心。1879年的某一天,約翰霍普金斯大學的研究生法堡(Constantin Fahlberg)在他的指導教授雷姆森(Ira Remsen)的實驗室,研究煤焦油可以做其它哪些用途時,不小心把一個化學物質灑在手上卻忘了洗手。


圖為糖精(Saccharin),它的甜度比天然蔗糖要高300多倍。(Justin Sullivan/Getty Images)

當天晚上,法堡與妻子共進晚餐時,忽然發現他的麵包捲甜甜的。他問他的太太麵包是否有做特別的處理,太太說沒有。因此他馬上意識到,他所嚐到的甜味,是早上在實驗室灑到的物質。後來雷姆森與法堡發現了是什麼造成的甜味。這一對師生在1880年時,將此成果發表在《美國化學期刊》(American Chemical Journal)。四年後,法堡申請專利,把這個化學物質命名為糖精(Saccharin),它的甜度比天然蔗糖要高300多倍。然而,專利上卻沒有指導教授的名字。今天,糖精被用來在很多低卡路里與無糖的食物,例如減肥可樂與沙拉醬。

炸藥

在1860的年代,硝化甘油(nitroglycerin)是一個熱門的爆炸物質,不過它的穩定性很差,對於需要使用此物質的人,這是個很大的困擾,因為它會不預期的爆炸。當時,瑞典化學家諾貝爾(Alfred Nobel)經營一家硝化甘油的工廠,為了讓此物質更安全,因此開始研究。一天他在實驗室裏不小心把裝有硝化甘油的小瓶子掉在地上,但沒有爆炸,他發現是因為硝化甘油滲入木屑中,兩者合而為一時,硝化甘油變得比較穩定。後來諾貝爾再加以改良,把爆炸物質與矽藻土(kieselguhr)混和,變成可以大量生產,且穩定性極高的炸藥。

諾貝爾因為發明炸藥而致富,但他對其發明用於破壞目的感到震驚,於是在1895年立下遺囑,用其遺產中的920萬美元設立獎金以表彰那些對社會做出卓越貢獻,或做出杰出研究、發明以及實驗的人士。

鐵氟龍

在1938年,杜邦公司的化學家普郎凱特(Roy Plunkett)與助理利伯克(Jack Rebok)正在研究使用四氟乙烯(TFE)來製造新的氟氯碳化物(CFC)冷媒。他們先將TFE與氫氯酸(hydrochloric acid)混合後,儲存在金屬容器中並用乾冰保存一個晚上。隔天,有一個容器無法開啟,便將它鋸開,結果發現容器內原來的氣體混合物,已經變成像雪花的滑滑白色粉末。經過普郎凱特測試後發現,這種粉末可耐高溫,也具有絕佳的不沾黏特性。普郎凱特在1941年申請專利。在1944年時,註冊商標為鐵氟龍(Teflon)。在1960年代,已經成為家喻戶曉的名字。

鐵氟龍的應用非常廣泛,最早期是廚房的不沾鍋、爐、用具等,這些用具鍍有一層鐵氟龍。後來也應用在家具用品,可以防水、防污。鐵氟龍又有絕緣性質,可以當電線、電纜的保護外層,美國太空船的許多零件也都使用鐵氟龍材料。另外,橋梁間的溫差調節空隙也是以鐵氟龍為材料,甚至也應用到紡織品、醫療材料。

盤尼西林

在1928年,蘇格蘭細菌學家佛萊明(Alexander Fleming)在一次外出旅行回家後,發現培養皿中的葡萄球菌因為被污染了,長了一大團黴。奇怪的是,黴團的附近都沒有葡萄球菌。最後佛萊明知道這種黴菌是青黴菌(penicillium notatum),它會造成球菌細胞膜破裂,導致死亡。一直到1940年,佛萊明的發現才有實質的用處。同一年,在牛津的科學家成功的分離出盤尼西林(penicillin),而製造了第一個抗生素。

不銹鋼

不鏽鋼在生活中無所不在,下次你隨手拿起一支不鏽鋼的叉子時,請記得它是被譽為「不銹鋼之父」的英國冶金學家布里耳利(Harry Brearley)發明的。


不鏽鋼材料用途很廣,常用於廚具。圖為高級不鏽鋼鍋展示。(YOSHIKAZU TSUNO/AFP/Getty Images)

事實上,在布里耳利發明不鏽鋼之前的一百多年以來,很多的冶金學家都在調配不同金屬的比例,希望可以發明一個高抗腐蝕的材料。直到1913年,布里耳利才意外了知道了這個材料的黃金比例。

當時一家小型武器工廠製造的槍管存在著磨損太快的問題,於是聘請布里耳利,想要研發出比較好的抗耗損合金。他開始嘗試不同的金屬比例,竟意外的發現鋼材添加12.8%的鉻與0.24%碳,具有很好的耐腐蝕性。至於他是如何知道這樣的合金可抗腐蝕,已無從查證,最可信的說法是他在測試的過程中經常要用硝酸來蝕刻槍管,所以發現了它的抗酸性。後來他發現用此鋼材來製作刀具非常合適,因此把它帶給一位刀匠。而刀匠把它稱為「不銹鋼」,而這個名字就這樣流傳下來了。

便利貼

便利貼(Post-it notes)的組成非常簡單,不過就是便條紙上塗了黏膠,但當年可是革命性產品。單就黏膠而言,可歸功於席爾佛(Spencer Silver)的發明,但便利貼這個產品,卻出自於弗萊(Arthur Fry)的創意。


便利貼當年可是革命性產品,為我們帶來許多便利。(JIM WATSON/AFP/Getty Images)

1968年在美國3M公司任職的席爾佛,研發出一種品質好但黏性不強的黏膠。席爾佛知道這種黏膠最適合用於紙張,因為它有足夠的黏著性,但是撕掉的時候卻不會造成紙張的破損。另一個優點是,此黏膠在重複使用後,仍然有一定的黏著性。他嘗試把黏膠應用在公告板或是做成噴霧劑,但是經過五年,仍然不能找到一個可當產品販售的用途。這時候,在3M公司產品開發部門工作的弗萊,因為在教堂唱聖歌時,常為著書籤從歌本掉出而苦惱。他靈機一動,發現席爾佛的黏膠是個解決問題的方法,便提出了可黏著的書籤這樣一個提案,這個產品在公司內引起轟動。於是在1980年,3M公司的產品「便利貼」正式上市販售。

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