来自幸运意外的8个重大发明

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【大纪元10月17日讯】(大纪元记者方怀德综合编译)许多科学家绞尽脑汁研究,希望能有重大发明。然而,您可知道有一些很有影响力的发明,并非是智慧的结晶,而是在误打误撞中得到的。这些幸运的意外,好像冥冥之中自有定数。让我们看看以下一些历史上重大发现,是如何在偶然情况下发生的。

微波炉

1946年在美国雷神公司(Raytheon)当工程师的史班赛(Percy Spencer),负责制造有关雷达装置的磁控电子管(Magnetron),这种仪器会放射微波,有一次他在测试一种新的高能量磁控电子管时,口袋中的糖果却融化掉了。他推测可能是电子管发出的微波作怪,因此把玉米粒放在正前方,玉米粒爆开了,再尝试煮鸡蛋,也爆开了。他发现低能量的微波可以迅速的煮熟食物。史班赛与其他工程师开始设计能控制这些能量波的方法。

在1947年,雷神公司开始贩售第一个商业化的微波炉。一开始重达750磅(约340公斤),售价数千美元的机器,专门供给餐厅、火车和轮船使用。经过多年的科学进步改良,在1975年时已经非常普及,价格也非常合理。

智慧粉尘

加州大学圣地牙哥分校(UCSD)化学系研究生琳可(Jamie Link)在研究硅晶片时,一个不小心把硅晶片弄断,成了很多小碎片。她在指导教授赛勒(Michael Sailor)的帮助下,发现这些小碎片仍然可以当作感应器使用。他们在2003年9月份的《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)发表了研究成果。

这种被称为“智慧粉尘(Smart dust)”硅颗粒,可以受到控制进行自我组合,具选择性侦测作用。经过化学处理,每个小颗粒的反射光泽表面都会与特定的目标进行结合,其颜色也会因为结合不同目标,反应出不同的颜色。现在,智慧粉尘的用途已经很广泛,包括侦测特定的生物物质和帮助消灭肿瘤。

糖精

这个发明过程听起来可能有点恶心。1879年的某一天,约翰霍普金斯大学的研究生法堡(Constantin Fahlberg)在他的指导教授雷姆森(Ira Remsen)的实验室,研究煤焦油可以做其它哪些用途时,不小心把一个化学物质洒在手上却忘了洗手。


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

当天晚上,法堡与妻子共进晚餐时,忽然发现他的面包卷甜甜的。他问他的太太面包是否有做特别的处理,太太说没有。因此他马上意识到,他所尝到的甜味,是早上在实验室洒到的物质。后来雷姆森与法堡发现了是什么造成的甜味。这一对师生在1880年时,将此成果发表在《美国化学期刊》(American Chemical Journal)。四年后,法堡申请专利,把这个化学物质命名为糖精(Saccharin),它的甜度比天然蔗糖要高300多倍。然而,专利上却没有指导教授的名字。今天,糖精被用来在很多低卡路里与无糖的食物,例如减肥可乐与沙拉酱。

炸药

在1860的年代,硝化甘油(nitroglycerin)是一个热门的爆炸物质,不过它的稳定性很差,对于需要使用此物质的人,这是个很大的困扰,因为它会不预期的爆炸。当时,瑞典化学家诺贝尔(Alfred Nobel)经营一家硝化甘油的工厂,为了让此物质更安全,因此开始研究。一天他在实验室里不小心把装有硝化甘油的小瓶子掉在地上,但没有爆炸,他发现是因为硝化甘油渗入木屑中,两者合而为一时,硝化甘油变得比较稳定。后来诺贝尔再加以改良,把爆炸物质与硅藻土(kieselguhr)混和,变成可以大量生产,且稳定性极高的炸药。

诺贝尔因为发明炸药而致富,但他对其发明用于破坏目的感到震惊,于是在1895年立下遗嘱,用其遗产中的920万美元设立奖金以表彰那些对社会做出卓越贡献,或做出杰出研究、发明以及实验的人士。

铁氟龙

在1938年,杜邦公司的化学家普郎凯特(Roy Plunkett)与助理利伯克(Jack Rebok)正在研究使用四氟乙烯(TFE)来制造新的氟氯碳化物(CFC)冷媒。他们先将TFE与氢氯酸(hydrochloric acid)混合后,储存在金属容器中并用干冰保存一个晚上。隔天,有一个容器无法开启,便将它锯开,结果发现容器内原来的气体混合物,已经变成像雪花的滑滑白色粉末。经过普郎凯特测试后发现,这种粉末可耐高温,也具有绝佳的不沾黏特性。普郎凯特在1941年申请专利。在1944年时,注册商标为铁氟龙(Teflon)。在1960年代,已经成为家喻户晓的名字。

铁氟龙的应用非常广泛,最早期是厨房的不沾锅、炉、用具等,这些用具镀有一层铁氟龙。后来也应用在家具用品,可以防水、防污。铁氟龙又有绝缘性质,可以当电线、电缆的保护外层,美国太空船的许多零件也都使用铁氟龙材料。另外,桥梁间的温差调节空隙也是以铁氟龙为材料,甚至也应用到纺织品、医疗材料。

盘尼西林

在1928年,苏格兰细菌学家佛莱明(Alexander Fleming)在一次外出旅行回家后,发现培养皿中的葡萄球菌因为被污染了,长了一大团霉。奇怪的是,霉团的附近都没有葡萄球菌。最后佛莱明知道这种霉菌是青霉菌(penicillium notatum),它会造成球菌细胞膜破裂,导致死亡。一直到1940年,佛莱明的发现才有实质的用处。同一年,在牛津的科学家成功的分离出盘尼西林(penicillin),而制造了第一个抗生素。

不銹钢

不锈钢在生活中无所不在,下次你随手拿起一支不锈钢的叉子时,请记得它是被誉为“不銹钢之父”的英国冶金学家布里耳利(Harry Brearley)发明的。


不锈钢材料用途很广,常用于厨具。图为高级不锈钢锅展示。(YOSHIKAZU TSUNO/AFP/Getty Images)

事实上,在布里耳利发明不锈钢之前的一百多年以来,很多的冶金学家都在调配不同金属的比例,希望可以发明一个高抗腐蚀的材料。直到1913年,布里耳利才意外了知道了这个材料的黄金比例。

当时一家小型武器工厂制造的枪管存在着磨损太快的问题,于是聘请布里耳利,想要研发出比较好的抗耗损合金。他开始尝试不同的金属比例,竟意外的发现钢材添加12.8%的铬与0.24%碳,具有很好的耐腐蚀性。至于他是如何知道这样的合金可抗腐蚀,已无从查证,最可信的说法是他在测试的过程中经常要用硝酸来蚀刻枪管,所以发现了它的抗酸性。后来他发现用此钢材来制作刀具非常合适,因此把它带给一位刀匠。而刀匠把它称为“不銹钢”,而这个名字就这样流传下来了。

便利贴

便利贴(Post-it notes)的组成非常简单,不过就是便条纸上涂了黏胶,但当年可是革命性产品。单就黏胶而言,可归功于席尔佛(Spencer Silver)的发明,但便利贴这个产品,却出自于弗莱(Arthur Fry)的创意。


便利贴当年可是革命性产品,为我们带来许多便利。(JIM WATSON/AFP/Getty Images)

1968年在美国3M公司任职的席尔佛,研发出一种品质好但黏性不强的黏胶。席尔佛知道这种黏胶最适合用于纸张,因为它有足够的黏着性,但是撕掉的时候却不会造成纸张的破损。另一个优点是,此黏胶在重复使用后,仍然有一定的黏着性。他尝试把黏胶应用在公告板或是做成喷雾剂,但是经过五年,仍然不能找到一个可当产品贩售的用途。这时候,在3M公司产品开发部门工作的弗莱,因为在教堂唱圣歌时,常为着书签从歌本掉出而苦恼。他灵机一动,发现席尔佛的黏胶是个解决问题的方法,便提出了可黏着的书签这样一个提案,这个产品在公司内引起轰动。于是在1980年,3M公司的产品“便利贴”正式上市贩售。

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