От зажигалки до мультиварки. Устройства для ученых, пригодившиеся в жизни
Вторая книга казанского химика, популяризатора науки Аркадия Курамшина «Жизнь замечательных устройств» выйдет 5 апреля в российском издательстве. Через приборы, которые можно найти в любой лаборатории и даже на кухне, он легко и понятно излагает историю химии. «Мы часто сталкиваемся с приборами, большая часть которых включает имя учёного, - говорит Аркадий Курамшин. – Эти имена давно стали для химиков нарицательными. Но за любой склянкой в лаборатории стоит создатель, который придумал её для определённой цели. Так что в книге показан история химии, но не через химические концепции, а через приборы, которые мы используем». Причем, некоторые вещи, которыми мы пользуемся каждый день, изначально изобретали для химических целей. Мультиварка или «Баня Марии» Первые упоминания о химиках, а точнее алхимиках, относятся к III-IV векам. А уже V-VI веках в Византии первая известная женщина-алхимик Мария Пророчица или Мария Коптка изобрела для химических целей аналог современной мультиварки - водяную баню. Водяная баня работает по такому принципу: сосуд с веществом опускают в более просторную ёмкость с водой, которую нагревают. Это, пожалуй, один из первых химических приборов в истории, на который указывают письменные источники. Водяную баню, которую в Средневековье называли по имени изобретательницы «баней Марии», алхимик создала, чтобы осторожно нагревать различные химические вещества. Сегодня же автоматизированной водяной баней – мультиваркой - пользуются многие домохозяйки. Барометр Это устройство, которым сегодня пользуются метеорологи, изобрёл в первой половине XVII века ученик Галилео Галилея - Эванджелиста Торричелли, известный по выражению «природа не терпит пустоты». Причём создавал он этот прибор вовсе не для метеорологических наблюдений, а для исследования вакуума. Торричелли первым создавал вакуумные насосы, чтобы подавать воду в водопроводы в итальянских городах. В те годы вода с помощью насосов поднялась на высоту до 7 метров, а дальше её поднять не могли. Решая эту задачу, Торричелли первым предположил, что воздух – это не пустота, в нём есть какие-то частицы, и создал барометр для счёта этих частиц – то, что мы теперь называем давлением атмосферы. Сам изобретатель этот прибор описал только в одном письме своему другу. Тот ему посоветовал прибор разобрать, а записки уничтожить, потому что идеи Торричелли, что в воздухе есть частицы, соответствовала атомистическим представлениям, а они в те времена считались опасной ересью и могли стоить учёному жизни. Позже записки Торричелли попали к французским коллегам – Блезу Паскалю и Марену Мерсенну, которые собрали аналогичный прибор, и продемонстрировали, что он показывает разное давление у подножия и у вершины горы, подтвердив тезис, что воздух не пустой. В наши дни такие барометры стоят на каждой метеостанции. Зажигалка-огниво Первой зажигалкой можно считать огниво немца Иоганна Дёберейнера. В основе устройства платиновая проволока, а работал прибор так: при нажатии определённых кнопок кислота заливала активный металл, выделялся водород, и платина катализировала горения водорода в атмосфере – появлялось пламя. В XIX веке было выпущено около 200 тысяч огниво. Правда, носить с собой такую «кислотную зажигалку» было невозможно, поэтому Дёберейнер никакой коммерческой выгоды от изобретения не получил, оно быстро потеряло популярность. А вот ученик Дёберейнера – Рудольф Бёттгер изобрёл фосфорные спички, которыми мы пользуемся до сих пор. Термос – сосуд Дьюара Учёным, который точно пожалел, что не запатентовал своё изобретение, был Джеймс Дьюар – изобретатель сосуда Дьюара, известного в народе как термос. В конце XIX-начале XX века он исследовал сжиженные газы. Чтобы газ сохранялся в жидком охлаждённом виде, Дьюар взял два металлических резервуара, вложил их один в другой, а между ними создал вакуум. Свои чертежи изобретатель отдал немецкому стеклодуву Рейнгольду Бургеру. Во время работы мастер, не имея под рукой другой посуды, налил тёплое молоко в готовый сосуд Дьюара, а через некоторое время обнаружил, что оно не остыло. Тогда он модернизировал сосуд, сделав корпус, за который можно браться, ручку, пробку, крышку-стакан, и запатентовал это изобретение как термос. Причём всё это было при жизни Дьюара, и тот даже начал патентный спор, но ничего не добился. Ну зато фамилию Дьюара по названию придуманного им сосуда знает каждый химик, а вот имя изобретателя термоса ничем не примечательно. Пробирка «Кто изобрёл пробирку?» - это одна из самых больших загадок в химии, - говорит Аркадий Курамшин. - Когда я писал книгу, то искал по всем возможным источникам, включая те языки, которые знает онлайн-переводчик, что известно про создание пробирки. Оказалось, что как такового изобретателя у неё нет. Во всяком случае, в истории его имя не сохранилось, хотя этой посуде не больше 200 лет. Думаю, эта простая идея могла одновременно прийти нескольким людям. Ведь и этимология слова «пробирка» в нашем и в английском языке похожа – у нас от слова «проба», а в английском языке от testtube - трубка для тестирования. Чашка Петри Название чашки Петри каждый знает со школы. А ведь авторство этого изобретения у Юлиуса Петри пытались украсть румынские микробиологи. Петри работал ассистентом у Роберта Коха (того самого, что открыл бациллу сибирской язвы, холерный вибрион и туберкулёзную палочку). Пробы из колб брать было неудобно и ассистент Коха придумал чашку с плоским дном и небольшими бортиками и вторую такую же, но радиусом чуть больше, чтобы можно было прикрыть содержимое от пыли, но оставить доступ воздуха. Статья о чашке Петри вышла в 1877 году, но через пару лет в румынском журнале появились материалы об аналогичном изобретении без ссылки на первоисточник. Позже румынские микробиологи признались, что подсмотрели конструкцию у Петри, и ему удалось сохранить авторство. Коническая колба Он занимался органической химией, изучал вещества с использованием процесса титрования, когда в колбу по каплям добавляют раствор и следят за изменением цвета жидкости. С помощью конической колбы наблюдать такие реакции было гораздо проще. А позже выяснилось, что из плоской колбы с коническими стенками проще извлекать осадки, что позволило модернизировать весовой анализ. Так что переход от круглодонной колбы к конической произвёл революцию в аналитической химии. Она во второй половине XIX века буквально произвела переворот в аналитической химии. Называлась она колба Эрленмейера и отличалась от обычной колбы наличием плоского дна. Химик Эмиль Эрленмейер изобрёл её в 1861 году для большей устойчивости, чтобы её можно было нагревать на плитке и перемешивать в ней вещества. Пипетка О пипетке мы слышим с детства, но, конечно, не задумываемся, что изначально её придумали вовсе не для того, что бы закапывать капли в нос, глаза и уши. Изобрёл пипетку Луи Пастер для своих исследований по микробиологии, но сегодня её используют во всех химических лабораториях. Пастер изучал бешенство. Зная, что болезнь передаётся через укус, он понимал, что возбудителя заболевания нужно искать в слюне животного. Вот он и решил создать механизм для быстрого и эффективного отбора слюны - пипетку. «В работе с бешеными животными Пастер отличался редкой безбашенностью, - отмечает Аркадий Курамшин. - Сейчас такие люди просто не работают в лабораториях, их не допускают. Но тогда... Его ассистенты держали бешеную собаку или лису в кольчужных перчатках, а Пастер голыми руками отбирал пипеткой слюну». Через призму судеб Кстати, рассказывая о различных устройствах, Аркадий Курамшин показал их изобретателей не как учёных, а как личностей с интересными характерами и судьбами. Так, первооткрыватель водорода Генри Кавендиш, судя по историческим хроникам, с прислугой общался только записками, лично с людьми старался не встречаться. Возможно, в наши ему бы поставили диагноз высокоразвитый аутизм. Изобретателя «реактива Гриньяра» – Виктора Гриньяра – в 1914 году призвали на фронт капралом. Три месяца он нёс караульную службу на южных границах Франции, хотя в те годы он уже был Нобелевским лауреатом. Наконец, кому-то во французском министерстве обороны пришло в голову, что химик такой квалификации может принести гораздо большую пользу, если будет разрабатывать новые взрывчатые вещества, бороться против химических атак, а не просто заступать в наряды через день. А Роберт Бойль, о котором мы слышали на уроках физики (газовый закон Бойля-Мариотта), оказался одновременно и последним алхимиком, и отцом современной химии. Он первым настоял, что критерием научного знания являются только эксперимент и его воспроизведение. И при этом он же добился от британского парламента отмены запрета на трансмутацию, который действовал со времён Генриха IV. Ведь Бойль считал, что наблюдал превращение металлов в золото. Парадоксально, но убеждённый алхимик ввёл понятие научного метода в химии.
