Top 10 invenții și descoperiri accidentale

Scriitorul american Dale Breckenridge Carnegie îndemna o lume, acum câteva decenii, “să facă limonadă atunci când viața are de oferit lămâi”.

Lasă impresia unei paradigme forțate, dar putem spune că cei care au procedat conform acestei filosofii au participat la progresul general și, în parte, au schimbat lumea. Este vorba despre toți acei inventatori care au trecut peste depresie atunci când au eșuat în realizarea unor obiective și au avut tăria de a remarca potențialul într-o eroare, sau într-o coincidență. Iată ce au oferit ei lumii, practic, fără intenție!

10. Artificiile

Pentru multă lume nu mai este un secret că artificiile au fost inițial folosite în China, cu peste o mie de ani în urmă. Ceea ce, probabil, nu cunosc mulți este faptul că, potrivit unei legende larg răspândite și în general acceptată, ele au fost inventate accidental acum două mii de ani de către un bucătar chinez care experimenta rețete culinare. Bucătarul ar fi amestecat cărbune, pucioasă și salpetru (nitrat de potasiu) – ingrediente comune în gastronomia acelor vremuri, pe care le-a introdus într-un tub de bambus. Atunci când mixtura a intrat în contact cu focul, totul  a explodat.

Cea mai timpurie documentare oficială a artificiilor datează din secolul al șaptelea d.H., atunci când erau folosite în China pentru alungarea spiritelor rele – grație zgomotului produs – și în cadrul ritualurilor religioase de invocare a fericirii și prosperității. În cele din urmă, meșteșugul obținerii artificiilor a devenit o profesie independentă, iar în China pirotehnicienii (maeștrii artificiilor) au ajuns în scurt timp să fie respectați pentru priceperea lor de a organiza spectacole uimitoare de sunet și lumină.

9. Politetrafluoretilena (Teflon)

În chimie este cunoscut sub numele de politetrafluoretilenă (PTFE) și este considerat cea mai alunecoasă substanță existentă. Proprietățile “nelipicioase” ale polimerului sintetic teflon au făcut ca acest material să transceadă bucătăria, unde întrebuințările sale sunt deja notorii și să își găsească menirea în industria aerospațiala, comunicații, electronică, procese industriale, arhitectură și cosmetică. Teflonul a ajuns să fie folosit chiar și pe mobilier sau în componența țesăturilor, prezența lui prevenind murdărirea de orice fel, grație proprietății spectaculoase de a nu adera la alte substanțe.

PTFE a fost inventat accidental în anul 1938 de către chimistul american Roy Plunkett, de la Kinetic Chemicals, din New Jersey. Plunkett încerca să fabrice un nou agent de refrigerare pe bază de cloro-fluor-carbon (CFC), prin intermediul interacțiunii dintre gazul de tetrafluoretilenă (TFE) și acid hidrofluoric. Așadar, cercetătorul a folosit o cantitate foarte generoasă de gaze TFE, pe care le-a presurizat, le-a răcit și le-a stocat într-un recipient metalic. Atunci când a dorit să verifice conținutul canistrei, a constatat că tot gazul dispăruse și totuși recipientul nu își pierduse din greutate nici după deschidere. Curios, a dezmembrat vasul și a descoperit în interior un material alb asemănător cu ceara și bizar de alunecos. Analiza materialului a demonstrat că era perfluoretilenă polimerizată, fierul de pe interiorul containerului funcționând ca un catalizator la presiuni ridicate. Kinetic Chemicals a patentat noul material în 1941 și l-a înregistrat în 1945 sub marca de Teflon.

8. Geamul laminat

Este vorba despre un tip de geam securizat care nu se fragmentează sub incidența unor șocuri de natură să îl spargă. Atunci când se acționează asupra acestui tip de geam cu o forță distrugătoare, el este ținut închegat de un strat intermediar, cunoscut ca polivinil butiral (PVB), dispus între două sau mai multe straturi de sticlă. Această folie mediatoare păstrează straturile geamului unite chiar și atunci cand sticla este lovită, rezistența sa sporită prevenind fărâmițarea . În mod tipic, tehnologia se întrebuințează în cazul parbrizelor și lunetelor de automobile.

Geamul laminat a fost inventat în anul 1903, de către chimistul francez Edouard Benedictus, pe care l-a inspirat un accident de laborator. Întâmplător, un recipient de sticlă a ajuns să fie acoperit cu nitratul de celuloză aflat în componența plasticului și atunci când, tot accidental, a fost scăpată pe jos, s-a spart, dar nu s-a împrăștiat în bucăți. Atunci lui Benedictus i-a venit ideea de a fabrica un material compozit din sticlă și plastic, pentru a reduce efectele nefaste ale accidentelor auto. Invenția nu a fost adoptată imediat de constructorii de automobile, dar geamul laminat a intrat rapid în componența vizierelor măștilor de gaz folosite în timpul Primului Război Mondial.

7. Cuptorul cu microunde

Energia microundelor este un fenomen natural care se manifestă atunci când curentul electric circulă printr-un conductor. Practic, microundele reprezintă o formă de radiație electromagnetică asemănătoare cu lumina solară sau cu undele radio. Aproape oricine știe astăzi ce este, la ce anume servește și cum se folosește un cuptor cu microunde. Mai puțin cunoscut este faptul că aparate folosind acest principiu de funcționare există la îndemâna oamenilor de peste șaizeci de ani și nu de ieri, de azi.

În anul 1946, inginerul dr. Percy Spencer, de la Corporația Raytheon, desfășura un proiect legat de tehnologia radar. Americanul testa în laborator un tub electronic de înaltă frecvență, denumit magnetron, atunci când a constatat  un fenomen bizar: batonul de ciocolată din buzunarul său s-a topit în timpul unui astfel de experiment. Episodul l-a uimit, așadar a mai supus ulterior testării boabe de porumb și un ou, pe care le-a expus în apropierea tubului alimentat cu electricitate. Atât reacția boabelor, care s-au transformat în floricele, cât și a oului, care a explodat, i-au dat de înțeles cercetătorului că era martor al unei expuneri la energie cu microunde de joasă densitate. Și s-a gandit că orice fel de hrană ar putea fi preparat după acest principiu. Prin urmare a modelat o cutie metalică ce putea fi alimentată cu electricitate, energie care nu putea evada creând un câmp electromagnetic de înaltă densitate. Atunci când alimentele erau introduse în cutia metalică și tratate cu microunde, temperatura lor creștea foarte rapid. Astfel a inventat dr. Spencer ceva ce avea să revoluționeze gătitul și a pus bazele unei industrii de multe milioane de dolari, cuptorul cu microunde.

6. Plasticul

În anul 1862, Alexander Parkes a prezentat un material organic, derivat din celuloză, care, odată încălzit, putea fi modelat păstrându-și forma după  răcire. Era prima versiune de plastic și se numea parkesină (piroxilină). Materialul s-a bucurat de un success efemer, din pricina unei calități sărace, cauzată de reducerea costurilor pentru producție. A urmat celuloidul, cunoscut inițial ca xilonită și derivat din celuloză și camfor alcoolizat. A fost inventat de americanul John Wesley Hyatt ca substitut pentru fildeșul folosit în bilele de billiard. În afara acestei aplicații, celuloidul a devenit faimos ca fiind primul film fotografic flexibil întrebuințat în fotografie și pentru realizarea imaginilor în mișcare. Fiind un material foarte inflamabil și cu descompunere ușoară, sfera întrebunțărilor sale a fost mult restrânsă.

După nitratul de celuloză, formaldehida a urmat ca produs ce avea să marcheze avansul către tehnologia plasticului. În 1899, britanicul Arthur Smith a obținut rășina din fenol și formaldehidă (selac), pentru a o folosi ca înlocuitor al ebonitei în izolațiile electrice. Fiind însă un material costisitor și greu de procurat, chimistul belgian Leo Hendrik Baekeland s-a gândit să creeze și pentru acesta o alternativă, cu intenția de a face profit. Fără să vrea, a îmbunătățit tehnicile de reacție între fenol și formaldehidă și a inventat astfel prima rășină complet sintetică, ce a devenit un success comercial. Belgianul a obținut un material modelabil care suporta temperaturi ridicate fără să manifeste distorsiuni. L-a denumit bakelită și a remarcat la scurt timp că avea mii de posibile întrebuințări. Din acest material a derivate plasticul, care este astăzi folosit în aproape orice industrie.

5.  Radioactivitatea

Radioactivitatea este procesul prin care nuclee atomice instabile eliberează particule energetice subatomice. Fenomenul poate fi observat în cazul elementelor grele, precum uraniul și în izotopi radioactive, precum carbonul-14. Există trei tipuri de radiație radioactivă – particule alfa, particule beta și raze gamma. Acestea sunt încărcate pozitiv, negativ și neutru. Expunerea umană la radioactivitate se măsoară în razi, unde un rad reprezintă 0,01 jouli de energie absorbită per kilogram de țesut.

În anul 1896, fizicianul francez Antonie Henri Becquerel era preocupat de fluorescența naturală și de novatoarea rază X. În cadrul cercetărilor sale, specialistul a executat numeroase experimente pentru a observa dacă mineralele fluorescente natural aveau capacitatea de a produce raze X după ce au fost expuse la Soare. Din păcate, sau din fericire, era iarnă atunci când Becquerel își desfășura testele și, vreme de o săptămână întreagă cerul a fost acoperit de nori. Acest lucru l-a determinat pe specialist să își abandoneze temporar echipamentul într-un sertar, în așteptarea unor condiții meteo favorabile. Atunci când  Becquerel a vrut să-și reia experimentul,el a constatat că bucata de uraniu lăsată în sertare se autoimpregnase pe o placă fotografică în absența unei expuneri anterioare la lumină. Cercetând în continuare, alături de Marie și Pierre Curie, pe această nouă direcție, francezul a descoperit radioactivitatea.

4. “Praful inteligent”

Noțiunea de “Smartdust”, sau “praf inteligent”, vizează un sistem de elemente microelectromecanice (MEM), asemenea senzorilor, capabil să detecteze și să măsoare, spre exemplu, lumina, temperatura, vibrația, magnetismul și substanțele chimice. Aceste dispozitive pot fi organizate în rețele wireless (fără interconectare fizică) și, grație progresului tehnologic, reduse la dimensiunea unor fire de nisip conținând senzori, circuite, tehnologie de comunicații bidirecționale și o sursă de energie. MEM pot comunica între ele pe distanțe de până la 300 de metri.

Praful inteligent a fost descoperit în premieră, în anul 2003, de studenta americană Jamie Link, în timp ce își realiza lucrarea de doctorat în Chimie la Universitatea din California, în San Diego. Unul dintre chip-urile de siliciu pe care le folosea i s-a ars atunci, dezintegrându-se, iar femeia a observant că micile fragmente rezultate încă mai funcționau ca senzori. Descoperirea i-a adus lui Jamie Link un premiu de 50.000 de dolari în cadrul competiției inventatorilor universitari din 2003. Între aplicațiile posibile ale prafului inteligent se numără posibilitatea de a monitoriza puritatea apei potabile sau a apei marine, capacitatea de a detecta agenții chimici și biologici periculoși din aer și chiar abilitatea de a localiza și distruge celulele tumorale din organism.

3. Cauciucul vulcanizat

Cauciucul s-a răspândit în toată lumea pornind de la aborigenii din America Centrală și de Sud. Aceștia sunt cei care l-au și denumit “caoutchouc”, deviat din termenul “cahuchu”, aparținând, posibil, dialectului mezoamerican Nahuatl și care s-ar traduce, aproximativ, prin “lemn plângător”. Columb a fost cel care a introdus noul material în lumea occidentală, iar produsele din cauciuc s-au bucurat de un mare success, până în anii 1830, atunci când frenezia s-a domolit din cauza faptului că “lemnul exotic” se topea în apă fierbinte și devenea casant la frig.

Charles Goodyear a fost inventatorul care a descoperit cu acea ocazie cauciucul vulcanizat, sau neutru din punct de vedere termic. S-a întâmplat în Massachusetts, în 1839, atunci când cercetărorul își prezenta cel mai recent amestec de rășină, pucioasă și plumb. Ridiculizat, și-a ridicat nevrotic pumnul în aer și câteva picături din substanță au sărit pe o etuvă înfierbântată. Atunci când Goodyear a început să o curețe a observant că o bordură elastică se formase la marginea materialului întărit. Era începutul. Executând teste ulterioare, inventatorul a descoperit în cele din urmă cheia: aplicarea unui abur cauciucului sulfurizat timp de mai multe ore sub presiune, la o temperatură de aproximativ 132 de grade Celsius, a avut ca rezultat cauciucul vulcanizat.

2. Pacemaker (stimulatorul cardiac)

Un pacemaker, sau stimulator cardiac, este un dispozitiv electronic de mici dimensiuni care se implantează în pieptul sau în abdomenul unui pacient cu probleme ale miocardului pentru tratarea aritmiilor (ritm incorect de funcționare a inimii). Prima versiune de pacemaker, extern și destul de primitiv, poartă semnătura inginerului electrician de origine canadiană John Hopps. În 1950, Hopps desfășura cercetări privind hipotermia și încerca să recalibreze temperatura corpului uman cu ajutorul radio-frecvenței. În timpul experimentelor sale a înțeles, însă, că dacă o inimă se oprește din pricina temperaturii scăzute, ea poate fi repornită prin electrostimulare. Așa s-a ajuns pentru prima oară la ideea de pacemaker.

Invenția rezultată a fost totuși una necizelată și dureroasă pentru pacient în timpul folosirii și, fiind alimentată cu energie electrică de la o priză de perete, prezenta un real pericol de electrocutare letală a utilizatorului. Abia un deceniu mai târziu, în 1960, un pacemaker intern, portabil și sigur avea să fie construit, tot accidental, de inginerul american Wilson Greatbatch. Cercetătorul lucra la realizarea unui instrument a cărui menire ar fi fost înregistrarea sunetului bătăilor accelerate ale inimii. În timp ce construia circuitul propriu-zis, Greatbatch a întins mâna către un recipient cu piese electronice după un rezistor cu impedanța de 10.000 de ohmi, necesar finalizării circuitului. În schimb, fără să își dea seama, inginerul a ales un rezistor de 1 megaohm (10 la puterea 6 ohmi). Definitivat și testat, circuitul pulsa pentru 1,8 milisecunde și se oprea vreme de o secundă. Era o cadență veche de când lumea: o bătaie perfectă a inimii.

1. Penicilina

Penicilina este un antibiotic derivat din fungii penicillium care acționează în special împotriva bacteriilor gram-pozitive ( cele care devin violet sau de un albastru-închis sub efectul colorației Gram cu violet de Gențiană, folosită în microbiologie pentru examenul microscopic al bacteriilor, metodă care a permis clasificarea acestora în funcție de afinitatea tinctorială a peretelui bacterian). Penicilina este de două tipuri: G – forma injectabilă și V – forma acidorezistentă, care se poate administra oral).  Acest antibiotic acționează cu randament redus contra germenilor gram-negativi ( nu rețin violetul de Gențiană și prezintă o coloratură roșie sau roz), fapt care a determinat obținerea unor derivate precum ampicilina.

Având în vedere că în mai puțin de un secol de când penicilina a fost descoperită antibioticele au salvat aproximativ 200 de milioane de vieți, putem spune că aceasta este cea mai importantă invenție accidentală dintre toate cele menționate. Într-o zi din anul 1928, biologul scoțian Alexander Fleming și-a părăsit pentru mai mult timp laboratorul de lucru fără a-l curăța. La întoarcere, omul de știință a remarcat ca pe unele dintre culturile sale se dezvoltase un soi de ciupercă necunoscută ce manifesta o caracteristică bizară: bacteriile nu păreau să contamineze acele culturi în special și nici să se dezvolte în jurul lor. Astfel s-a născut penicilina. Este de menționat că în 1885, savantul roman Victor Babeș anticipase acțiunea inhibantă a substanțelor elaborate de microorganisme, intuind efectele practice ale antagonismului microbian în terapeutică.