Bản in

Khoa học

Thứ Hai, 8/6/2015 21:36

5 phát minh hóa học nền móng cho thế giới hiện đại

5 phát minh hóa học nền móng cho thế giới hiện đại

Dưới đây là 5 phát minh về hóa học cực kỳ quan trọng, đặt nền móng cho sự phát triển của thế giới hiện đại: thuốc Penicillin, màn hình LCD, thuốc tránh thai, nhựa Polyethylene...

1. Penicillin

Có thể chưa tin, nhưng chắc chắn Penicillin đã từng cứu sống bạn. Nếu không có nó, một cú đâm từ cái gai bé tí hay đau họng cũng có thể dễ dàng dẫn đến cái chết.

Năm 1928, sau kỳ nghỉ, Alexander Fleming vô tình phát hiện đĩa nuôi cấy vi khuẩn của mình bị một loại mốc tiêu diệt. Đó chính là nấm Penicillium. 

Mặc dù rất nỗ lực, ông đã không thể trích xuất bất kỳ mẫu penicilin nào từ đó. Vì nguyên nhân này, quá trình nghiên cứu của ông bị gián đoạn 10 năm.

Penicillin_tinhte.
Penicillin đã cứu sống hầu hết chúng ta.

Mãi cho đến năm 1939, nhà nghiên cứu dược học người Úc - Howard Florey và nhóm của ông, cùng các nhà hóa học khác mới tìm ra phương pháp ứng dụng penicillin vào cuộc sống.

Thời điểm đó, khi Chiến tranh Thế giới II đang hoành hành, các thiết bị khoa học kỹ thuật đã có đầy đủ. Do đó, nhóm nghiên cứu đã cho sản xuất hàng loạt penicillin và mang nó ra chiến trường.

Không quá ngạc nhiên khi các phương tiện truyền thông lúc bấy giờ, đã vô cùng vui mừng về loại “thần dược” mới. Tuy nhiên, Florey cùng cộng sự của ông khá nhút nhát trước công chúng. Chính vì thế, ngày nay mỗi khi nhắc đến penicillin, người ta thường nghĩ nhiều đến cái tên Fleming.

2. Quy trình Haber - Bosch 

Haber-Bosch_tinhte.

Amoniac được sản xuất theo quy trình Haber - Bosch có thể được sử dụng làm phân bón cây trồng.​


Nitơ không những đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh hóa của mọi sinh vật, nó còn là loại khí phổ biến nhất trong bầu khí quyển của chúng ta. 

Tuy vậy, thực vật trên Trái Đất không thể tiếp nhận chất hóa học này một cách trực tiếp. Đây được xem là hạn chế lớn nhất của nông nghiệp lúc bấy giờ.

Năm 1910, hai nhà hóa học người Đức là Fritz Haber và Carl Bosch đã thay đổi tất cả, khi họ tìm ra cách kết hợp nitơ và hydro thành amoniac. Phát minh này được áp dụng vào phương pháp bón phân cho cây trồng ngày nay.

Có khoảng 80% nitơ trong cơ thể chúng ta xuất phát từ quy trình Haber - Bosch, và đó có lẽ là yếu tố quan trọng nhất dẫn đến sự bùng nổ dân số trong vòng 100 năm qua. 

Cây trồng ngày càng phát triển, lượng thực phẩm dồi dào đã khiến tốc độ sinh sản của con người đẩy mạnh. Nếu dân số thế giới năm 1900 là 1,6 tỷ người thì đến nay đã hơn 7 tỷ.

3. Nhựa Polyethylene - phát minh tình cờ

Polyetilen_tinhte.
Rất nhiều sản phẩm chúng ta sử dụng ngày nay được làm từ nhựa. Hàng năm, có đến 80 triệu tấn Polyethylene được ra lò, và đó là kết quả của hai phát hiện tình cờ.

Đầu tiên, vào năm 1898, nhà hóa học người Đức - Hans von Pechmann trong quá trình làm thí nghiệm nhận thấy sự xuất hiện của một chất sáp ở đáy ống nghiệm. Cùng với các đồng nghiệp của mình, ông đã phân tích và phát hiện “chất lạ” đó được hình thành từ các chuỗi phân tử rất dài mà họ gọi đó là polymethylene.

Các phương pháp sau đó được họ sử dụng để tạo ra nhựa không thực sự thiết thực. Và cũng như câu chuyện của penicillin, không có tiến bộ nào được thực hiện trong suốt thời gian dài. Đến năm 1933, một công thức hoàn toàn khác tổng hợp Polyethylene ra đời.

Các chuyên gia tại công ty hóa chất ICI (hiện không còn tồn tại) thực hiện các phản ứng ở áp suất cao và vô tình phát hiện một loại chất sáp, tương tự thứ mà von Pechmann từng bắt gặp.

Lúc đầu, họ thất bại trong việc tái tạo những gì mình thấy được, cho đến khi họ để oxy rò rỉ vào hệ thống. Hai năm sau, ICI đã biến phát hiện tình cờ này thành một phương pháp hiệu quả cho việc sản xuất nhựa, và áp dụng mãi đến bây giờ.

4. Thuốc tránh thai và khoai lang Mexico

yam_tinhte.
Ít ai ngờ khoai lang Mexico lại là nguồn cung cấp progesterone.

Năm 1930, các bác sĩ đã nhìn nhận tiềm năng của liệu pháp hormone , trong việc điều trị một số bệnh như ung thư, rối loạn kinh nguyệt và tránh thai. Tuy nhiên khi tiến hành nghiên cứu, các phương pháp đưa ra đều không mang lại hiệu quả.

Progesteron - loại hormone ảnh hưởng đến thai kỳ của phụ nữ, vào thời điểm đó được bán với giá 1.000 USD mỗi gram. Trong khi hiện nay, một lượng tương đương có thể được mua chỉ với vài USD.

Russel Marker - giáo sư ngành hóa học hữu cơ tại Đại học Pennsylvania, đã cắt giảm chi phí sản xuất progesterone bởi một khám phá vô cùng đặc biệt. Ông vô tình phát hiện trong khoai lang Mexico, chứa một lượng nhất định hormone nói trên - vốn cực kỳ đắt đỏ lúc bấy giờ.

Từ loại củ này, ông cô lập một hợp chất mà chỉ mất một bước đơn giản đã có thể chuyển đổi thành progesterone, để dùng cho những viên thuốc tránh thai đầu tiên.

5. Màn hình mà bạn đang sử dụng để đọc bài viết này
LCD_tinhte.
Thật đáng ngạc nhiên khi kế hoạch phát triển một chiếc TV mỏng, màn hình màu đã được triển khai từ cuối những năm 1960. Khi ấy, Bộ Quốc phòng Anh ra quyết định cho các nhà khoa học, rằng họ muốn tạo ra loại màn hình mỏng, thay thế cho loại cồng kềnh được dùng trong những chiếc xe quân sự.

Vấn đề được giải quyết dựa trên ý tưởng tạo ra màn hình tinh thể lỏng. Các chuyên gia biết rằng màn hình tinh thể lỏng (LCD) có thể làm được, nhưng trở ngại là nó hoạt động không ổn định ở nhiệt độ cao.

Năm 1970, giáo sư George Gray tại Đại học Hull đã nghĩ ra một biện pháp giúp màn hình LCD vận hành ở nhiệt độ mát mẻ hơn. Ông làm được điều đó bằng cách phát minh ra một phân tử được gọi là 5CB.

Giai đoạn cuối những năm 1970 - đầu những năm 1980, 90% màn hình LCD trên thế giới chứa 5CB và bạn vẫn sẽ tìm thấy thứ này trong màn hình đồng hồ hoặc máy tính bỏ túi. Điện thoại, máy tính cá nhân và TV ngày nay cũng được áp dụng kỹ thuật này.

Theo tinhte.vn