Виагра, тефлон и бактерии против пластика: восемь случайностей, изменивших мир

История науки часто начинается не с блестящих формул, а с неожиданностей и совпадений. То, что на первый взгляд кажется ошибкой или диковинкой, может стать началом великого открытия. Все зависит от того, хватит ли внимательности, чтобы это заметить, и любопытства, чтобы исследовать. Эта подборка — об изобретателях, которые в свое время ошиблись, но в конце концов это изменило мир к лучшему.

Тефлон: магия белого осадка

История многих открытий начинается со случайностей. Но настоящие прорывы происходят тогда, когда кто-то не проходит мимо странных результатов, а начинает в них копаться. Именно так 6 апреля 1938 года поступил американский химик Рой Дж. Планкетт.

В тот день он работал в лаборатории компании DuPont над созданием нового хладагента для холодильного оборудования. В ходе одного из экспериментов оказалось, что газ тетрафторэтилен в баллоне исчез. Зато остался белый твердый осадок. Вместо того чтобы списать это на ошибку или нехватку в системе, Планкетт решил разобраться, что пошло не так.

Оказалось, что тетрафторэтилен неожиданно полимеризовался, образовав совершенно новое вещество. Материал обладал необычными свойствами: выдерживал высокую температуру, не вступал в химические реакции и был столь скользким, что к нему почти ничего не прилипало.

Так появился политетрафторэтилен. В компании DuPont быстро увидели в нем потенциал и уже в 1941 году запатентовали новое вещество. А в 1945 году зарегистрировали торговую марку Teflon. Сначала тефлон использовали в военной отрасли — в частности, в рамках Манхэттенского проекта, для покрытия деталей, контактировавших с агрессивными веществами типа уранового гексафторида.

Лишь со временем, в 1954 году, французский инженер Марк Грегуар догадался нанести тефлон на сковородку, чтобы еда не пригорала. Вскоре появились и первые антипригарные сковородки на американском рынке.

Это существенно изменило приготовление пищи и упростило мытье посуды.

Но на этом история тефлона не завершилась. Со временем он вышел далеко за пределы кухонь. Благодаря своей химической инертности и устойчивости к экстремальным условиям его начали использовать в текстильной промышленности, электронике, авиации, медицине — например, для шовного материала и имплантов — и даже в космосе, для изоляции кабелей и элементов скафандров.

Резиновая революция Гудьера

Чарлз Гудьер годами пытался "укротить" резину. Она текла под солнцем, трещала на морозе, была капризна и абсолютно непрактична. Чтобы найти решение, Гудьер продавал имущество, забирался в долги и непрерывно экспериментировал.

В одном из таких экспериментов он обработал резину азотной кислотой. Материал почернел и выглядел испорченным. Разочарованный, он отбросил кусок в сторону. Впоследствии заметил: резина стала гладкой, жесткой и перестала липнуть. Это заинтересовало.

Тогда он стал добавлять серу. В 1839 году, по легенде, кусок обработанной резины случайно упал на горячую плиту. Вместо того чтобы растаять, материал потемнел, затвердел и приобрел новые свойства — стал эластичным, водостойким, устойчивым к жаре и холоду. Резина больше не боялась ни лета, ни зимы.

Так Гудьер открыл процесс вулканизации (в честь римского бога огня Вулкана). Он продолжал работать над формулой, доводил ее до идеала, но именно это случайное событие стало поворотным моментом.

В 1844 году Гудьер получил патент на свой метод.

Несмотря на революционность открытия, Гудьер не смог получить значительную финансовую прибыль из-за многочисленных нарушений патента и судебных процессов. Он умер в нищете в 1860 году.

Виагра: ошибка, которая превзошла цель

Сегодня о Виагре знают все — как о "волшебной синей таблетке" для мужчин. Но мало кто знает, что поначалу ее создали… совсем не для этого.

В 1989 году в лаборатории компании Pfizer в Сандвиче, Великобритания, химик Саймон Кэмпбелл и его команда синтезировали соединение силденафила. Его разрабатывали как потенциальное средство для лечения стенокардии и высокого артериального давления. Во время первых клинических испытаний в 1990-х годах выяснилось, что препарат оказывает незначительное влияние на сердечно-сосудистую систему.

Однако исследователи заметили неожиданный побочный эффект: у мужчин-участников испытаний наблюдалось улучшение эрекции. Этот эффект был настолько заметен, что некоторые участники не хотели возвращать остатки препарата после завершения исследования.

Осознав потенциал этого открытия, Pfizer изменила направление исследований и сосредоточилась на изучении силденафила как средства для лечения эректильной дисфункции. В 1998 году препарат был одобрен Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) под торговым названием Viagra. Он стал первым пероральным средством, одобренным для лечения эректильной дисфункции в США.

Виагра быстро обрела популярность и стала символом новой эры в лечении сексуальных расстройств. Ее успех также открыл путь для дальнейших исследований и разработки других препаратов для лечения эректильной дисфункции.

Cтикеры вместо суперклея

В 1968 году химик Спенсер Силвер пытался создать суперпрочный клей для нужд авиации. Но что-то пошло не так — вместо мощного клея он получил вещество, которое держалось слабо. Однако обладало интересным свойством: хорошо липло, легко отклеивалось и не оставляло следов.

Силвер обратил на это внимание. Он исследовал, что все благодаря микросферам – крошечным частицам, делавшим клей "липким, но не навсегда". Казалось, что толку от этого немного. Но изобретатель не сдался и продолжал обсуждать эту тему с коллегами.

Прошло несколько лет. Арт Фрай, другой сотрудник компании, искал закладку для своего молитвенника – такую, чтобы держалась, но не рвала страницы. Вспомнил про этот "странный клей", попробовал – и о, чудо! – все работало идеально.

Так появился Post-it – стикер, который можно приклеить и отклеить сколько угодно раз. А ярко-желтый цвет? Чистая случайность: в лаборатории просто была под рукой желтая бумага.

Микроволны и шоколад, который растаял

В 1945 году инженер Перси Спенсер работал над радарными технологиями и тестировал магнетрон – устройство, генерирующее микроволны. Во время одного из экспериментов он заметил, что шоколад в кармане неожиданно растаял. Удивление быстро превратилось в любопытство: может, именно микроволны его и нагрели?

Чтобы проверить догадку, Спенсер стал экспериментировать. Яйцо – взорвалось. Кукурузные зерна превратились в попкорн. Результаты были настолько впечатляющими, что стало ясно: перед ним потенциал для чего-то совсем нового.

Так появилась идея микроволновки. Первые модели были большими и достаточно дорогими. Но с годами техника становилась более компактной, удобной и доступной. К концу 1980-х годов микроволновые печи стали привычным элементом обихода во многих домах по всему миру.

Принцип действия прост: магнетрон излучает микроволны, заставляющие молекулы воды в продуктах вибрировать. От этого появляется тепло – и еда быстро нагревается.

Умная пыль: когда обломки важны

В 2001 году аспирантка химии Джейми Линк в Калифорнийском университете в Сан-Диего работала над пористым кремниевым чипом… случайно расколовшимся на две части. Казалось бы, эксперимент провалился.

Но нет! Оказалось, что крошечные обломки чипа продолжали работать – они передавали сигналы, меняя цвет при взаимодействии с определенными веществами. Это открытие добавило новое измерение к концепции "умной пыли" – микроскопических устройств, способных собирать данные, обрабатывать их и даже передавать.

Сегодня эти частицы используют для:

• Мониторинга качества воды: Сенсоры могут обнаруживать загрязнение в воде, что позволяет быстро реагировать на экологические угрозы.
• Обнаружения токсичных веществ в воздухе: Микроскопические сенсоры способны обнаруживать вредные химические вещества в атмосфере.
• Медицинских применений: Хотя исследования продолжаются, существует потенциал использования "умной пыли" для точного выявления и лечения опухолей в организме.

Бактерии, что "едят" пластик

Пластик – одно из самых влиятельных изобретений последнего столетия, которое позволило заменить дерево, бумагу и металл на легкие, водостойкие и устойчивые к ржавчине материалы. Но со временем выяснилось: есть и обратная сторона. Пластик почти не разлагается – и именно это стало серьезной проблемой для планеты.

В 2001 году группа японских ученых во главе с Коухеем Ода начала исследования с целью найти бактерии, способные разлагать пластик. Во время исследований на мусорной свалке в городе Сакаи, Япония, они обнаружили бактерию, которая не просто расщепляла пластик, а буквально его "съедала". Эта бактерия получила название Ideonella sakaiensis.

Хотя исследования начались в 2001 году, открытие было официально опубликовано только в 2016 году в журнале Science. К тому времени проблема пластикового загрязнения еще не была столь острой, поэтому открытие не получило широкой огласки.

Ideonella sakaiensis разлагает полиэтилентерефталат (ПЭТ) с помощью двух ферментов: PETазы и MHETазы. PETаза расщепляет ПЭТ на промежуточный продукт MHET (моно(2-гидроксиэтил)терефталат), который затем MHETаза гидролизует до терефталевой кислоты и этиленгликоля – мономеров, которые бактерия использует в качестве источника углерода и энергии.

В лабораторных условиях бактерия разлагала тонкую пленку ПЭТ (2 см длиной) примерно за шесть недель при комнатной температуре.

Сегодня, когда пластиковые бутылки и пакеты разлагаются в течение сотни лет, открытие Ideonella sakaiensis может стать настоящим прорывом в борьбе с пластиковым загрязнением. Исследователи работают над усовершенствованием ферментов этой бактерии для ускорения процесса разложения и расширения спектра пластиков, которые она может разлагать.

Кардиостимулятор: как техническая ошибка спасла миллионы сердец

Уилсон Грейтбетч был инженером-электриком и работал в области медицинских исследований в 1956 году, когда допустил ошибку, которая изменила и его жизнь, и всю медицину. Он пытался создать устройство для записи сердцебиения, но случайно поставил не тот резистор — вместо 10 кОм использовал 1 МОм. В результате устройство не записывало сердце, а само начало выдавать импульсы… в четко ритмическом темпе.

Грейтбетч сразу понял, что это может означать, и взялся за создание первого действительно портативного кардиостимулятора.

К тому моменту кардиостимуляторы могли работать только от сети – максимум, что можно было сделать, это перенести устройство в другую комнату. Идея о том, что человек с больным сердцем сможет свободно передвигаться, казалась революционной.

После нескольких лет работы Грейтбетч установил свое изобретение первому пациенту в 1960 году — и впервые в истории удалось вылечить блокаду сердца таким образом. Позже он еще разработал долговечную литиевую батарею, которая обеспечивала питание на многие годы.

Его случайная ошибка превратилась в один из самых важных медицинских прорывов XX века. В 1985 году Американское общество профессиональных инженеров признало кардиостимулятор одним из десяти наиболее влиятельных достижений инженерии за последние 50 лет.