首頁 奇妙的材料:改變世界的12種化學物質和它們背後的科學傳奇

天才的悲劇

時間來到1907年,美國化學家列奧·貝克蘭(1863—1944)將酚與福爾馬林(甲醛的水溶液)混合之後獲得一種堅硬的固體物質(酚醛樹脂),並將其命名為“貝克蘭塑料”。這是人類曆史上第一種完全人工成功合成的塑料。直到今天,酚醛塑料依舊是電氣產品中不可或缺的絕緣材料。

隨著高分子化學應用領域的突破,高分子化學理論研究也有了長足的發展。1920年,德國化學家赫爾曼·施陶丁格(1881—1965)提出了高分子概念。但是,當時人們認為一個分子最多擁有數百個原子,而施陶丁格的理論過於“離經叛道”,甚至有同事還特意寫信給他說:“親愛的朋友,我勸你趕緊放棄你的高分子化學理論吧,那種東西根本不存在。”此外,由於施陶丁格是和平主義者,他遭到納粹政權的迫害,高分子化學理論在很長一段時間無法得到公認。

赫爾曼·施陶丁格

不過,有位勇者卻想通過實驗來驗證高分子化學理論,他就是美國化學家華萊士·卡羅瑟斯(1896—1937)。他原本是哈佛大學的研究員,杜邦公司看好他的才華,於1928年特聘他為基礎研究部門負責人。進入公司後,卡羅瑟斯將合成高分子物質當作科研目標。

華萊士·卡羅瑟斯

他的想法如下:A原子團組成的分子與B原子團組成的分子在相互結合的時候一般為AB原子組合,這種AB原子組合如同火車車廂連接器一般,將A原子團的分子與B原子團的分子連成長串,也就是A-A分子與B-B分子之間形成-AB-BA-AB-BA……的分子鏈,最終形成高分子物質。

經過不懈努力,卡羅瑟斯在1934年底成功合成了多種高分子物質。高分子化學的基礎研究雖然取得了進展,但是一直無法形成產品。例如,將胺原子團和羧酸原子團連接成高分子是最簡單的實驗,筆者也曾在中學化學興趣小組實踐中嚐試過這一反應。不過,這個反應的合成物是一種類似海帶一樣幹巴巴的物質,根本派不上任何用場。