案例库 · 研发与科研 · 技术决策 · 1938–1945
特氟龙原本是失败的制冷剂,却成了世界上最光滑的表面
1938 年,杜邦化学家罗伊·普朗克特在试制一种制冷剂。气体聚合成了白色固体,这次实验彻底翻车了。那种固体就是特氟龙。
杜邦 · 1938-04-06
怎么回事
1938 年,杜邦杰克逊实验室的化学家罗伊·普朗克特正在开发一种新型氯氟烃制冷剂。他准备了 100 磅四氟乙烯(TFE)气体,并在干冰温度下装进小钢瓶保存。等他打开钢瓶想放气时,却什么也没出来——阀门是开的,钢瓶却空了。
普朗克特把钢瓶切开后,发现里面有白色、蜡状的粉末——TFE 气体在压力下聚合成了白色固体。这种物质光滑得不可思议,什么都粘不上去,化学性质惰性,耐热,而且是已知固体里摩擦系数最低的。作为制冷剂的实验彻底失败了,但副产物却是前所未见的材料。
杜邦管理层一开始并不买账。这种物质看不出用途——它像润滑剂,却又因为什么都粘不住,根本没法用在任何地方。过了 7 年才找到实际应用。第二次世界大战期间,曼哈顿计划需要一种能承受原子弹制造中使用的腐蚀性六氟化铀气体的材料,特氟龙是唯一扛得住的材料。
战后,杜邦把特氟龙商业化,作为炊具的不粘涂层。第一口特氟龙涂层煎锅(Tefal)于 1954 年在法国推出。如今,特氟龙被用于从防水服装到医疗植入物,再到航空航天部件的各种产品中。一个产出无用白色粉末的失败制冷剂,最后成了史上最百搭的材料之一。
为什么会这样
- 罗伊·普朗克特原本想制造一种新制冷剂,结果气体却聚合成固体——对既定目标来说,这次实验完全失败。
- 那种白色固体滑到什么都粘不上,看起来对任何实际用途都没戏——像润滑剂,却根本派不上用场。
- 直到 7 年后,曼哈顿计划才在处理腐蚀性的六氟化铀时找到它的用处——这是一种与制冷剂毫不相干的战争需求。
代价一种失败的制冷剂,连续 7 年没有实际用途侥幸躲过
教训
失败的实验不一定是死路,有时只是还没找到问题的材料。杜邦那堆没用的白色粉末,先是失败的制冷剂,后来却变成厨具和航空航天领域的变革性材料。
资料来源
- Polytetrafluoroethylene — Wikipedia (Plunkett's discovery, accidental polymerization, Manhattan Project use, commercialization as Teflon, Tefal cookware)
- Roy J. Plunkett — Science History Institute
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