案例库 · 研发与科研 · 技术决策 · 1938
杜邦本想发明新制冷剂,结果得到了一种什么都粘不住的蜡状固体
1938 年,杜邦的罗伊·普兰克特想做制冷剂,气体却不见了。瓶子里剩下一层蜡状固体——特氟龙。它后来改变了炊具、航空和医疗。
杜邦 · 1938-04-06
怎么回事
1938 年,杜邦新泽西基尼蒂克化学实验室的化学家罗伊·普兰克特,正在研究一类叫氯氟烃的新制冷剂。他把一小瓶四氟乙烯(TFE)气体装进压力瓶,放在干冰里保存。等他打开阀门时,什么也没出来——瓶子其实还满着,只是气体不再流动了。
普兰克特锯开瓶子后发现,瓶内壁覆着一层白色、蜡状、很滑的粉末。气体在高压下聚合成了聚四氟乙烯(PTFE),容器里的铁起到了催化剂的作用。这种材料极其光滑,什么都粘不上,而且化学惰性强、耐高温,还具有很好的电绝缘性能。
杜邦在 1941 年为 PTFE 申请专利,并在 1945 年将其注册为特氟龙。它的第一个重大用途是在曼哈顿计划中,用来涂覆处理高反应性的六氟化铀的阀门和密封件——这种化学品腐蚀性极强,普通材料根本扛不住。到 1948 年,杜邦每年生产的特氟龙已超过 910,000 千克。1954 年,法国工程师马尔克·格雷瓜尔做出了第一口不粘煎锅,后来以 Tefal 名义销售。
特氟龙后来成了有史以来用途最广的材料之一。它被用在航空航天线缆、Gore-Tex 防水面料、医疗移植物、管道生料带和高频电子设备中。那次做坏了的制冷剂实验,最后却产生了每年带来数十亿美元收入的材料,而且这些行业在普兰克特锯开那只瓶子时根本还不存在。
为什么会这样
- 罗伊·普兰克特本来是要做制冷剂气体,结果得到的却是一个不能用于制冷的固体,按原始目标看就是翻车。
- 聚合反应是被一个杂质——容器内壁的铁——意外触发的,这是没人提前算进去的变量。
- 杜邦的首个大客户是曼哈顿计划;这类用途在材料被发现时根本还不存在,也不可能被纳入研究计划。
代价一款失败的制冷剂;那种气体完全不能用于降温侥幸躲过
教训
失败实验不一定是死胡同——有时只是材料还没找到自己的用法。特氟龙虽然不能制冷,却是六氟化铀处理里的关键材料,这种用途在当时没人想到。
资料来源
- Polytetrafluoroethylene — Wikipedia (discovery, properties, applications)
- Wired — April 6, 1938: Teflon, an Invention That Sticks
- Wired — Roy Plunkett Accidentally Discovers Teflon
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