Leo Baekeland
Obsah boxu
Leo Hendrik Baekeland (* 14. listopadu 1863, Gent, Belgie – 23. února 1944, Beacon, New York, USA) byl belgicko-americký chemik a vynálezce, který je nejvíce známý díky vynálezu fotografického papíru Velox v roce 1893 a především bakelitu v roce 1907. Jeho objev bakelitu, prvního plně syntetického plastu, odstartoval éru moderních plastů a přinesl mu přezdívku „otec plastikářského průmyslu“.
📜 Život a kariéra
🇧🇪 Raná léta a vzdělání v Belgii
Leo Baekeland se narodil v belgickém Gentu v rodině ševce a služebné. Navzdory skromným poměrům projevoval již od dětství mimořádný talent a zájem o vědu, zejména o chemii a fyziku. S podporou své matky začal studovat na Gentské univerzitě, kde ve věku pouhých 21 let v roce 1884 získal s nejvyššími poctami (maxima cum laude) doktorát z chemie. Krátce poté byl na téže univerzitě jmenován docentem.
V roce 1889 se oženil s Céline Swartsovou, dcerou svého profesora Theodora Swartse. Ve stejném roce získal cestovní stipendium, které mu umožnilo navštívit univerzity ve Velké Británii a Spojených státech.
🇺🇸 Emigrace do Spojených států a Velox
Po příjezdu do New Yorku se Baekeland setkal s Richardem Anthonym ze společnosti E. and H.T. Anthony and Company, která se zabývala výrobou fotografických potřeb. Anthony mu nabídl práci, a tak se Baekeland rozhodl v USA zůstat.
Po dvou letech práce pro Anthonyho se osamostatnil a začal pracovat na vlastním vynálezu. Jeho cílem bylo vytvořit fotografický papír, který by bylo možné vyvolávat pod umělým světlem, což by výrazně zjednodušilo a zrychlilo práci fotografů, kteří byli do té doby závislí na slunečním svitu. V roce 1893 úspěšně vyvinul takový papír a nazval ho Velox. Pro jeho výrobu založil vlastní společnost Nepera Chemical Company. Vynález měl obrovský komerční úspěch. V roce 1899 prodal svou společnost i s patentem na Velox Georgi Eastmanovi, zakladateli firmy Eastman Kodak, za tehdy astronomickou částku 750 000 dolarů (v dnešní hodnotě desítky milionů dolarů). Tento prodej mu zajistil finanční nezávislost a umožnil mu vybudovat si vlastní špičkově vybavenou laboratoř ve svém domě v Yonkers ve státě New York.
🔥 Vynález bakelitu
Finančně zajištěn se Baekeland mohl plně věnovat výzkumu v oblasti, která ho fascinovala: syntetické pryskyřice. Jeho cílem bylo najít syntetickou náhradu za šelak, přírodní pryskyřici získávanou z výměšků hmyzu, která byla drahá a měla omezené zdroje. Šelak se hojně využíval jako izolační materiál v rychle se rozvíjejícím elektrotechnickém průmyslu.
Baekeland se zaměřil na reakci mezi fenolem a formaldehydem. Nebyl první, kdo tuto reakci zkoumal – například německý chemik Adolf von Baeyer ji popsal již v roce 1872. Problémem však bylo, že výsledkem byla tvrdá, nerozpustná a netavitelná hmota, kterou tehdejší chemici považovali za nepoužitelný odpad. Baekelandův génius spočíval v tom, že si uvědomil, že klíčem k úspěchu je přesná kontrola reakčních podmínek – tlaku a teploty.
Pro tento účel zkonstruoval speciální tlakovou nádobu, kterou nazval Bakelizér (Bakelizer). V ní dokázal reakci řídit tak, aby vznikl materiál s požadovanými vlastnostmi. Po letech experimentování v roce 1907 oznámil svůj objev – první plně syntetický plast, který nazval Bakelit. Patent na něj získal v roce 1909.
🏭 Komerční úspěch a pozdější léta
V roce 1910 založil společnost General Bakelite Company, která začala nový materiál vyrábět a prodávat. Bakelit měl revoluční vlastnosti: byl pevný, odolný vůči teplu a chemikáliím a především byl vynikajícím elektrickým izolantem. Rychle si našel uplatnění v tisících produktů a stal se symbolem moderní doby. Vyráběly se z něj kryty rádií a telefonů, součástky do automobilů, kuchyňské nádobí, šperky, hračky a nespočet dalších předmětů.
Baekeland se stal celebritou ve vědeckém i průmyslovém světě. V roce 1924 se objevil na obálce časopisu Time. Získal řadu prestižních ocenění, včetně Perkinovy medaile v roce 1916. V pozdějším věku se stal poněkud excentrickým a stáhl se do ústraní. V roce 1939 prodal svou společnost koncernu Union Carbide. Zemřel v sanatoriu ve městě Beacon ve státě New York ve věku 80 let.
⚙️ Vynálezy a jejich dopad
📸 Fotografický papír Velox
Ačkoliv je Baekeland znám především díky bakelitu, vynález papíru Velox byl klíčový pro jeho kariéru.
- Inovace: Umožnil vyvolávání fotografií při slabém umělém světle (např. plynové lampy), čímž osvobodil fotografy od závislosti na denním světle.
- Dopad: Zásadně zrychlil a zlevnil proces výroby fotografií, což přispělo k masovému rozšíření amatérské fotografie.
- Finanční základna: Prodej patentu firmě Kodak poskytl Baekelandovi kapitál a čas potřebný pro výzkum, který vedl k objevu bakelitu.
⚗️ Bakelit: První syntetický plast
Bakelit byl prvním zástupcem tzv. reaktoplastů (termosetů) a jeho objev je považován za zrod moderního plastikářského průmyslu.
- Klíčové vlastnosti:
- *Elektrická izolace:* Perfektní pro elektrotechnický průmysl (vypínače, zásuvky, izolátory).
- *Tepelná odolnost:* Na rozdíl od dřívějších plastů jako celuloid se netavil a nehořel.
- *Pevnost a tvrdost:* Materiál byl velmi odolný a trvanlivý.
- *Formovatelnost:* V počáteční fázi se dal lisovat do složitých tvarů, které si po vytvrzení trvale zachoval.
- Dopad: Bakelit byl nazýván "materiálem tisíce použití" a jeho nástup umožnil výrobu zcela nových typů spotřebního zboží a průmyslových komponent. Stal se symbolem designu ve stylu Art deco. Jeho úspěch inspiroval další chemiky k vývoji nových druhů syntetických polymerů, jako jsou nylon, polyvinylchlorid (PVC) nebo polyethylen.
💡 Odkaz a význam
Leo Baekeland svým dílem zásadně změnil materiálový svět 20. století. Jeho metodický a systematický přístup k výzkumu, kdy se nenechal odradit počátečními neúspěchy a snažil se plně ovládnout chemický proces, se stal vzorem pro průmyslový výzkum a vývoj.
Jeho největší odkaz, bakelit, nejenže stál u zrodu plastikářského průmyslu, ale také urychlil rozvoj elektrotechniky, automobilismu a telekomunikací. Ačkoliv byl bakelit později v mnoha aplikacích nahrazen modernějšími a levnějšími plasty, jeho historický význam jako prvního plně syntetického polymeru je nezpochybnitelný. V roce 1993 byl jeho objev bakelitu Americkou chemickou společností (American Chemical Society) prohlášen za Národní historickou chemickou památku (National Historic Chemical Landmark).
🤔 Pro laiky
- Co je to plast? Představte si materiál vyrobený z velmi dlouhých řetězců molekul, podobných špagetám. Díky této struktuře se dá snadno tvarovat, obvykle za tepla, do téměř jakékoliv podoby – od lahve na vodu po palubní desku auta.
- Proč byl bakelit tak důležitý? Před Baekelandem lidé používali hlavně přírodní materiály: dřevo, kov, kámen nebo přírodní pryskyřice jako šelak. Bakelit byl první plast, který byl kompletně vytvořen v laboratoři z jednoduchých chemikálií, které nepocházely z živých organismů. Navíc byl velmi pevný, nesnášel teplo a nevedl elektřinu. To bylo přesně to, co potřeboval rychle se rozvíjející průmysl na začátku 20. století pro výrobu telefonů, rádií a elektrických součástek.
- Co znamená "termoset" (reaktoplast)? Je to typ plastu, který po svém vytvoření a vytvrzení teplem už nejde znovu roztavit. Je to jako pečení dortu – jakmile je těsto upečené, už ho nemůžete vrátit do tekuté podoby. Díky tomu je bakelit tak odolný vůči teplu. Opakem jsou "termoplasty" (jako PET lahev), které můžete roztavit a znovu vytvarovat.