Во второй половине 1940-х годов появился новый подход к разделению веществ — экстракция во встречных потоках. Этот метод основывался на том, что химические вещества концентрировались и разделялись между несмешивающимися между собой растворителями, поэтапно перемещавшимися в противоположном направлении через серии колб. Новый метод позволял в мягких условиях разделять вещества, очень близкие по растворимости, например, соли лантаноидов. Для аминокислот и пептидов такую технологию разделения разработал и усовершенствовал американский химик Лайман Крег. Будучи искусным стеклодувом, Крег проводил многие часы, разрабатывая оборудование по собственному дизайну. Его эксперименты позволили модифицировать методики экстракции и выделить такие вещества, как грамицидин (пептидные антибиотики, вырабатывающиеся бактериями), желчные кислоты, инсулин и другие гормоны, рибонуклеиновые кислоты и другие биологически активные молекулы.
Тем не менее, методы экстракции требовали большого количества растворителей, от которого впоследствии было необходимо избавляться. В 1950 году в статье, объём которой не превышал одной страницы, он описал свое изобретение: колбу, приводящуюся во вращение электромоторчиком, из которой растворитель при пониженном давлении мог отгоняться во вторую колбу — это и была принципиальная схема современного ротационного испарителя. После первой публикации до наших дней схема выдержала несколько изменений, но не принципиального характера. В 1957 году швейцарский стеклодув Вальтер Бюхи начал продавать серийно изготовленные ротационные испарители. Они быстро приобрели популярность у химиков, причем их называли просто «Бюхи», и Крега с его изобретением чуть было не забыли. Однако, все же нужно помнить, благодаря кому химики в наше время обязаны значительным увеличением производительности.
1954. Катализаторы Циглера и Натты
Во время «Битвы за Англию» — боёв Королевских военно-воздушных сил с Люфтваффе — британская пресса регулярно рассказывала, что британских пилотов усиленно кормят морковью, содержащей предшественник витамина А — бета-каротин, позволяющий летчикам-истребителям обрести ночное зрение.
Конечно, это был миф — поедание моркови не приводит к никталопии, но этот миф служил достижению двух целей. Во-вторых — страна, в которой из-за блокады немецким флотом наблюдалась нехватка продуктов питания, пыталась заставить свой средний класс выращивать в палисадниках овощи вместо травы и цветов, хотя бы частично решая проблему с продовольствием. В первую же очередь, легенда об откормленных морковью и видящих ночью пилотах спитфайров и харрикейнов должна была скрыть главный секрет успеха ночных истребителей Королевских ВВС — они были оснащены сверхсекретными по тем временам компактными радарами. До конца 1930-х годов размеры и вес радаров не позволяли разместить их в корпусе истребителя, но эта ситуация была изменена благодаря двум разработкам британских инженеров и учёных — многорезонаторному магнетрону, компактному устройству для генерации электромагнитных волн и новому типу изоляционных материалов — политену (это британское торговое название знакомого всем полиэтилена).
Несмотря на то, что сейчас, когда наши руки отвыкли держать серебро и привыкли к пластмассе, без полиэтилена мы просто не можем представить нашу повседневную жизнь, получать этот полимер (как и другие карбоцепные полимеры) в то время было не так уж и просто. Можно сказать, что ученые обратили внимание на полиэтилен и начали работать с ним только из-за того, что он является отличным изолятором. Вскоре после Второй мировой войны было налажено массовое промышленное производство полиэтилена и других полимеров, и они превратитлись из экзотики и секретных военных разработок в обыденность. Революционным изменениям в производстве полимеров мы обязаны Карлу Циглеру и Джулио Натте, разделившим в 1963 году Нобелевскую премию по химии.
Открытиям Циглера и Натты предшествовал целый ряд счастливых случайностей. В 1898 году немецкий химик Ганс фон Пехман обнаружил, что при нагревании диазометана — достаточно опасной операции для того, чтобы кто-то взялся её повторять, — образуется инертное белое твёрдое вещество, первоначально получившее название «полиметилен». Кстати, в новых рекомендациях ИЮПАК по вопросам номенклатуры полимеров, опубликованных в сентябре 2017 года, полиэтилену рекомендуется вернуть название «полиметилен», но не из-за исторической справедливости, а из-за того, что всё же минимальной повторяющейся группой в полиэтилене является метиленовая групп — СН2-, а новые правила номенклатуры как раз рекомендуют называть полимеры по регулярно повторяющейся группе, а не по структуре мономера. Потенциал полиметилена-полиэтилена оставался не изученным до 1933 года, пока ученые из британского Имперского химического треста (Imperial Chemical Industries, ICI) не получили полиметилен. Исследовательский отдел ICI провёл 50 экспериментов при высоких давлениях, из этих пятидесяти экспериментов только один дал результат, который можно было использовать далее. Реджинальд Гибсон и Эрик Фосетт нагревали смесь бензальдегида с этиленом при 170 °C и 1900 атмосфер, надеясь получить фенилэтилкетон, но получили при этом не то, что хотели, а воскообразное твердое вещество.
Вскоре продукт был идентифицирован как полимер этилена, его молекулярная масса составляла около 4000 атомных единиц массы. В 1935 году сотрудники ICI Эдмонд Уильямс, Майкл Перрин и Джон Пэйтон получили большие количества продукта, нагревая и сжимая только этилен — как это им казалось (чуть позже выяснилось, что использовавшийся исследователями этилен содержал следы кислорода, которые были необходимы для инициирования радикальной полимеризации). Для продукта было предложено несколько вариантов названий, и в итоге были выбрано название «политен» («polythene», далее я буду называть его привычным для нас словом «полиэтилен»). Полиэтилен как материал оказался критически важным для уменьшения размеров радара и уменьшения его веса, что в итоге и позволило размещать радарные установки на истребителях. ICI начал производить полиэтилен для изоляции подводных телефонных и телеграфных кабелей. Однако, когда угроза большой войны активизировала работы британских учёных и инженеров над радарной техникой, полиэтилен, как оказалось, стал исключительно эффективным изолятором для кабелей, по которым передавались сигналы с высокой частотой. Создатель радара Сэр Роберт Александр Уотсон-Уотт позже написал в воспоминаниях, что наличие полиэтилена изменило дизайн, способ производства, установки и обслуживания радаров, размещённых на летательных аппаратах, превратив задачу размещения радара на борту лёгкого и быстрого самолёта из невыполнимой в реальную.
