Таблица Менделеева: кульминация русской научной славы

Дмитрий Иванович Менделеев - автор фундаментальных исследований по химии, химической технологии, физике, метрологии, метеорологии, воздухоплаванию, сельскому хозяйству, экономике и ряда других работ. Менделеев опубликовал свыше 500 научных трудов, среди которых классические «Основы химии», где впервые было представлено последовательное изложение неорганической химии, и «Органическая химия» (1861 год). Периодическая система элементов увидела свет в 1869 году.

Д.И.Менделеев - самый известный за рубежом русский ученый, чей авторитет и приоритет в создании периодической системы никогда не подвергался сомнению, хотя иногда среди авторов упоминают и немецкого ученого Лотара Мейера.

Менделеев был уверен в универсальности периодического закона, что дало ему возможность исправить значения атомных масс многих элементов (бериллия, индия, урана и др.), а также предсказать в 1870 году существование трёх ещё не открытых тогда элементов, вычислить их атомные массы и описать свойства.

«Экаалюминий» был открыт в 1875 году и назван галлием, «экабор», открытый в 1879 году, получил название скандия, а «экасилиций» (открыт в 1885 году) назван германием. Интересно отметить, что предсказанные Менделеевым элементы сейчас всё шире используются для производства полупроводников.

Как создавали этот список: методология

Выдающиеся события в истории науки о материалах и практики их применения были определены как поворотные моменты, которые привели к изменению парадигмы в понимании поведения материалов, открыли новую эру в использовании материалов или же привели к значительным социально-экономическим переменам за счет применения новых материалов.

Список из 100 основных событий в истории науки о материалах был отобран в результате многоэтапной процедуры, разработанной редакционной коллегией издания JOM (официальный журнал общества) из исходного списка более чем 600 важных событий, который был составлен членами технических комитетов Международного общества материаловедов (The Minerals, Metals & Materials Society), специалистами других ведущих журналов и просто отдельными экспертами в области наук о материалах.

Этот список выставили для онлайнового голосования в конце 2006 года. Всем голосующим предлагали составить собственный топ-лист, куда входило только 10 событий. В опросе участвовало более 900 человек. В каждом присланном списке первому номеру присуждали 10 баллов, второму - 9, и так далее. Затем баллы суммировали, и был сформирован список из 50 событий.

Первая десятка выдающихся событий в материаловедении

Приведем остальные девять открытий из первой десятки.

Второе место получил процесс выплавки железа из руды. Эту технологию впервые создали в Древнем Египте около 3500 до н.э. Поначалу железа добывали совсем немного, и оно использовалось в основном для создания различных украшений. Потребовались сотни лет, прежде чем люди научились использовать железо в виде чугуна и стали, которые теперь являются важнейшими конструкционными материалами в технике и промышленном производстве.

На третьем месте - создание транзистора в 1948 году Джоном Бардином, Уолтером Брэттеном и Уильямом Шокли, работавшими тогда в лаборатории Белла. Транзисторы стали основой всей современной электроники, они используются как отдельные устройства, а также в составе микросхем самого разного назначения, без которых было бы невозможно создание компьютеров и других электронных устройств.

Четвертое место получило изобретение стекла, которое датируют приблизительно 2200 годом до н.э. Среди неметаллических материалов стекло по широте применения уступает сегодня лишь керамике.

На пятом месте - создание оптического микроскопа в 1668 году голландцем Антони ван Левенгуком. Первый микроскоп давал увеличение 200 раз. Левенгук, возможно, и не был настоящим изобретателем микроскопа, сведения об этом появлялись и раньше (Кристиан Гюйгенс, например, также внес значительный вклад в создание микроскопа), однако именно он привлек внимание естествоиспытателей к возможностям нового метода.

Изобретение позволило открыть целый ряд невидимых глазу организмов и разглядеть клеточные структуры растений. Оптический микроскоп, несмотря на появление электронной, атомно-силовой и туннельной микроскопии, до сих пор остается самым распространенным лабораторным прибором.

Шестое место занимает изобретение бетона, являющегося сейчас основным строительным материалом. Бетон, получаемый в результате затвердевания смеси вяжущего вещества, заполнителей и воды, был известен давно, однако изобретателем современного бетона в 1755 году считают англичанина Джона Смитона (John Smeaton), хотя технология портланд-цемента, основного вяжущего компонента, была разработана и запатентована лишь в 1824 году другим англичанином Джозефом Аспдином (Joseph Aspdin), который ввел и сам термин портланд-цемент.

На седьмом месте - технология тигельной плавки стали. Производство стали из руд в огнеупорных тиглях появилось около 300 лет до н.э. на юге Индии. Спустя несколько сотен лет этот материал получил название дамасской стали. Эта чрезвычайно прочная и качественная сталь являлась сплавом железа и углерода с минимальными примесями серы, марганца и кремния.

Технология долгие годы хранилась в тайне и в конце концов была утеряна. Материаловеды, как в России, так и за рубежом, признают, что в 40-х годах XIX века она была открыта заново русским металлургом Павлом Петровичем Аносовым, который получил первые образцы булатной стали с характерными узорами на поверхности. В дальнейшем тигельным способом научились получать легированную сталь.

Восьмое место принадлежит технологии выплавки меди и литью медных изделий. Еще 5 тыс. лет назад на территории современной Турции люди научились выплавлять медь из малахита и азурита и придавать металлу разнообразные формы с помощью отливки расплавленного металла в формы.

Девятое место занимает дифракция рентгеновских лучей, открытая в 1912 году немецким физиком Максом фон Лауэ. Это открытие дало возможность изучать свойства кристаллов и развить на этой основе теорию твердого тела.

Завершает первую десятку процесс передела жидкого чугуна в сталь продувкой воздуха без расхода горючего, который англичанин Генри Бессемер запатентовал в 1856 году. В результате был разработан дешевый способ получения стали - так называемый кислый конвертерный процесс, который применяют до сих пор. Дешевая сталь дала толчок развитию железных дорог, строительных конструкций и других отраслей промышленности.

Оставшаяся часть списка также заинтересует каждого, кто увлекается историей науки и материальной культуры. Тут можно найти и самую старую технологию - изготовление керамики при обжиге глины (28 тыс. лет до н.э.)., и новейшую - получение углеродных нанотрубок Сумио Иидзима (Sumio Iijima) в 1991 году, на которые эксперты возлагают большие надежды.

Среди самых известных технологий, таких как вулканизация резины и получение динамита, высоко отмечено и такое событие, как открытие в 1939 году электронной и дырочной проводимости в кремниевых полупроводниках, без которого невозможно было бы создание транзисторов.

Александр Гончаров / R&D.CNews