Именно про такие устройства, а точнее про людей, изобретавших устройства, крепко связанные с их именем, и пойдёт речь в этой книге. На самом деле, многие ли знают, кто такой Петри, чашку имени которого используют и химики, и микробиологи, кто навскидку скажет, кто изобрёл такое устройство, как пипетка? А ведь пипетка — это не только научные лаборатории: огромное количество лекарственных препаратов в аптеках снабжены этим замечательным устройством. Кого вспоминать добрым словом, когда мы закапываем себе в глаза капли? Конечно, кроме создателей устройств и приборов будет немного рассказов и о химиках, не увековеченных в лабораторной посуде, но тут, как автор, я могу сказать, что, скажем, соль Цейзе или реактив Гриньяра — это устройства из атомов, теория химии Роберта Бойля тоже устройство — устройство (или обустройство) научного метода. Что поделать? Могу сказать классическое: «Я художник, я так вижу».

Героями этой книги преимущественно будут устройства, созданные зарубежными учеными, и продукты их трудов. Это тоже осознанное решение. Конечно, можно много рассказывать о наших соотечественниках, оставивших след в истории науки, одной истории Казанской химической школы, учеником и рядовым преподавателем которой я считаю себя, наберется на несколько томов. Но дело в том, что про наших ученых написано уже столько, что если я и напишу еще одну книгу про них, то от моей свечи на общем фоне светлее не станет — наших ученых мы знаем хорошо. Ученых же, работавших и работающих за границей России, — гораздо хуже (очень часто химиков XIX века в школьных учебниках и хрестоматиях для чтения по химии так вообще упоминают лишь в связи с тем, какую роль они сыграли в становлении Периодического закона Д. И. Менделеева или Теории химического строения А. М. Бутлерова).

О пресвитере Теофиле известно немногим больше, чем о Зосиме Панополитанском и Марии-Пророчице. Доподлинно известно, что он жил на рубеже 11-го и 12-го веков и написал «Список…» в первое десятилетие двенадцатого века. По одной из версий Теофил был монахом-бенедиктинцем, жившим и работавшим в Хельмарсхаузенском монастыре (сейчас он расположен в пригороде немецкого города Бад-Карлсхафена, в земле Гессен), который во времена жизни Теофила был крупным центром прикладного искусства. По другой — псевдонимом «Пресвитер Теофил» воспользовался для своего труда средневековый художник, известный как Рогер из Хельмарсхаузена, сделавший росписи для Кёльнского собора и нескольких переносных алтарей, два из которых до наших дней сохранились в кафедральном соборе немецкого Падерборна (вполне возможно, что и средневековый художник в какой-то момент мог дать монашеские обеты и принять имя Теофил).

Да, конечно, никто не спорит, что было время, когда ловкий человек, выдавая себя за адепта тайного искусства (или просто адепт тайного искусства, стремящийся получить побольше золота, но не путем трансмутации), одетый в мистическое одеяние, делая непонятные пассы руками и бормоча под нос непонятные слова, обещал какому-нибудь блистательному владетельному пфальцграфу философский камень или эликсир вечной молодости, взамен прося сущую мелочь — кошель (ну или мешок) золота. Это существовало тогда, но разве это исчезло по прошествии времен? Непонятные слова и загадочные пассы руками сохранились и дополнились презентациями, халат и колпак, расшитый звездами, сменились на белый лабораторный халат, вместо эликсира вечной молодости можно упомянуть, скажем, «графеновые фильтры для очистки воды от радиоактивных металлов», да и современные бароны, маркизы и блистательные пфальцграфы, как и века назад, временами бывают готовы заплатить за продукт, полученный с помощью «тайного знания», налогами, собранными в своих вотчинах.

Однако наибольшую известность Санторио принесла опубликованная в Венеции в 1614 году книга «О медицине равновесия» («De statica medicina»), в которой обобщалась собранная им информация об обмене веществ. Для написания этой книги Санторио 30 лет регулярно взвешивал себя до и после приёма пищи, сна, работы, секса, натощак, после питья и выделения мочи. Эти взвешивания помогли ему осознать, что тело само по себе является живой лабораторией, которая в процессах пищеварения разделяет принятую пищу и выпитые напитки на питательные вещества и то, что выводится из организма с мочой или фекалиями. Санторио также обнаружил, что большая часть пищи, которую он поглощал, утрачивалась в результате процесса, который он назвал «незаметным испарением». В связи с экспериментами по измерению массы тела Санторио изобрел прибор — весы, одной «чашкой» которых был стол с явствами, а другой — кресло, на котором сидел человек питающийся. Назначение устройства было таково: весы были настроены так, что по мере приема пищи и ее перехода с обеденного стола в организм питавшегося расстояние между обедающим человеком и столом медленно увеличивалось, и, когда, человек съедал «норму», массу которой он сам определял, настраивая «обеденные весы», расстояние между питающимся и пищей уже было такое, что сидящий человек уже не мог дотянуться до еды (к сожалению, высота потолков в наших современных типовых квартирах не позволяют использовать что-то подобное в наши дни). Прибор Санторио был популярен среди многих ученых и аристократов 16–17 веков, стремившихся не переедать и контролировать массу тела.

В 1630-х годах инженеры и архитекторы Италии столкнулись с неожиданной проблемой, которой, казалось, не было решения: все попытки закачать воду из рек и колодцев по системе труб оканчивались неудачей в том случае, если высота, на которую нужно было подать воду, была больше 18 браччий (браччия — единица расстояния, принятая в то время на территории Апениннского полуострова, 18 браччий составляет примерно 11 метров). Попытавшийся приложить свой разум к решению этой задачи Галилей, как оказалось потом, ошибся. По его мнению, невозможность подъёма воды на определённую высоту была связана с весом воды — точно также как слишком длинная верёвка должна разрываться под воздействием своего веса, столб воды, начиная с определенной длины и, как следствие, веса, тоже должен разрушиться. Такое предположение приводило к умозаключению, что столб более плотной ртути должен разорваться на меньшей высоте.

Где-то в 1640-м году доводы Галилея решил проверить Гаспаро Берти. На стене римского дворца он закрепил систему из свинцовых труб длиной 21 браччий. В верхней части водопровода Берти был размещён стеклянный сосуд колоколообразной формы, также сверху и снизу устройство было снабжено стопорными кранами. Система была заполнена водой до верхнего крана, после чего верхний кран закрыли, а нижний открыли. Естественно, через открытый нижний отсек трубы хлынула вода, но, вопреки ожиданиям большинства свидетелей (а может и устроителей) эксперимента, вода вылилась не вся, через некоторое время интенсивность потока ослабела, а в конце концов и просто остановилась. Какова была высота оставшегося столба? Правильно — тем самым 18 браччиям. Возник вопрос — насколько пуст отсек, располагающийся в верхнем отсеке системы? Пустота там или не пустота? Вакуум или не вакуум? Предположение о пустоте противоречило канонам естествознания того времени, опиравшимся на идеи Аристотеля о невозможности существования вакуума и догматам о вездесущности и всемогуществе Бога. Более того — результаты эксперимента не согласовывались и с доводами Галилея о возможности саморазрыва жидкости под действием своего веса. Находившийся довольно близко к обоснованию возможности существования вакуума Берти умер спустя пару месяцев после эксперимента, но тут в дискуссию о природе эксперимента о столбе жидкости высотой в 18 браччий вступил Эванджелиста Торричелли.

Научные интересы Генри Кавендиша были широки — в них входили математика, астрономия, метеорология и физика. Его первая научная публикация, которая впервые была опубликована тремя частями в 1766 году и принесла ему медаль Королевского общества по развитию знаний о природе. В ней было описано то, что Кавендиш назвал «искусственным воздухом» — газообразные вещества, которые высвобождаются из твердых веществ при их нагревании или взаимодействии с кислотами.

В те времена натурфилософы предполагали, что воздух, содержащийся в атмосфере, представляет собой единственный элемент. И до Генри Кавендиша некоторым химикам удавалось выделять и изучать образцы других «воздухов», но их химическую природу не удавалось установить и понять. Кавендишу удалось разработать и применить уникальные методы сбора и хранения высвобождающихся в результате химической реакции газов, эти методы позволили измерить объёмы и массу этих газов.

Часть работы Кавендиша, опубликованной в 1766 году, была посвящена «негорючему воздуху», который выделялся при растворении металлов в кислотах (сейчас мы называем его водородом). И до Кавендиша исследователи, включая Роберта Бойля, наблюдали выделение этого газа и сообщали о его горючести, однако Кавендиш впервые изучил этот газ количественно, оценив, что он примерно в 11 раз менее плотный, чем воздух. Также он обнаружил, что одинаковые по массе навески цинка, железа или олова, независимо от того, были ли они растворены в «соляном духе» (соляной кислоте) или «разбавленном купоросном масле» (серной кислоте) приводят к выделению «негорючего воздуха, хотя и в разных количествах».

В 1770 и 1774 годах Лихтенберг два раза посещал Британию, эти поездки оба раза производили на него большое впечатление, в итоге сделав из него увлечённого англофила. В Британии он встречался со своим тёзкой — королём Георгом III (представителем Ганноверской династии, зародившейся на землях, близких к месту рождения самого Лихтенберга), и, что более важно, с Джеймсом Ваттом и Джозефом Пристли, которые повлияли на его научные взгляды. В Британии Лихтенберг также водил знакомство и с литераторами, например, Джонатаном Свифтом, под влиянием которых решил писать не только научные трактаты, но и афоризмы (временами на грани приличия своего времени), литературную сторону и образность которых высоко оценивали Эммануил Кант и Вольфганг фон Гёте. Лихтенберга можно считать первым блогером своего времени (правда, пишущим «под замок»): он заносил в свои записные книжки каждую мелочь — что-то, что бросилось в глаза, впечатления от прочитанных книг, планы экспериментов, равно как и то, удалось ли или нет реализовать планы. Лихтенберг умел и работать, и веселиться, и был неплохим компаньоном: как-то раз после бурной пирушки, в которой также принимал участие Алессандро Вольта, Лихтенберг заметил, что Вольту можно назвать экспертом по электризации девушек (думаю, что же было на этой пирушке, лучше предоставить воображению). Лекции Лихтенберга по физике привлекали даже тех студентов, у которых физика не входила в учебный план — скорее всего Лихтенберг был первым лектором в Германии (а может и во всём мире), дополнявшим лекции по электричеству демонстрационными экспериментами. Временами послушать и посмотреть его лекции приходили не только студенты, известно, что среди слушателей Лихтенберга был математик Карл Гаусс. Лихтенберг написал учебник по естествознанию, который оставался образцовым учебным пособием несколько десятилетий. Именно за этот труд Петербургская академия наук приняла Лихтенберга в иностранные почётные члены.

Чтобы понять, чем же была так ценна реализованная на практике идея Леопольда Гмелина, придется заглянуть в прошлое задолго до его жизни. До появления письменности, как, впрочем, и долгое время после столь полезного изобретения, методические указания о получении таких полезных материалов, как металлы, керамика, косметика и лечебные снадобья, передавались из уст в уста от мастера подмастерью. Даже те рецепты, которые были записаны — на египетских папирусах, шумерских глиняных табличках или китайской тряпичной бумаге — как правило, излагались так, что наиболее ценным секретам мастерства придавался вид мистических метафор, а эти метафоры мог понять только избранный или хотя бы посвященный в секреты ремесла. Не способствовало свободному распространению правильной научно-технической информации и то, что все эти рецепты переписывались от руки, и при таком способе копирования ошибки неизбежны.

Но попасть в этот мир рационализма и покорения природы не для всех было одинаково просто. Так, для молодого Йоганна Дёберейнера (1780–1847), сына приказчика артели извозчиков в баварском городе Хоф, шансы получить образование были весьма призрачны. Однако его родители настояли на том, чтобы он учился, и в четырнадцатилетнем возрасте Дёберейнер стал помощником аптекаря, с чего началось его девятилетнее путешествие по Европе: он работал в разных аптеках, в качестве вольнослушателя посещал лекции по химии и аптекарскому делу, принимал участие в собраниях научных обществ.

В 1803 году Иоганн Дёберейнер возвратился в родительский дом, но, в отличие от ожидания отца и матери, занялся не аптекарским делом, а попытался организовать производство и продажу химических веществ, попутно описывая результаты своих химических экспериментов в журнале, который издавал химик Адольф Гелен. Вероятно, науке Дёберейнер уделял больше внимания, чем торговле, поскольку его предприятие прогорело, и он остался без гроша в кармане. Все бы ничего, но к этому времени у Дёберейнера было уже восемь детей, и едва ли будущее представлялось ему радужным.

Но тут произошло чудо. На кафедре химии в Университете Йены освободилось профессорское место, и попечители университета — курфюрст Саксонии Иоганн Август и поэт Иоганн Гёте — объявили конкурс на замещение вакансии. Гелен предложил кандидатуру Дёберейнера, который при поддержке Иоганна Гёте стал профессором, организовал лабораторию и начал читать лекции. Манера его преподавания и подход к обучению студентов были настолько блестящи, что его способ преподавания химии вскоре был взят за основу Юстасом Либихом в Гиссенском университете.

Параллельно с современником, Йенсом Якобом Берцелиусом, Дёберейнер методично проводил эксперименты по определению «комбинированных весов» элементов. Он обнаружил, что эквивалентный вес оксида стронция близок к среднему арифметическому от эквивалентных весов оксида кальция и бария. Затем на основании атомных весов он нашел такие соотношения для соединений лития, натрия и калия; хлора, брома и йода; серы, селена и теллура, отметив помимо числовых закономерностей близость химических и физических свойств элементов, относящихся к одной тройке. Эти наблюдения и составленные из элементов триады-тройки были первым шагом на пути к определяющему для химии принципу периодической изменчивости свойств химических элементов и его формулировке Дмитрием Ивановичем Менделеевым.

Помимо составления триад Дёберейнер занимался и другим проектами. Прочитав статью, в которой младший брат Хэмфри Дэви описал эффект самовозгорания паров спирта при контакте с воздухом в присутствии мелкоизмельчённой платины, в 1823 году Дёберейнер воспроизвел этот эксперимент с водородом, наблюдая не только самовозгорание водорода, но и обнаружив, что в ходе этого процесса платина не расходуется и не видоизменяется. Спустя двенадцать лет, в 1835 году, Берцелиус предложил для веществ, ускоряющих химическую реакцию, но не расходующихся в них, термин «катализатор».

Наблюдение Дёберейнера позволило ему разработать устройство для получения огня, состоявшее из двух отделений. В первом отделении происходила реакция цинка с серной кислотой, образующийся в результате реакции водород проходил через сопло с губкой из платины и самовоспламенялся. Перекрывание потока водорода, идущего через сопло, приводило к тому, что водород вытеснял кислоту из резервуара с цинком, цинк прекращал контактировать с кислотой, и реакция прекращалась. Изобретение — огниво Дёберейнера, которое можно считать прототипом современных зажигалок, — было впервые продемонстрировано в 1823 году и вызвало фурор в салонах Европы. К 1850-му году были произведены и проданы тысячи и десятки тысяч огнив Дёберейнера, однако во второй половине девятнадцатого века огниво Дёберейнера было вытеснено с рынка приспособлений по добыче огня появившимися в 1848 году фосфорными спичками, изобретателем которых по странной иронии судьбы оказался ученик Дёберейнера Рудольф Бёттгер (Rudolf Böttger).

Продажа огнив, равно как и других его изобретений, не сделала Дёберейнера богатым, однако, вероятно, он и не стремился к этому. Сам он как-то писал:

Цейзе окончил латинскую школу в Слагельсе, в 1805 году отправился в столицу и стал учеником фармацевта Королевской аптеки Копенгагена. Его первый наставник в естественных науках, Готфрид Беккер, был опытным химиком, он занимал должность экстраординарного профессора химии в Копенгагенском университете. Тем не менее с первого раза покорить столицу датского королевства не получилось, Цейзе не чувствовал удовлетворения от работы у Беккера и, сославшись на плохое самочувствие, через несколько месяцев вернулся из Копенгагена в Слагельсе, в аптеку своего отца. Дома его интерес к естественным наукам проявился с новой силой. Цейзе запоем читал труды по фармации, химии, овладевая новой для тех времен концепцией кислородного горения Лавуазье, и физике — он интересовался трудами Эрстеда, экспериментировал с самостоятельно изготовленным вольтовым столбом. В 17 лет, следуя новым веяниям в аптечном деле, убедил отца изменить фармакопейное описание и систематизацию препаратов в семейной аптеке, в частности выделить противовоспалительные препараты в отдельный список лекарственных средств.

Примерно в это же время Цейзе упомянул в дневнике, что

«…его дух пробудился для чего-то более высокого, чем продажа лекарств, для научного творчества в целом, в основном — в области химии…».

Окончив Высшую нормальную школу в 1848 году, Пастер нашёл работу учителя физики в Дижоне, но для амбициозного молодого человека, конечно же, это не было пределом мечтаний. Поработав в школе три года, Пастер успел не только сменить школьный кабинет на должность ассистента профессора в Страсбургском университете, но и познакомиться с Мари Лорен, дочерью ректора этого университета. В течение года Луи и Лорен поженились. Забегая вперед, можно сказать, что они стали родителями пяти детей, лишь двое из которых дожили до совершеннолетия (трое умерли от брюшного тифа, что, возможно, также оказало своё влияние на попытки Пастера понять суть болезней и разработать способы борьбы с ними).

В начале своей работы в Страсбурге Пастер работал над исследовательской задачей, которая не давала покоя его учителю, Био. Био обнаружил, что винная кислота, кристаллическое соединение, которое можно было обнаружить в винном осадке, вращало плоскость поляризации света только в том случае, если для эксперимента брали вещество именно из винного камня. Другими словами, винная кислота природного происхождения вращала плоскость поляризации света, а синтетические образцы той же винной кислоты, имевшие тот же состав, ту же температуру плавления и те же химические свойства, что и, говоря современными псевдотерминами «натуральная», «органическая» кислота, на плоскость света влияния не оказывали. Чтобы понять, в чём дело, Пастер многократно перекристаллизовывал синтезированные образцы винной кислоты, пока, в конце концов, не обнаружил, что полученные кристаллы образуются в виде двух форм, представляющих зеркальное отражение друг друга. Разделив эти кристаллы, Пастер установил, что раствор, приготовленный из каждой индивидуальной формы кристаллов, вращает плоскость поляризованного света, причем отличавшиеся друг от друга кристаллы вращали свет в противоположном направлении. До сих пор такой ручной или автоматизированный способ разделения кристаллов, различающихся по форме, называется «методом Пастера».

Пастер быстро пришёл к выводу о том, что синтетическая винная кислота содержит равные количества двух зеркальных форм (сейчас мы называем это «рацемат»), каждая из этих форм компенсирует влияние другой, и в итоге вращения не наблюдается. В конечном итоге наблюдения позволили Пастеру предположить, что молекулы, образующие кристаллы, также представляют собой зеркальное отражение друг друга: можно сказать, что именно с этого вывода началось осознание того, что окружающий нас мир трёхмерен не только в макропроявлениях, но и на микроуровне, и это безусловно оказало влияние на создание теории строения химических веществ.

Основанные на взвешивании исходных веществ и продуктов реакции гравиметрические методы анализа отличались (как, впрочем, отличаются и сейчас) высокой точностью, но они страдают от нехватки другого свойства, крайне необходимого для аналитического метода — скорости (химики-аналитики называют это «экспрессность анализа»). Для проведения гравиметрического анализа нужно получить осадок, отделить его от раствора, промыть, прокалить до постоянной массы и только потом уже определить требуемый параметр. Чтобы знать, был ли образец прокален до постоянной массы, вплоть до конца XX века можно было потратить несколько суток — перед взвешиванием его нужно охладить до комнатной температуры, потом заново нагреть, заново охладить (сейчас проводить гравиметрический анализ намного проще благодаря термовесам, в которых можно совмещать нагрев и взвешивание). Стоит ли говорить о том, что, если в процессе взвешивания потеряется хоть пара крупинок весовой формы вещества, весь анализ придётся начинать заново. Для ускорения анализов в конце 18 века химики стали разрабатывать волюмометрические методы анализа (от англ. volume — объём), основанные на измерении не масс, а объёмов растворов. Так, например, анализ уксуса проводили следующим образом: к известному объему раствора уксуса добавляли заведомо избыточное количество раствора карбоната калия, закрывали колбу и измеряли объём газа, выделяющегося в результате взаимодействия, после чего рассчитывали содержание уксусной кислоты по этому объёму. В 1806 году французский химик Франсуа Антуан Декруазиль предложил метод алкалиметрии — в сужающуюся книзу трубку, градуированную сверху вниз, заливали раствор щелочи, который медленно, по порциям приливали к раствору анализируемой кислоты. Важной деталью этого устройства был палец исследователя — именно палец: дозировка раствора щёлочи осуществлялась с помощью пальца, которым химик затыкал или открывал отверстие в трубке. Чуть позже Жозеф Луи Гей-Люссак модифицировал трубку Декруазиля, назвав её «бюреткой» (от французского слова, означающего «графинчик для масла»). Гей-Люссак снабдил градуированную трубку узким изогнутым носиком, похожим на носик от тех самых столовых ёмкостей для масла или уксуса, но при этом не отказался от идеи применения пальца в качестве устройства, регулирующего ток жидкости. Химикам того времени было жалко свои пальцы, да они и представляли, что палец может исказить результаты анализа, поэтому волюмометрические методы анализа воспринимались скорее, как неведомая зверюшка — диковинная, но не мышонок, не лягушка, и что с ней делать — непонятно. Йёнс Якоб Берцелиус так вообще полагал, что «зверюшка волюмометрического анализа» не имеет никаких шансов конкурировать с благородной гравиметрией и «…вряд ли будет когда-то применяться там, где уже имеются достаточно точные методы».

Идея Пруста стала одним из краеугольных камней химии. Закон постоянства состава позволял предполагать, что вещество дискретно, он лег в основу атомной теории Джона Дальтона, говорившей о том, что вещества — это не что иное, как определённые комбинации атомов. Теоретически всё это было замечательно, так что человеку XXI века не нужно это доказывать и демонстрировать. Но как эту идею можно было донести до коллег по цеху и до учеников в XIX веке? Электронных одночашечных весов не было, и техника взвешивания была сложной, да и для подтверждения закона кратных соотношений одного взвешивания было мало, нужно было вести расчеты, что опять же два века назад приходилось делать пером на бумаге, и поэтому было непростой задачей. Химики того времени понимали, что для подтверждения верности и всесильности теории Пруста-Дальтона нужен хороший демонстрационный эксперимент, который был бы наглядным для каждого.

Сам Плейтер пытался много раз воспроизвести описанную в патенте Перкина методику, подбирая состав подвергавшихся окислению аминов, но ему так и не удалось добиться воспроизводимых результатов. В каждом эксперименте он получал смеси хромофоров, различавшиеся по количественному и качественному составу («Journal of Chemical Research», 2015, 39, 5, 251–259, doi: 10.3184/174751915X14303016711715). По словам Плейтера, следование протоколу, описанному в патенте, давало смесь четырех типов мовеиновых хромофоров. Между тем красители, выделенные из почтовых марок (наряду с музейным образцом), содержали только два ключевых вещества, обладая при этом более желаемым «красным оттенком». Реконструировав химические процессы, протекавшие в ходе синтезов, и химические превращения, которые мог осуществлять Перкин, Плейтер предположил, что одним из исходных веществ, применявшихся на семейном предприятии Перкина наряду с анилином, было производное толуидина, которое увеличивало выход красящей композиции и позволяло получить более простой состав. Перкин наверняка знал об этой тонкости производства, скорее всего, он сам ее и разработал, но никогда не описывал.

Как заявляет Генри Ржепа из Имперского колледжа Лондона, сотрудничавший с Плейтером в анализе мовеиновых красителей, описанный Перкином в патенте метод содержит только часть правды. Увы, это стало традиционной проблемой описаний методик в патентах и заявках на изобретения. В конкретном случае тайна исторического детектива о рецепте Перкина была раскрыта, однако многим химикам и химикам-технологам ежедневно приходится иметь дело с методиками, которые не воспроизводятся. Это не так увлекательно, как работа Плейтера, и явно не сможет стать основой для публикаций в журналах с высоким рейтингом.

После сдачи государственного экзамена по фармацевтике Эрленмейер в течение 5 лет заведовал аптекой, но в 1850 году вернулся в Гиссен, смог пройти отбор, попал в лабораторию Либиха и защитил под его руководством диссертацию. Уже остепенённым химиком Эрленмейер начал работать под руководством Роберта Бунзена над исследовательским проектом, связанным с химическими удобрениями. Казалось, жизнь начинает налаживаться, но у Бунзена, хотя он и был тем коллегой и научным руководителем, о котором можно было бы только мечтать, имелся один маленький пунктик — изобретатель горелки, спектрометра и многого не допускал до преподавания химии студентам никого из своих сотрудников, временных или постоянных. Эрленмейеру преподавать хотелось, и для того, чтобы все же стать преподавателем, тот разработал хитрую схему. По ипотеке (взносы по этому кредиту он покрывал из приданого супруги) Эрленмейер приобрел дом, который превратил в лабораторию, а в неё, будучи приват-доцентом, стал приглашать учеников (вероятно, в те времена выводить помещение из жилого фонда требовало меньшего числа согласований, чем в наше время в нашей стране). В тот же период Эрленмейер свёл знакомство с молодым и амбициозным Фридрихом Августом Кекуле, который начал преподавать вместе с Эрленмейером.

Клеменс Винклер выучился на химика в Лейпциге, там же защитил диссертацию, посвящённую химии кремния. Получив учёную степень, он стал работать в должности химика, оказывающего консультации и проводящего анализы сразу для нескольких районов, в которых велись горные разработки. Зарабатывая деньги анализом сульфидных руд, Винклер также исследовал ряд проблем, причиной появления которых была та самая промышленность, которую он консультировал. Переработка сульфидных руд в металлы приводила к выбросам диоксида серы, которые уничтожали местные леса, что не могло не беспокоить местных производителей металла — древесина использовалась в качестве топлива. Признайтесь, кто-то уже успел подумать про заботу об экологической обстановке и социальной ответственности деловых кругов Германии середины 19-го века, но, увы, мотивы людей были проще — бизнес и ничего ни личного, ни лишнего. Чтобы с химической промышленностью ничего не произошло и чтобы не остаться без средств к существованию, Винклер старался предпринимать меры. В 1872 году он опубликовал манифест, в котором подчёркивал важность химических исследований процессов металлургии и добычи металлов из шахт, главным образом — изучение возможности понижения выбросов сернистого газа.

После обучения инженерному делу в престижных Политехнической и Горной школах Парижа Орса стал работать частным техническим консультантом в Париже, выполняя различного рода исследовательские и конструкторские заказы для фирм, консультируя их по вопросам применения топлива различных типов и его горения. Попутно Орса помогал отцу вести дела семейного предприятия в Клиши.

Во время франко-прусской войны Орса служил офицером артиллерии. Эта война практически полностью разрушила Францию, которая отказалась капитулировать даже после Седанской катастрофы, когда страна практически полностью лишилась армии. Орса оказался в осажденном прусскими войсками Париже, в котором из-за нехватки продовольствия некоторые рестораны стали подавать «изысканные» блюда, такие как, например, консоме из слона, вырезку из кенгуру (животные из зоопарков и цирков пошли под нож мясника) и даже «кошачье мясо с ломтиками крысиного». После капитуляции Парижа и Франции, потери Эльзаса и Лотарингии и наступления мирной жизни Орса был награждён орденом Почетного легиона, оставил военную службу и снова занялся изучением процессов сгорания.

Основная проблема, которую он пытался изучить — эффективность использования топлива. Так, например, для плавильных печей очень важно вести сжигание топлива, поддерживая оптимальное соотношение угарного газа CO и углекислого газа CO₂. Однако, как отмечал в своих записках Орса, такой анализ, да еще и в режиме реального времени, мог провести лишь опытный химик, к тому же имевший доступ к соответствующему оборудованию эпохи — ртутным склянкам, термометрам, барометрам, катетометрам, гигрометрам и другим приборам.

Научное и общественное обсуждение теории Дарвина быстро вышло из аудиторий и клубов по интересам «на улицу» — проводились марши «несогласных с происхождением от обезьян», все газеты Европы печатали карикатуры на Дарвина и учёных, оказавшихся на его стороне в дискуссии о происхождении видов. Хотя в основном недовольство церковных кругов в то время было направлено на биологов, физикам и химикам тоже доставалось, но при этом не нужно забывать, что и среди учёных противников Дарвина и его теории тоже было достаточно. Одним из наиболее известных химиков, активно не соглашавшихся с Дарвином, был Герберт МакЛеод.

МакЛеод родился в северном районе Лондона в семье пивовара, правда, школа, которую он окончил, вероятно, из-за дороговизны обучения, была не в Лондоне, а в маленьком городке Дил, расположенном в графстве Кент. Базовое химическое образование МакЛеод получил в Королевском Паноптиконе Наук и Искусства, институте, открывшемся в Лондоне после промышленной выставки 1851 года. В 1856 году, когда Паноптикон закрылся, МакЛеод отправился учиться в более престижный Королевский химический колледж, где его учителем стал Август Гофман. Через некоторое время МакЛеод стал лекционным ассистентом Гофмана, помогая ему организовывать те самые демонстрационные эксперименты, о которых уже рассказывалось. Когда Гофман вернулся из Лондона в Германию, МакЛеод последовал за ним, однако, когда Гофман в 1864 году очередной раз сменил место работы в Бонне на кафедру в Берлине, МакЛеод вернулся в Лондон, где стал работать с преемником Гофмана на посту главы Королевского химического колледжа Эдуардом Франклендом — автором термина «металлоорганическая химия».

В 1826 году Жан-Батист Дюма разработал более гибкий метод определения соотношений вес/объём, который можно было применять для работы с веществами, реагирующими с ртутью, что позволило добиться определённых успехов. Правда, Дюма неоднократно заявлял с опасением, что из его современников только физики пытаются определять атомные веса, в то время как химики были слишком увлечены получением новых веществ. Это было похоже на часовую бомбу, заложенную под фундамент химии. Отсутствие точной информации об атомных весах (говоря современным языком — атомных массах) не позволяло однозначно определять состав молекул, в особенности органических. В 1861 году Август Кекуле заметил, что в литературе имеется девятнадцать вариантов формулы уксусной кислоты. Кризис органической химии, да и химии вообще, наступил, и причиной кризиса было именно разночтение в атомных массах элементов.

Тем не менее, одно стеклянное устройство стоит несколько особняком — в рабочем состоянии оно вполне может на некоторое время парализовать работу химической лаборатории (особенно, если в лаборатории главным образом работают студенты и аспиранты) — экстракционный аппарат Сокслета. Это устройство состоит из стеклянного резервуара, расположенного между колбой с растворителем (ниже резервуара) и холодильником (выше резервуара). Экстрактор Сокслета (часто просто «Сокслет») позволяет экстрагировать вещества из твердого образца в жидкость, используя при этом небольшие объёмы растворителя, который, благодаря схеме устройства, циркулирует и мелкими порциями омывает пробу, вещество из которой экстрагируется. Растворитель для экстракции нагревают в колбе до кипения, его пары конденсируются в холодильнике, омывают образец, вымывая из него целевое вещество (или вещества), раствор через специальный отвод попадает в колбу, и все повторяется снова и снова. Смотреть на работающий Сокслет действительно весьма интересно, тем более, что, если речь не идет о лаборатории, основное направление работы которой связано с извлечением веществ из природных источников, экстрактор Сокслета запускается не часто.

Экстрактор Сокслета получил свое имя благодаря Францу Риттеру фон Сокслету, немецкому химику бельгийского происхождения, родившемуся 12 января 1848 года в городе Брюнн на территории Австро-Венгерской Империи (ныне этот город Брно в Чехии). Он изучал химию в университете Лейпцига, в нём же защитил диссертацию, после чего стал ассистентом в Институте сельскохозяйственной химии. Поработав в должности ассистента год, он получил должность кафедры сельскохозяйственной химии в Вене, где оставался до 1879 года, пока не принял предложение занять одновременно две должности — профессора земледельческой химии в Высшем техническом училище в Мюнхене и директора Баварской сельскохозяйственной опытной станции. Сокслет работал в Мюнхене до своей смерти в возрасте 78 лет в 1926 году.

Большая часть исследовательской деятельности Сокслета была посвящена изучению молока. Он первым описал молочный сахар лактозу, ту самую, которую могут переваривать далеко не все взрослые люди. Сокслет выделил и описал свойства основных белков из состава молока — казеина, альбумина, лактопротеина и глобулина. Именно Сокслет первым предположил возможность применения только что изобретённого процесса пастеризации к молоку и экспериментально доказал свое предположение, так что молоком, которое стоит в бутылках и не прокисает, мы обязаны Сокслету. Кстати, иронично, но, если в средние века о появлении ведьмы или нечистой силы судили по скисшему молоку, то сейчас некоторые граждане приписывают не менее инфернальные свойства молоку с длительным сроком годности. Спустя пять лет после разработки процесса пастеризации молока Сокслет предложил устройство для стерилизации стеклянной молочной тары.

Именно в Вене Сокслет разработал свое устройство для экстракции: он использовал его для извлечения жиров из твердых молочных продуктов — сыров и масел. В 1879 году Сокслет описал конструкцию своего устройства в научном журнале, и новый аппарат быстро начал применяться в разных областях химии — сначала в биохимии и пищевой химии, потом в химии продуктов нефтепереработки. А уже в XX веке аппарат Сокслета стал применяться в химии полимеров — во всех областях химии, в которых требуются процессы экстракции.

Термометр Бекмана — это не просто исключительно длинный термометр с длинной шкалой, которую можно было разбить на отрезки с хорошо разрешенной ценой деления. Длина термометра Бекмана не превышает 40 см. Шкала термометра имеет длину 25–30 см, градуирована всего на 5 °C (иногда на 2 или 6 °C). Термометр имеет два резервуара ртути: нижний (основной) и верхний (запасной). Особенность устройства состоит в том, что можно изменять количество ртути в нижнем резервуаре в соответствии с областью измерений. Для измерений при высоких температурах можно переводить часть ртути из основного резервуара в запасной. Для измерений при низких температурах наоборот переводят ртуть в основной резервуар. Переводя некоторое количество ртути из верхнего резервуара в нижний или добавляя из нижнего в верхний, всегда можно настроить термометр так, чтобы столбик ртути находился в нужной части шкалы. Обычно столбик ртути между нижним и верхним резервуаром разорван, что временами заставляло думать неопытных химиков и материальных ответственных о том, что термометр сломан, и инициировать процедуру списания. Конструкция термометра позволяет измерять разность температур с точностью до 2×10^–3 градуса.

Возможность измерения столь небольших интервалов температур позволила изучать системы, к которым химики ранее не могли подступиться. Были обнаружены молекулы с аномально большими молекулярными массами, позже их назовут полимерами. Оказалось, что карбоновые кислоты в неводных растворах существуют в виде димеров, связанных прочной водородной связью. Другие соединения, экзотические для того времени и обычные сейчас в лаборатории химиков-синтетиков — реактивы Гриньяра и литийорганические реагенты — оказались олигомерами, состав которых зависел от типа растворителей и температуры. Заметим, все эти результаты были получены еще до эры физических методов в химии — без масс-спектрометров и установок для рентгеноструктурного анализа.

Потенциал производства красителей был огромен. Хотя два десятка лет до этого Август Гофман с изрядной долей скептицизма отнесся к тому, что его ученик Перкин получил мовеиновый краситель, вскоре окисление анилина и его производных позволило получить и другие ярко окрашенные вещества. Новые цвета начали менять производство текстильных материалов. В 1858 году ученик Германа Кольбе Петер Грисс открыл реакцию диазотирования, впервые получил азокрасители. Открытие Грисса дало химикам и технологам возможность получать молекулы новых цветов, осуществляя сочетание ароматических соединений. Грисс присоединился к группе Августа Гофмана, продолжив исследование обнаруженной реакции. Примерно в это же время Хайнрих Каро и еще один ученик Августа Гофмана — Карл Мартиус — разработали промышленные способы получения двух азокрасителей — манчестерского жёлтого и бисмарка коричневого.

Эрнст Бюхнер, который родился в 1850 году, пошел по стопам отца, а не дяди. Он изучал химию в Тюбингене, в 1874 году опубликовав работу об изучении ультрамарина, а годом позже защитив диссертацию о разложении анилиновых красителей. В 1876 году он женился на кузине, но вскоре брак распался, и она ушла от него, забрав двоих детей. В 1882 году Эрнст сменил отца на посту управляющего семейным делом — сам он считал это аналогом чаши в Гесмифанском саду. Благодаря работам Перкина, Витта и последователей в химии начиналась эра анилиновых красителей, и конкурировать с этими красителями синтетическому ультрамарину было всё сложнее и сложнее. Эрнст работал в лаборатории, патентовал жёлтый и красный ультрамариновые красители, для выделения которых он и разработал воронку, модернизировав дизайн Витта и описав его в 1886 году. Несмотря на значительную компетентность в химии анилиновых красителей, Эрнст Бюхнер не стал развивать бизнес в этом направлении, и дела компании пошли под уклон. В 1890 году Эрнст был вынужден закрыть завод. Отец Эрнста, Вильгельм, умер в 1892 году, в течение последующих лет Эрнст пробовал заниматься разными вещами — газификацией угля, фотографией, предлагал проекты администрации Пфунгштадта и Дармштадта, но все его урбанистические идеи игнорировались. Медленно накопления кончались. В 1925 году вторая жена Эрнста, Мария, умерла, и через пять дней он добровольно ушёл из жизни.

Воронка Бюхнера продолжила жить своей жизнью — до 1920 года ее производил и продавал лидер по производству лабораторного оборудования того времени — Martini&Kaehler, в 1920 году, когда срок патента истек, производством воронок Бюхнера стали заниматься и другие фирмы. Ещё один несомненный плюс воронки Бюхнера состоит в том, что даже будучи расколотой на куски, она продолжает помогать химикам: воронки Бюхнера, как правило, изготавливают из фарфора, а маленькие фарфоровые кусочки — кипелки или кипятильники — мы добавляем в жидкость до начала кипения, чтобы выделяющиеся из пор фарфора пузырьки воздуха перемешивали жидкость, и она кипела равномерно, без толчков.

Кох был уникальным ученым. В 1872 году Кох он был назначен уездным санитарным врачом в Вольштейне (ныне Вольштын в Польше). Он обнаружил, что в окрестностях города среди скота распространено эндемическое заболевание — сибирская язва, которая поражает лёгкие, вызывает карбункулы кожи и изменения лимфоузлов. Зная об опытах Луи Пастера над животными, больными сибирской язвой, Кох с помощью микроскопа изучает возбудителя, который, предположительно, вызывает сибирскую язву. Проведя серию тщательных, методичных экспериментов, он устанавливает, что единственной причиной заболевания является бактерия Bacillus anthracis, и изучает её биологический цикл развития. Кох установил эпидемиологические особенности болезни, показав, что одна палочка бактерии может образовать многомиллионную колонию. Эти исследования впервые доказали бактериальное происхождение заболевания. Кох был человеком скромным, работавшим в одиночку. Он не публиковал свои результаты, пока его не пригласили читать лекции в Университет Бреслау (сейчас это польский Вроцлав). После цикла лекций и опубликованных работ, описывающих причину развития сибирской язвы, Коху предложили работу в Берлине, на которую он быстро согласился — в лабораториях министерства здравоохранения можно было заниматься исследованиями, не отвлекаясь на приём пациентов.

Более всего Муассана привлекала неорганическая химия, которая не была сильной стороной французской химической науки. В конце концов, Муассана взяли на низкооплачиваемую ставку младшего исследователя в Парижской Фармацевтической Школе. Чтобы получать дополнительный доход, он попытался использовать лабораторные площади не только для проведения экспериментов, но и для того, чтобы выполнять химические анализы по желанию заказчика. Эксперименты были удачными (определение формулы надхромовой кислоты, выделение кристаллов хромовой кислоты), а вот коммерческое предприятие развалилось, так и не начав работать.

Всё же финансовые дела Муассану удалось поправить — он женился на дочери того богатого фармацевта, в аптеке которого он начинал свою трудовую деятельность. Почувствовав себя увереннее в материальном плане, он сфокусировался на задаче, которую пока ещё ни один из химиков не смог решить — выделении фтора в виде простого вещества. В свое время и Хэмфри Дэви, и Андре-Мари Ампер предполагали существование неуловимого элемента, образующего соли-фториды и плавиковую кислоту, во многом аналогичную соляной (хлороводородной). Попытка Дэви получить фтор электролизом расплавленных фторидов привела к коррозионному повреждению оборудования из платины, после чего Дэви сделал вывод об исключительной реакционной способности фтора. Возможность вписать своё имя в историю химии, получив неуловимый элемент, привлекала химиков как пламя свечи ночных насекомых. Попытки получить фтор предпринимались десятками и, в подтверждение аналогии с мотыльками и свечой, несколько человек даже погибло.

Муассан также сначала попытался применить электролиз расплавов солей, но, как и у его предшественников, попытка не кончилась ничем, кроме порчи лабораторного оборудования из платины (что в целом было предсказуемо). Тогда Муассан предположил, что эксперимент удастся, если проводить его при низких температурах, при которых скорость химической реакции будет ниже, что если и не даст получить фтор, то хотя бы замедлит скорость коррозии. Муассан сконденсировал фтороводород при -50 °C в платиновой ампуле и подверг конденсат электролизу. Пробка, прикрывавшая прианодное пространство, быстро стала обугливаться, Муассан быстро заменил ее фторидом кальция и смог наблюдать выделение бледной желто-зеленой струи газа, который весьма зрелищно поддерживал горение кремния и бора. По существовавшим правилам для признания открытия Академия наук Франции прислала группу своих членов для проверки эксперимента, и тут Муассана чуть было не ждало фиаско. Первоначально выделение газа не наблюдалось. Оказалось, что, поддавшись волнению перед приходом высокой комиссии, Муассан еще раз подтвердил старую народную мудрость о том, что лучшее — враг хорошего, очистив жидкий фтороводород до такого состояния, что он просто потерял способность проводить электрический ток. К счастью, причину неудачи быстро удалось выявить, и введение в жидкий фтороводород (HF) фторида калия (KF) позволило получить раствор, проводящий электрический ток. Эксперимент закончился благополучно: электролиз начался, газообразный фтор начал выделяться, пальма первенства в открытии фтора была присуждена Анри Муассану.

Холдейн родился в аристократической шотландской семье, у его родителей не возникала проблема в обеспечении наследника хорошим образованием. Холдейн первоначально изучал медицину в Университете Эдинбурга, а затем в немецком городе Йена. Завершив образование, он получил должность лаборанта-ассистента лекций. В этой должности его обязанностью были, в том числе, и демонстрационные эксперименты по определению состава воздуха или количества бактерий, взвешенных в образце воздуха. Понимая, что ему нужно дополнительное обучение, он через некоторое время уволился и несколько месяцев стажировался в Берлине по специальности «физиологическая химия», после чего был принят на работу в Оксфорд, где его дядя, Сэр Джон Бердон-Сандерсон, был профессором физиологии. На дядиной кафедре Холдейн разработал метод гравиметрического определения углекислого газа и влаги в воздухе и стал использовать этот метод для изучения процесса дыхания животных.

Михаил Семёнович Цвет родился в итальянском городе Асти в 1872 году. Его отцом был русский подданный, по долгу государственной службы работавший в Италии, а матерью — родившаяся на земле Турции итальянка, ради брака с отцом Михаила принявшая православие и известная как Мария Николаевна де Дороцца-Цвет. Цвет рано потерял мать, после смерти которой его отец переехал в швейцарскую Лозанну, где кроме французского языка Михаил освоил и русский. Михаил изучал ботанику в Университете Женевы и получил степень бакалавра за работу, в которой он предложил наличие связи между работой белков и хлорофиллом. В 1896 году отец Михаила получил назначение в Санкт-Петербург, и Михаил последовал за ним. В те времена Российское образование и наука были на таком уровне, что диплом Университета Женевы не котировался в нашей стране (видимо потом кто-то раздавил не ту бабочку, и за сто лет всё перевернулось), и для подтверждения своей квалификации, достаточной для работы в высших учебных заведениях Российской Империи, Цвету пришлось проходить дополнительные экзамены и защищать магистерскую диссертацию. Тема диссертации была «Физико-химическое строение хлорофилльного зерна», а её защита, равно как и экзамены, проводилась в Казанском университете. После успешного подтверждения квалификации Михаил Цвет высочайшим повелением был утверждён на должность ассистента кафедры анатомии и физиологии растений в Варшавском университете.

В Варшаве Цвет воспроизводил эксперименты Джорджа Габриеля Стокса и Генри Клифтона Сорби, выделивших несколько соединений из растительных экстрактов, используя различную растворимость выделенных соединений в разных растворителях. Надеясь нейтрализовать кислые компоненты, которые могли способствовать разрушению пигментов, Цвет перемешивал гексановый экстракт, выделенный из листьев, с мелко раздробленным карбонатом кальция. Он быстро обнаружил, что к карбонату прилипают все пигменты, кроме каротина. Выделив частички карбоната кальция с осадившимися на них пигментами и обрабатывая их порциями этанола, Цвет смог добиться контролируемого отделения всех других компонентов экстракта — зелёных пигментов, которые он назвал хлорофиллинами (проявлявших флуоресцентные свойства), и не флуоресцировавших жёлтых пигментов, которые Цвет назвал ксантофилами. С помощью аналогичного способа Цвет выделил фукоксантины из водорослей и еще один вид хлорофилла, который сейчас мы знаем как хлорофилл С.

Учитель Франкланда, Роберт Бунзен, даже опасался, что его ученик получил смертельное отравление, но, к счастью, Франкланд выжил. Позже Франкланд (и другие) получили еще немало цинкорганических соединений, которые применялись в качестве промежуточных веществ в органическом синтезе. К несчастью, обнаруженными реакциями было сложно управлять, и выход целевых продуктов зачастую был очень низок. Последующие попытки использовать в органическом синтезе другие металлы — ртуть, медь, натрий и калий протекали с разной степенью успеха.

В 1898 году наставник Гриньяра в Лионском университете Филипп Антуан Барбье попытался использовать магнийорганическое соединение в синтезе, в котором цинкорганика оказалась неэффективной. Как и цинксодержащие аналоги, органические производные магния активно реагировали с кислородом воздуха или водой. Для защиты от факторов, которые могли бы разрушить металлоорганические соединения, Барбье использовал реагенты, взвешенные в безводном диэтиловом эфире, испарявшемся достаточно интенсивно, за счет чего понижалась концентрация кислорода и паров воды над реакционной смесью. Строго говоря, применение эфира не было инновационной идеей Барбье — этот растворитель иногда использовал Франкланд для работы с цинкорганическими соединениями. С помощью безводного эфира Барбье смог превратить кетон, содержащий восемь атомов углерода в третичный спирт с девятью атомами углерода — для этого он действовал на октанон-2 йодметаном и металлическим магнием с последующей обработкой реакционной смеси водой. Реакция протекала по плану, но выход целевого продукта не был высоким. Все попытки Барбье использовать магний и его производные для применения к общему методу синтеза органических соединений не приводили к желаемым результатам. В какой-то момент магниевая тема Барбье наскучила и, опубликовав некоторые из своих предварительных наблюдений, он предложил распутать загадку своему аспиранту Виктору Гриньяру в качестве темы диссертационной работы.

Альфред Вернер родился в 1866 году во французском городе Мюлузе, расположенном в провинции Эльзас. В 1871 году в результате франко-прусской войны Вернеры стали подданными Германии, а их город стал называться Мюльхаузеном. В отличие от многих соотечественников, переехавших из отошедших кайзеру Вильгельму Эльзаса и Лотарингии во Францию, Вернеры остались на месте, и, хотя Вернер в большей степени ассоциировал себя с французской, а не с немецкой культурой, до своего окончательного переезда в Швейцарию он успел пройти обучение и во Франции, и в Германии. Вскоре после смерти Вернера в ноябре 1919 года вступивший в силу Версальский договор вернул Эльзас и Лотарингию Франции.

Путь, который привёл Вернера к Нобелевской Премии, был не самым простым, и его нельзя было назвать стандартной историей успеха. С 1878 по 1885 год Альфред Вернер учился в техническом училище, выбрав это образование под влиянием своего отца, который выполнял токарные и слесарные работы. В училище Вернера-младшего заинтересовала химия, заинтересовала до такой степени, что он не только стал экспериментировать на кухне, но и увлёк химией Вернера-старшего. Интерес к химии не потерялся после лекций по химии, которые Вернеру пришлось слушать во время воинской службы по призыву, и, демобилизовавшись в 1886 году, он поступил в Цюрихский политехнический институт, где стал изучать основы химической технологии. Биографы Вернера считают, что он выбрал Швейцарию в качестве страны обучения из-за того, что диалект, на котором разговаривали в Цюрихе — Zür-Dütsche — был похож на франко-немецкий диалект Эльзаса, и Вернер, по сути дела, не менял свою языковую среду. Как бы то ни было, условия в Цюрихе пришлись ему по душе, и, окончив институт в 1889 году, он остался в нём в должности лаборанта, попутно выполняя научную работу под руководством немецкого химика-органика Артура Ганча.

В 1890 году Вернер получил степень доктора. В том же году наиболее важные результаты его работы, посвящённой стереохимии органических соединений азота, были опубликованы под авторством Вернера и Ганча. Статья стала предметом бурных научных дискуссий, но, в конечном итоге, наработки Вернера стали рассматриваться как обоснованное расширение положений теории стереохимии, впервые изложенной в 1870-х годах в работах Якоба Вант-Гоффа и Жозефа Ле Белля. Вант-Гофф и Ле Бель показали, что оптическая изомерия многих органических соединений проявляется, когда в их составе имеется атом углерода, связанный с четырьмя различными функциональными группами. В их модели каждая из таких групп находилась в углу тетраэдра, в центре масс которого находился атом углерода. Вернер применил эту же логику к производным трёхвалентного азота, разместив заместители в трёх вершинах тетраэдра, а сам атом азота в его четвёртой вершине. Такое объяснение достаточно элегантно объясняло причины оптической изомерии, демонстрировавшейся некоторыми азотсодержащими соединениями. Публикация принесла Вернеру известность и определённый вес в научном мире, но не помогла ему в поисках работы. Он провёл несколько месяцев в Париже, работая в лаборатории Марселена Бертло, после чего получил в Цюрихе ещё одну учёную степень — habilitationsschrifte (свидетельство о хабилитации), необходимую для права преподавания в высших учебных заведениях. Таким образом, с 1892 года Вернер получил должность приват-доцента в Цюрихском политехническом университете. Как и в других университетах с немецкой системой должностей и званий приват-доцент имел право преподавать студентам, но жалованья от высшего учебного заведения не получал.

Тот факт, что Менделеев не стал нобелевским лауреатом с 1901 по 1903 год, можно списать на то, что самые первые Нобелевские премии выдавали, руководствуясь завещанием Альфреда Нобеля. В нем говорилось, что награды достойно лицо «в течение предыдущего года принесшее наибольшую пользу человечеству». Первую формулировку Периодического закона Менделеев опубликовал еще в 1869 году — соответственно работы Менделеева могли считаться слишком старыми для номинации.

В начале 1900-х годов Нобелевский фонд изменил правила присуждения премии, допустив, что награждать можно тех, кто сделал открытие не только в течение последнего года, но и в более ранние сроки, если их труды имеют существенное значение для науки. Это уже позволяло рассматривать Менделеева как номинанта.

В 1904 году лауреатом Нобелевской премии по химии стал британец Уильям Рамзай «за открытие в атмосфере различных инертных газов и определение их места в Периодической системе». Начались разговоры о том, что создание Периодической системы тоже заслуживает высокой награды. Менделеева номинировали на Нобелевскую премию в 1905 году, но он ее не получил.

Эрнст Вудворд Дин родился в 1888 году в Таунтоне, штат Массачусетс, изучал химию в Университете Кларка в Ворчестере. Закончив обучение с отличием в 1910 году, Дин занялся исследованиями кинетики гидролиза сложных эфиров карбоновых кислот в Йельском университете. Получив степень доктора философии в 1912 году, он начал преподавать химию в колледже. В колледже он начал встречаться с одной из студенток, Глэдис Мойер, на которой в 1915 году, как честный человек, женился. Непонятно — то ли по причине подмоченной репутации преподавателя, то ли опасаясь, что на жалованье преподавателя колледжа не сможет содержать семью и удовлетворить запросы молодой жены (возможно, тут было и то, и другое), Дин бросил преподавание и в 1915 году начал работать в Исследовательском департаменте отдела Горнорудного управления США в Питтсбурге. На новом месте работы Дин изучал способы перегонки нефти и изучения её состава. И именно там он встретился с эмульсиями, которые вызывают головную боль и у современных нефтяников.

Уббелоде родился в 1877 году в немецком Ганновере, он рос среди шести братьев и сестёр, его семья занималась разработками торфа, но семейное предприятие обанкротилось в 1883 году, и семья разделилась — младшие дети вместе с матерью переехали в Нойштадт-ам-Рюбенберге. Учась в школе, Уббелоде показал склонность к естественным и техническим дисциплинам, и в 1890 году, когда семья объединилась, Лео делился с родственниками мыслями о том, что хочет продолжить изучение наук в университете. Беда пришла в 1894 году, когда отец семейства скоропостижно скончался, оставив семью без средств к существованию. В то время, когда его мать пыталась поправить дела, организовывая дело по производству тары из торфа, Уббелоде изучал химию в Техническом университете Берлина-Шарлоттенбурга, слушая лекции Ганса Генриха Ландольта (открывшего колебательную реакцию — «йодные часы») и Эмиля Фишера (получившего в 1902 году Нобелевскую премию по химии за исследования сахаров). Чтобы помочь семье, он возглавил разработку и строительство торфоперерабатывающего завода, разрабатывая для него оборудование. Однако наука привлекала его больше технологических задач, и, уйдя с завода, он устроился на работу в Берлинское бюро сертификации и испытания материалов.

Там для оптимизации перегонок с вакуумом он разработал компактный и портативный вакуумный насос. Фракции веществ, на которые разделялась смесь с помощью вакуумной перегонки, проводившейся с помощью нового насоса, охарактеризовывались в том числе и по их вязкости. Для изучения самых вязких фракций Уббелоде использовали вискозиметр Карла Энглера — термоизолированный сосуд с отверстием, через который истекала жидкость. Отношение времени истечения 200 мл жидкости ко времени истечения 200 мл воды при одинаковой температуре определялось как «градусы вязкости Энглера». Интересуясь вязкостью, Уббелоде присоединился к лаборатории Энглера в Техническом университете Карлсруэ. К 1910 году Уббелоде прошёл хабилитацию, получил право работать преподавателем и с 1911 года начал учить студентов. Его коллегами были три будущих лауреата Нобелевской премии — Фриц Габер, Герман Штаудингер и Леопольд Ружичка.

Темой научных исследований Уббелоде была химия нефти и жиров, а также переработка текстильных волокон, в равной мере он публиковал и научные статьи, и оформлял патенты. Исследования развивались, однако проблема вязкости оставалась одной из центральных для дальнейших работ. Дело в том, что вискозиметр Энглера не мог измерять абсолютные значения кинематической вязкости, обладая при этом весьма скромной точностью измерений. Точно измерять вязкость можно было с помощью устройства Вильгельма Освальда, в котором замерялось время истечения жидкости через капилляр. Но Уббелоде хотел рассматривать вязкость в целом и общем, а для этого у вискозиметра Освальда также были недостатки: по мере истечения жидкости из капилляра течение замедлялось (а это требовало корректировки), различие формы менисков в верхней области капилляра и его нижней области обеспечивало измерения систематической ошибкой, значение которой нельзя было оценить. Таким образом, для повышения точности измерения требовалось очень точно отмерять объёмы образцов, а из-за термического расширения жидкостей измеряемая вязкость ещё и сильно зависела от температуры.

Уббелоде определил, что важным параметром, влияющим на скорость перемещения жидкости по капилляру в висзкозиметре Энглера, была форма, которую принимала жидкость в процессе течения, и решил разработать устройство, в котором неопределённости измерения, связанные с капиллярными явлениями, можно было бы компенсировать. Под капилляром он поместил стеклянную полусферу, в которую стекала жидкость из капилляра, образовывая плёнку, взаимодействие которой со стеклом полусферы компенсировало действие капиллярных сил. Вторая большая по размеру емкость была расположена над капилляром и служила резервуаром для текучей среды, вязкость которой измерялась. Новый вискозиметр был прост в использовании. С помощью вискозиметров разного размера, диаметры капилляров в которых и объёмы ёмкостей были тщательно рассчитаны Лео Уббелоде, появлялась возможность за минуты измерять вязкость текучих сред, даже если эти параметры вязкости различались на шесть порядков. Уббелоде убедил производителей лабораторного стеклянного оборудования организовать промышленное производство своего изобретения, что и было сделано. Вискозиметр этой модели и до настоящего времени является самым простым и удобным устройством для определения вязкости.

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.

Гленн Теодор Сиборг родился 19 апреля 1912 года в Ишпеминге, шахтёрском городке штата Мичиган. Мать Сиборга, как и родители его отца, были эмигрантами из Швеции, поэтому Сиборг научился говорить по-шведски раньше, чем по-английски. В 1922 году семья Сиборга в поисках лучших перспектив переехала в маленькую калифорнийскую общину Хоумс Гарден, в наше время — пригород Лос-Анжелеса. Во 1920–30-е годы Сиборги переживали тяжелые времена: часто отец Гленна, работавший механиком, перебивался сезонными заработками или вообще сидел без работы. Тем не менее, в 1933 году Гленн Сиборг получил диплом химика в Университете Калифорнии Лос-Анжелеса, ему удалось самостоятельно оплатить обучение. В 1934 году Сиборг поступил в аспирантуру, где он изучал уже физику, и защитил диссертацию, получив степень доктора философии в 1937 году. Декан факультета химии в Беркли, Гилберт Льюис (тот самый, который под влиянием Вернера разработал принцип восьмиэлектронных оболочек), нанял его на должность ассистента лаборатории. Сиборг занялся исследованиями, опубликовав в соавторстве с Льюисом десятки работ.

C помощью GFP биохимики могут отслеживать судьбу различных клеток: поражение нервных клеток, вызванных болезнью Альцгеймера, следить за тем, как в растущем эмбрионе образуются инсулин-производящие клетки.

Все эти аналитические методы биохимии и молекулярной биологии стали возможными после открытия и изучения GFP, в которых три новых Нобелевских лауреата приняли следующее участие:

Осаму Симомура был первым, кто выделил GFP из медузы Aequorea Victoria, обитающей у западного побережья Северной Америки. Он обнаружил, что белок проявляет зеленую флуоресценцию при облучении ультрафиолетом.

Мартин Чолфи первым продемонстрировал ценность использования GFP как люминесцирующей метки для изучения различных биологических явлений. Его пионерские эксперименты в этой области позволили «раскрасить» шесть индивидуальных клеток кольчатого червя Caenorhabditis elegans с помощью GFP.

Роджер Тсин изучил причины флуоресценции белка GFP. Он также расширил «световую гамму», модифицировав флуоресцирующие белки, что позволило метить разные клетки и разные белки разными цветами, позволяя отслеживать одновременно несколько различных биохимических процессов.

В начале 1970-х годов исследователи были уверены, что ДНК представляет собой исключительно устойчивую молекулу, однако эти представления были опровергнуты Томасом Линдалем, продемонстрировавшим, что свободная ДНК меняется и разрушается с такой скоростью, которая теоретически говорила о невозможности существования жизни на Земле. Эти наблюдения привели исследователя к открытию молекулярных систем, которые постоянно противодействуют коллапсу наших ДНК.

Азиз Шанкар в деталях изучил механизм эксцизионной репарации, тот самый, которые клетки используют для исправления повреждений ДНК, вызванных воздействием ультрафиолета. Люди, рожденные с дефектом в этой системе «самолечения ДНК», подвергаются повышенному риску развития рака кожи и вынуждены минимизировать свое пребывание на солнечном свете. Клетка применяет эксцизионную репарацию также и для исправления дефектов, вызванных другими мутагенами.

Роль Пола Модрича в изучении процессов репарации ДНК заключается в том, что он изучил, как клетки исправляют дефекты ДНК в процессе деления клетки. Механизм такой починки ДНК в тысячи раз снижает частоту ошибок, возникающих в процессе репликации, приводя к тому, что вероятность ошибки ДНК в процессе деления клетки составляет 1:1000000. Дефекты в молекулярной машинерии, обуславливающей такой способ репарации ДНК, например, отвечают за генетическую предрасположенность к раку прямой кишки.

Лауреаты Нобелевской Премии по химии 2015 года детально изучили механизмы, обуславливающие устойчивость генетической информации, и результаты их работы могут оказать существенное влияние на способы лечения тех заболеваний, которые связаны с повреждениями строения ДНК.

Для читателей научно-популярного труда Гамова становилось очевидным, что электронная микроскопия уже позволяет вести изучение биологических тканей и отдельных клеток, допуская получать изображения биологических объектов с невиданной до определенного времени четкостью и детализацией. Однако в отличие от Мистера Томкинса ещё лет десять назад ученым оставалось только мечтать о возможности применения электронного микроскопа для изучения атомно-молекулярной архитектуры биологически активных молекул. Фактически, эта мечта стала былью совсем недавно, лишь спустя четыре десятка лет после углубления Мистера Томпкинса в самого себя. То, что сейчас мы действительно в состоянии применять электронную микроскопию в биохимии, практически полностью является заслугой лауреатов Нобелевской премии по химии 2017 года Жака Дюбоше, Иоахима Франка и Ричарда Хендерсона. Именно благодаря их открытиям и разработкам стало возможным установление всех деталей структуры не образующих монокристаллы биомолекул непосредственно в растворе с помощью криоэлектронной микроскопии.

Путь электронной микроскопии в биохимию не был усыпан розами. Так, вскоре после того, как в 1931 году Эрнст Август Фридрих Руска продемонстрировал принцип работы электронного микроскопа — того устройства, которое принесло ему Нобелевскую Премию по физике 1986 года, венгерский физик Ладислав Мартон написал статью, в которой утверждал, что какой бы интерес не представляло собой новое устройство, шансы его на применение в изучении биологических материалов в настоящем его виде равны нулю из-за того, что «…интенсивная бомбардировка живых клеток электронами будет приводить к их разрушению…» (Nature, 1934, 133, 911–911; DOI:10.1038/133911b0).