Ле́о Хе́ндрик Ба́келанд (; 14 ноября 1863, Гент, Бельгия — 23 февраля 1944, Бикон, штат Нью-Йорк, США) — американский и бельгийского происхождения, изобрёл фотобумагу (1893) и бакелит (1909) — первую недорогую и негорючую пластмассу универсального применения.
Биография
Ранние годы, Бельгия Лео Хендрик Бакеланд родился 14 ноября 1863 года во фламандском городе Гент, Бельгия. Он был сыном Карела и Розалии Бакеланд, бельгийской семьи со средними доходами. Поступив в школу в возрасте 5 лет, он досрочно прошёл обучение в младших классах и в Атенее, государственной высшей школе. Как только Лео достиг нужного возраста, он поступил в Муниципальную Техническую школу города Гент, где посещал вечерние занятия по химии, физике, механике и экономике и получил медали по каждому из четырёх изучаемых предметов.
Молодой Бакеланд был настолько многообещающим студентом, что город Гент наградил его стипендией для обучения в Гентском университете, в котором Лео начал учиться в 1880 году, когда ему было 17 лет. Он был самым молодым и самым выдающимся студентом в своей группе. В 1882 году он окончил университет, получив степень бакалавра наук. Двумя годами позже, в 1884 году в возрасте 21 года, он получил докторскую степень, окончив Университет с отличием.
В период обучении в Университете Лео, хотя и получал Городскую стипендию, сам поддерживал своё материальное благосостояние, оказывая помощь по обучению, а также подрабатывая ассистентом при чтении лекций. Бакеланд был настолько вдохновлён своей деятельностью, что освободил своих родителей от необходимости его содержать, как он сказал позже, услышав ранее историю о Бенджамине Франклине, он вынес из неё урок о том, что молодой человек даже со скромным достатком может проложить свой жизненный путь, всецело опираясь на свои стремления и усилия.
В университете Бакеланд изучал естественные науки и специализировался на химии. Его отроческий интерес к фотографии был одной из главных причин заинтересованности в изучении этой науки. В некоторых ранних экспериментах по фотографии молодому Бакеланду нужен был Нитрат серебра(I). У него не было денег, чтобы купить его, но были часы с серебряным браслетом, которые ему подарил отец. Он взял браслет от часов и растворил его в азотной кислоте. Этот раствор также содержал медь, но молодой Бакеланд разработал способ удаления меди из раствора серебра, что явилось самым первым его химическим экспериментом.
В Гентском университете преподавал Август Кекуле, который в 1865 году опубликовал свою классическую формулу строения бензола. За несколько лет до появления в университете Бакеланда профессор Кекуле покинул его, уехав в г. Бонн, а его главный ассистент, Теодор Суортс, занял место Кекуле в качестве старшего профессора химических наук. Бакеланд учился у профессора Суортса.
В 1887 году Бакеланд был назначен профессором химических и физических наук Высшей Правительственной школы наук в городе Брюгге. Он оставался там недолго, вскоре вернувшись всё-таки в Гентский университет, в котором ему предложили должность ассистента профессора. Он с радостью согласился на это предложение и вскоре после этого, в 1889 году, был выдвинут на должность младшего профессора университета.
Одной из причин, по которой Бакеланд мечтал вернуться в Гент, была его влюблённость в Селин Суортс, очаровательную дочь профессора химических наук, Теодора Суортса и его жены Нины (Plateau) Суортс. Молодые люди поженились 8 августа 1889 года и их брак оказался чрезвычайно счастливым. В последующие годы на встрече в его честь, Бакеланд сказал:
Помимо вклада, внесённого миссис Бакеланд в успехи своего мужа, она приобрела и определённую самостоятельную известность картинами маслом.
На конкурсе среди выпускников четырёх бельгийских университетов, окончивших их в течение предыдущих трёх лет, Бакеланд выиграл первое место по химии в 1887 году. Благодаря этому он получил звание лауреата по химии, золотую медаль и стипендию для посещения учебных заведений других стран. Таким образом, в 1889 году, в возрасте 26 лет, Бакеланд посетил Университетский колледж Лондона, Оксфордский университет и Эдинбургский университет. После этого Бакеланд вместе с молодой женой отправился в плавание в США, где он планировал потратить некоторое время на продолжение своих исследований, в частности, на предмет химических процессов в фотографииKettering Ch.F. Leo Hendrik Baekeland (1863—1944) // National Academy оf Sciences of the United States оf America. Biographical Memoirs, 1946, V. XXIV, p. 281—302..
Начало работы в США По прибытии в Нью-Йорк Бакеланд познакомился с Ричардом А.Энтони из «Е.&Н. Т.Anthony and Company», производителем фотографических материалов. В свою очередь Ричард Энтони представил его Чарльзу Чендлеру, профессору химии Колумбийского университета, который был консультантом по химии в компании «Е.&Н. Т.Anthony and Company» и как полный энтузиазма фотограф-любитель, был добавлен в Фотографический Бюллетень опубликованный этой компанией. Профессор Чендлер, будучи чрезвычайно впечатлённым способностями Бакеланда, убедил его остаться в Соединённых Штатах Америки и применить свой талант для решения проблем в химической индустрии. Приняв предложение профессора Чендлера, Бакеланд телеграфировал о своей отставке на факультет Гентского Университета. Министр образования Бельгии, приняв отставку Бакеланда, разрешил ему сохранить почётное звание младшего профессора Гентского Университета.
В 1891 году «Е. и Н. Т.Anthony and Company» (производитель сухих пластинок и бромидной бумаги для фотоснимков, в последующем объединившаяся с «Scoville Company» для создания «Ansco Company») предложила Бакеланду должность химика на своей фабрике, он принял предложение. Однако, в 1893 году, два года спустя после того, как Бакеланд начал работать на «Е. & Н. Т. Anthony and Company», он подал в отставку и начал заниматься независимыми консультациями и исследованиями по химии. Главным образом он планировал посвятить своё время совершенствованию химических процессов, которые он разработал, и, как он сказал позже, он сделал ошибку, рассеивая своё внимание на слишком большое количество предметов одновременно. Но на этом этапе жизни его постигла серьёзная болезнь. Это привело к решению, которое Бакеланд выразил следующими словами:
Начало предпринимательской деятельности После своей отставки Бакеланд решил основать «Nepera Chemical Company» в городе Йонкерс при финансовой и административной поддержке Леонарда Якоби, и начать производить бумагу и химические реактивы для фотографии в небольших масштабах. Один из типов такой бумаги был назван «Velox»Some peculiarities of Velox paper. Wilson’s Photographic Magazine,34, 51.Developing formulae for Velox papers. Wilson’s Photographic Magazine, 34, 228.Impure sulphite and Velox developing. Wilson’s Photographic Magazine, 34, 394, позже ей было предназначено стать широко используемой и принести финансовую прибыль, что сделало Бакеланда свободным и дало ему возможность совершить другие выдающиеся открытия. Из-за разницы в процессе печати бумага «Velox» пользовалась спросом, однако сначала она не вызвала широкого интереса, вследствие чего в связи с депрессией 1893 года новая компания пережила очень трудный период. Бакеланд сказал однажды, что этот период был как «несколько лет тяжёлой работы без единого дня отдыха и постоянные сомнения, пройду ли я через всё это или нет». В дополнение он сказал:
В значительной степени благодаря любителям, которые, как сказал Бакеланд, «испытывая трудности при воспроизведении, наконец начали следовать нашим инструкциям по печати» — продажи новой фотобумаги постепенно росли и к 1899 году этот бизнес стал настолько успешен, что «Eastman Kodak Company» выкупила доли Бакеланда и Якоби на очень щедрых условиях.
Финансовая свобода После продажи своей доли бизнеса по производству фотобумаги компании «Eastman», Бакеланд купил дом для своей семьи и землю в имении в Северном Йонкерсе, известном под названием «Snug Rock» («Укромный утёс»). Дом, расположенный высоко над рекой Гудзон, можно было разглядеть через береговые скалы с западного берега. Об этом периоде своей жизни Бакеланд сказал следующее:
Время от времени Бакеланд нанимал несколько ассистентов для своей работы, но самым выдающимся из его помощников была его жена, которая взяла на себя ответственность по сохранению его достижений, и с которой он советовался по многим возникающим у него проблемам и делам.
В это время Бакеланд стал интересоваться электрохимией. Это произошло потому, что он начал сталкиваться с электрохимическими явлениями — эта область науки в его студенческие годы была ограничена явлением осаждения нескольких металлов из водного раствора с помощью электрического тока и с того времени стала важной отраслью химической индустрии. Позже этот способ был положен в основу таких процессов, как выделение алюминия из алюминиевых руд, производство карбида кремния и графита, получение карбида кальция, производство натрия и упрощения получения важных сложных соединений из этого металла, таких как цианид натрия. Благодаря заинтересованности Бакеланда в данной сфере, в 1900 году он решил посетить Германию для, как он это назвал, «напоминания» о науке электрохимии. Он провёл там всю зиму в лаборатории по электрохимии Технологического института Шарлоттенбурга, освежая свои знания по этому предмету. И когда он вернулся в Йонкерс, установил в свою лабораторию электрохимическое оборудование для последующих исследований. Эти события совпали с изобретением электролитической ячейки Таунсендом (см. раздел 2.2). Позже Бакеланд приобрёл поместье «Coconut Grove» («Кокосовая роща») во Флориде, где он жил большую часть зимы.
Продолжение предпринимательской деятельности на основе новых изобретений. Патенты После изобретения бакелита (см. раздел 2.3) Бакеланд задумался о коммерчески выгодном производстве нового материала для тех, кто в нём нуждается и сказал по этому поводу:
Таким образом, смола бакелит, производимая для розничной продажи, могла становиться мягкой при нагревании, но при дальнейшем увеличении температуры становилась твёрдой и нерастворимой субстанцией, прочной, с превосходными электроизоляционными свойствами, устойчивой к высоким температурам и воздействию химикатов. Из-за этого материал стал очень важным для применения в различных сферах, главным образом как замена эбонита (твёрдого каучука) и шеллака в электротехнической отрасли и промышленном дизайне в тех областях, где их использование давало неудовлетворительный результат. Например, в изготовлении системы зажигания для автомобилей бакелит послужил очень полезным материалом для изготовления такой необходимой её части, как распределительная головка. До появления бакелита для литья распределительных головок использовали эбонит, что приносило проблемы всякий раз, когда окружающие условия приводили к нагреванию головок. Распределительные головки, отлитые из бакелита, были прочными и не меняли своих свойств при изменении температурыThe use of bakelite for electrical and electrochemical purposes. Trans. Am. Electrochem. Soc, 75, 593..
Хотя первые изделия в соответствии с организацией поточного производства бакелита были изготовлены в Йонкерсе, в 1910 году в Перт-Амбое была основана компания с названием «General Bakelite Company» (позже «Bakelite Corporation»), которая была организована для производства и дистрибуции сырья для изготовления бакелита по этапам и где Бакеланд был президентом и поднимал дух компании со времён её становления и до 1939 года, когда произошло её слияние с «Union Carbide and Carbon Corporation». Тем не менее, благодаря продуманной организации и тщательному выбору партнёров у Бакеланда был достаточно свободы от рутинных дел и проблем бизнеса, благодаря чему мог посвящать своё время исследованиям, а также многочисленным научным, патриотическим и образовательным нуждам, которые возникали перед ним.