12 اختراعًا مذهلً
اكتُشف بعض أعظم الاختراعات والاكتشافات العلمية بالمصادفة. فمثلاً أين كنا سنصبح حالياً لو لم يكن مكتشف البنسلين، ألكسندر فليمنغ Alexander Fleming، قد غادر في إجازة في العام 1928 وعاد ليجد فطراً يقتل البكتيريا في أطباق مختبره؟
يفيض التاريخ بأمثلة مشابهة لاكتشاف فليمنغ غير المتوقع. مثل أوراق الملاحظات المتواضعة من نوع بوست إت Post-it Note، التي ابتكرها الدكتور سبنسر سيلفر Spencer Silver في العام 1968. أدت تجاربه لصنع مواد لاصقة قوية بدلاً من ذلك إلى مادة تفتقر إلى قوة لصق الغراء، ولكن يمكنها الالتصاق بالأسطح ونزعها عنها بسهولة. التفلون Teflon هو منتج آخر اكتُشف بالمصادفة. في العام 1938، كان الدكتور روي جي بلونكيت Roy J. Plunkett يُجري تجاربه على غازات التبريد المختلفة، بما في ذلك رباعي فلورو الإيثيلين Tetrafluoroethylene (اختصاراً: المركَّب TFE). في إحدى الثلاجات، بدا كأن الغاز اختفى، ولكن بعد مزيد من التمحيص وجد بلونكيت أن رباعي فلورو الإيثيلين قد تبلمر إلى مسحوق أبيض يسمى متعدد رباعي فلورو الإيثيلين Polytetrafluoroethylene (اختصاراً: المركَّب PTFE). كانت هذه المادة الجديدة زلقة جداً ولها نقطة انصهار عالية، مما يجعلها مثالية لصنع أدوات المطبخ غير الملتصقة. تحققت بعض الاكتشافات بعد وصول الاختراع بالفعل إلى رفوف الأسواق المركزية. يثبت ذلك أن مجرد صُنع منتج بعينه لغرض ما لا يعني أنه لا يمكن استخدامه بنجاح أكبر لغرض آخر. إليكم بعض المنتجات الأشهر في العالم، والتي لأصولها قصص مثيرة للدهشة.
أدرجت موسوعة غينيس للأرقام القياسية التفلون Teflon باعتباره أزلق مادة على وجه الأرض.
العِلم وراء السلنكي
تقول القصة إن مخترع السلنكي Slinky، ريتشارد تي جيمس Richard T. James، اكتشف أول مرة الاستخدام الترفيه
ي لهذا الزنبرك المعدني في أثناء عمله مهندساً على بارجة بحرية في أوائل أربعينات القرن العشرين. كان جيمس يطور ملفات من المعدن تسمى نوابض الشد Tension springs، والتي كانت تُستخدم على سفن المحيط لتثبيت المعدات الموجودة على متنها في مكانها. وفي أثناء عمله في مكتبه، سقط أحد هذه الزنبركات وبدأ “يمشي”. نظراً إلى إمكانية تسويق نوابض الشد كلعبة، فقد
أخذ الفكرة إلى المنزل لزوجته بيتي، التي أطلقت عليها اسم “سلنكي” بعد البحث في القاموس.
في العام 1945 أتم جيمس تصميم السلنكي، التي تتألف من نحو 24 م من الأسلاك الملتفة في صورة زنبرك حلزوني بطول 5سم. في العام التالي تقدم جيمس بطلب للحصول على براءة اختراع لآلة يمكنها صنع السلنكي في 10 ثوانٍ فقط. صار السلنكي لعبة رائجة اعتباراً من منتصف إلى أواخر القرن العشرين، وفي العام 2000 انضمت إلى قاعة الألعاب الوطنية الشهيرة National Toy Hall of Fame، بعد أن بِيع منها أكثر من 250 مليون وحدة.
فيزياء السلنكي
كيف ينزل هذا الزنبرك الشهير درجات السلم
السيد سيلوفان
في أدراج مطابخ عدد لا يحصى من المنازل حول العالم، ستجد على الأرجح لفة من ورق التغليف، أو السيلوفان Cellophan
e. وجدت هذه اللفة البلاستيكية الشفافة منذ العام 1908، عندما ابتكر الكيميائي السويسري جاك إي براندنبرغر Jacques E. Brandenberger غشاء مضاداً للماء مخصصاً لتغطية الأقمشة.
ظهر الغشاء بعد أن وضع براندنبرغر طبقة من الرايون الفسكوزي السائل على المواد ثم نزع الطبقة الشفافة. اكتشف الرجل إمكانات هذه المادة الجديدة في صناعة التعبئة والتغليف، وحصل على براءة اختراع لابتكاره “السيلوفان”، التي اشتق اسمها من المادة الخام، السليلوز Cellulose- وهي المادة الرئيسة لجدران الخلايا النباتية- والديافان Diaphane، وهي كلمة عتيقة بمعنى شفاف.
ورق الحائط وغلاف الفقاعات
أغلفة الفقاعات مرادفة لإرسال الطرود أو حماية ممتلكاتك الثمينة. ومع ذلك، في خمسينات القرن العشرين، كان الأقرب احتمالاً أن تراها تغطي جدرانك وليست محشورة في صندوق. كانت فكرة غلاف الفقاعات من بنات أفكار ألفريد فيلدنغ Alfred Fielding ومارك شافان Marc Chavannes، اللذين حاولا صنع ورق حائط مزخرف في العام 1957. بعد أن سخنا صفيحتين من ستارة الدش البلاستيكية معاً، صنع الباحثان ملاءة واحدة بها عدة فقاعات هوائية محتجزة. حصل المخترعان على عديد من براءات الاختراع لابتكارهما، وحاولا تسويقه كخلفية وحتى كعازل لغازات الدفيئة، لكن غلاف الفقاعات لم يُستخدم كديكور داخلي. أسس المخترعان شركة سيلد إير Sealed Air Corporation في العام 1960، وفي العام التالي نوَّعا منتجاتهما كمواد للتغليف، والتي سرعان ما لاقت رواجاً.
صنع لفافة الفقاعات
كيف يحوَّل البلاستيك من كريات إلى مواد تغليف يمكن فرقعتها
1 حبيبات بلاستيكية
2 التسخين
3 امتصاص
4 احتجاز الهواء
5 التقطيع بحسب الحجم المطلوب
منظف بلاي-دو
هرست أصابع الأطفال حول العالم نحو 318 مليون كغم من البلاي-دو Play-Doh. لكن هل تعلم أن الــ بلاي-دو قد اختُرع في البداية كأداة للتنظيف وليس كلعبة؟ صَنعت هذه المادةَ اللدنة شركةُ التنظيف كوتول Kutol التي يقع مقرها في ولاية سينسيناتي في أوائل القرن العشرين. تمثَّل الغرض من استخدامها في إزالة السخام من ورق الحائط، والذي يتراكم بسبب مواقد الفحم. ولكن مع ظهور ورق الحائط الذي يمكن مسحه والمصنوع من الفينايل وانتشار تدفئة المنازل بالزيت والغاز والكهرباء، سرعان ما تراجعت الحاجة إلى عجينة كوتول. يعود سبب تغيير استخدامه التجاري إلى أخت زوجة المؤسس المشارك لشركة كوتول، التي اقترحت أن مكونات المعجون غير السامة تعني أنه مثالي للعب.
أجهزة المشي العقابية
بعد التهام وجبة سريعة، قد يبدو القفز على جهاز المشي Treadmill في الصباح كأنه تكفير عن جريمة. لكن هذا هو بالضبط ما صُنعت من أجله أجهزة المشي في أوائل القرن التاسع عشر. توجد أمثلة على ابتكارات شبيهة بجهاز المشي منذ أن صنع الرومان رافعات كبيرة يحركها أشخاص يسيرون على عجلة. لكن الآلة الحديثة ظهرت في القرن التاسع عشر.
كطريقة قاسية للتمرين القسري، بدأ تطور جهاز المشي في العام 1818، عندما ابتكر المهندس المدني ويليام كوبيت William Cubitt عجلة المشي Treadwheel. لم يكن القصد منها تحسين اللياقة البدنية للجمهور، بل معاقبة السجناء.
ثُبِّتت عجلة المشي في سجن بريكستون بلندن، حيث دارت تحت أقدام ما يصل إلى 24 سجيناً، الذين يدوس كل منهم على الشرائح الخشبية لعجلة طويلة. اشتملت العجلة على فواصل حتى لا يتمكن السجناء من الاختلاط معاً، وقد يستغرق الأمر 10 ساعات قبل أن ينزلهم حراس السجن من آلة التعذيب هذه. وعلى الرغم من أن اختراع العجلة قد صُمم في البداية كعقوبة، فإن مسؤولي السجن استخدموها بمرور الوقت لضخ المياه أو لطحن الذرة.
لم تُلغَ أجهزة المشي العقابية، مثل اختراع كيوبت، في بريطانيا حتى العام 1902، لكن تقنية جهاز المشي واصلت تطورها للاستخدام في اللياقة الشخصية.
فتاحة زجاجات وليدة المعارك
على الرغم من أن الأصل الدقيق لفتاحة السدادات الفلِّينية Corkscrew لا يزال غير واضح، فإنه يُعتقَد أن تصميمها تطوَّر من “ديدان البنادق” Gun worms. شاع استخدام هذه البراغي (المسامير) العسكرية في القرن السابع عشر لاستخراج طلقات
الرصاص العالقة في ماسورة البندقية. تلتف الأجهزة الشبيهة بفتاحة السدادات حول الطلقة الرصاصية، مما يمكِّن الجندي من نزعها بسرعة.
يُعتقد أن هذه الأداة العسكرية ألهمت الجيل الأول من “ديدان الفلين” البسيطة لفتح زجاجات الشراب. وفي العام 1795، تقدم القس البريطاني صموئيل هنشال Samuel Henshall بطلب لأول براءة اختراع لفتاحة السدادات الفلِّينية.
عمليات بالمنشار السلسلي
تُعتبر المناشير السلسلية Chainsaws فعالة جداً في تقطيع الخشب، ولكن في أواخر القرن الثامن عشر، كانت تمزق العظام وليس لحاء الشجر. بدأ تطور المنشار السلسلي بين العامين 1783 و1785، عندما اخترع طبيبان إسكتلنديان هما جون آيتكين
John Aitken وجيمس جيفري James Jeffrey المنشار السلسلي اليدوي Chain hand saw. استخدم جنزير الربط المسنن هذا لقص العظام المريضة بنجاح واستئصال المفاصل المصابة مثل الركبة أو المرفق. بمرور الزمن طُوِّر تصميم آيتكين وجيفري البسيط، وفي العام 1830 ابتكر بيرنهارد هاينه Bernhard Heine محركاً يشبه النسخة الحديثة.
يُعرَف جهاز هاينه باسم مبضع العظام Osteotome، ويستخدم أيضاً سلسلة مسننة، ولكنه يتضمن آلية لمقبض. يعمل المبضع بطريقة مماثلة للمضارب الدوارة التي تعمل بالطاقة اليدوية، ولكن بدلاً من خفق البيض، يمكنها قطع العظام بدقة وسرعة. يُمكن مبضع العظم الجراحين من إجراء العمليات الجراحية من دون مشكلات شظايا العظام أو إتلاف الأنسجة المحيطة.
انتقل المنشار السلسلي من العظام إلى اللحاء عندما حصل المخترع الأمريكي صمويل جيه. بنس Samuel J. Bens على براءة اختراع أول “منشار سلسلي لامتناهٍ” في العام 1905. تألف الجهاز الثابت من سلسلة مُخفاة كبيرة، ودائرية، و“لا نهاية لها”، وقد “زودت بقوة دافعة، مثل محرك بخاري، أو محرك غازي، أو محرك من أي نوع”.
دبليو دي فورتي
إنه الآن منتج منزلي في معظم أنحاء العالم، ولكن دبليو دي فورتي WD-40 صُنع في البداية لمساعدة صناعة الطيران كحل للوقاية من الصدأ. استغرق الأمر من مخترعي WD-40، وهم شركة روكيت الكيماوية Rocket Chemical Company، نحو 40 محاولة لإتقان صيغة إزاحة الماء هذه، ومن هنا جاءت التسمية. استُخدم المنتَج لتغطية الطبقة الخارجية
لصاروخ أطلس، وهو
أول صاروخ باليستي عابر للقارات يستخدمه سلاح الجو الأمريكي لمنعه من التآكل.
نظراً إلى إمكانياته كمنتج منزلي وأداة مفيدة لميكانيكي السيارات، بيع WD-40 في الأسواق المركزية في العام 1958.
على الرغم من إتقانها مبدئياً في العام 1953، فإن الصيغة نفسها لـ WD-40 لا تزال قيد الاستخدام حتى اليوم. الآن يمكن العثور على العلب الأيقونية ذات اللونين الأزرق والأصفر بالملايين حول العالم، وفي العام 2020، بلغت عائدات شركة WD-40 نحو 408.5 مليون دولار (295 مليون جنيه إسترليني).
الاستخدامات العديدة للِّيسترين!
بخلاف توفير شعور بارد ومنعش في الفم، صُنع الليسترين Listerine كمحلول مطهر في غرفة العمليات. سميت على اسم مخترعها، السير جوزيف ليستر Joseph Lister، مؤسس ممارسة الطب المعقم، ومزجت التركيبة الكحولية في العام 1879 لقتل
الميكروبات المسببة للأمراض وكانت مطهراً جيداً للأدوات الجراحية. كما استُخدمت كحل لعلاج الجروح وعلاج قشرة الرأس وتنظيف الأرضيات. في نهاية المطاف، بدأ أطباء الأسنان يستخدمون الليسترين في تحسين نظافة أفواه مرضاهم. وفي عشرينات القرن العشرين، أدت حملة تسويقية وصفت الليسترين كعلاج للبَخَر Halitosis (رائحة الفم الكريهة)، إلى جعله غسول الفم المفضل لدى الجمهور.
إعادة نمو الشعر باستخدام روغين
في ستينات القرن العشرين، ابتكرت شركة أبجون Upjohn للأدوية، التي أصبحت الآن جزءاً من شركة فايزر Pfizer، نوعاً جديداً من الأدوية لعلاج ارتفاع ضغط الدم. أُطلق على هذا الدواء اسم مينوكسيديل Minoxidil وأثبت شعبيته بين الأطباء، إلى درجة أن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية Food and Drug Administration (اختصاراً: الوكالة FDA) وافقت عليه كبروتوكول طوارئ للمرضى
الشديدي الاعتلال في العام 1971. واكتشف لاحقاً أن 60 إلى %80 من مرضى ارتفاع ضغط الدم قد ظهر لديهم أثر جانبي غير عادي يسمى فرط الشعر Hypertrichosis. ينتج عن هذه الحالة نمو مفرط للشعر في أي مكان من جسم الإنسان. سرعان ما وجد الباحثون أن المينوكسيديل يحفز نمو جريبات الشعر. نتيجة لذلك، وفي العام 1988، طُرح “محلول روغين %2 مينوكسيديل للرجال” الجديد كعلاج يصرف بوصفة طبية فقط لتساقط الشعر الوراثي.
تحفيز إعادة النمو
كيف ينمو شعرك وكيف يعزز المينوكسيديل نمو الجريبات
