William Perkin

William Henry Perkin là một nhà hoá học người Anh. Năm 18 tuổi, ông đã tìm ra mauveine – một loại thuốc nhuộm màu tím. Đây là một phát minh vô cùng vĩ đại vì thời đó, thuốc nhuộm màu tím rất đắt tiền nên quần áo màu tím chỉ dành riêng cho tầng lớp tinh hoa. Ngoài ra, Mauveine cũng là loại thuốc nhuộm hoá học đầu tiên được sản xuất đại trà và kéo theo sau đó, hàng chục loại thuốc nhuộm khác đã ra đời. Phát minh của Perkin đã mở ra cuộc cách mạng thuốc nhuộm hoá học trên toàn thế giới, qua đó giúp thay đổi ngành dệt may, thực phẩm và y học.

William Henry Perkin sinh ngày 12 tháng 3 năm 1838 tại London, Anh trong một gia đình theo đạo Anh giáo. Ngay từ khi còn nhỏ, ông đã bộc lộ trí tuệ thông thái cùng tính hiếu kì, sự ham học hỏi và khát khao khám phá mọi thứ. Đến năm 12 tuổi, sau khi được một người bạn giới thiệu về các thí nghiệm hoá học cơ bản cùng hình ảnh của một số tinh thể, ông đã ngay lập tức bị thu hút và quyết tâm đi theo con đường nghiên cứu hoá học. Năm 13 tuổi, Perkin đăng ký vào Trường nam sinh City of London và cha ông đã mua đồ để ông có thể thực hiện các thí nghiệm tại nhà. Một năm sau, William viết thư cho Michael Faraday – một nhà hoá học người Anh, đề nghị được tham dự các bài giảng của ông tại Viện Hoàng gia Anh. Faraday đã đồng ý và từ đó, Perkin đến lắng nghe các bài giảng của Faraday vào chiều thứ bảy hàng tuần.

TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÓA HỌC HOÀNG GIA

Năm 1853, khi William 15 tuổi, ông đã đăng kí vào trường Cao đẳng Hóa học Hoàng gia bất chấp sự phản đối kịch liệt từ phía gia đình. Tuy nhiên, sau khi gặp Hiệu trưởng của trường – nhà hóa học người Đức nổi tiếng August Wilhelm von Hofmann, gia đình ông đã bị thuyết phục và dần chấp nhận cho ông theo học tại đây. 

Đến năm 1854, ở tuổi 16, William đã lập một phòng thí nghiệm tại nhà để thực hiện các dự án nghiên cứu của riêng mình. Tại trường cao đẳng, ông phát triển tài năng mạnh mẽ dưới sự bảo trợ của Hofmann và đã xuất bản bài báo nghiên cứu đầu tiên của mình vào năm 1855 với tựa đề: “Về tác động của clorua cyanogen lên naphthylamine”.

MÀU TÍM CHO TẤT CẢ MỌI NGƯỜI

Sơ lược về màu tím đương thời

Trước khi phát minh của Perkin ra đời, trang phục màu tím gắn liền với sự cao quý, trang trọng của tầng lớp tinh hoa. Bởi thuốc nhuộm màu tím tự nhiên – Tyrian purple, được làm từ tuyến chất nhầy của một loài ốc biển săn mồi. Phải sử dụng đến hàng chục nghìn con ốc mới có thể tạo ra một lượng thuốc nhuộm rất nhỏ và bản thân quá trình sản xuất cũng rất phức tạp. Do vậy, chỉ có người của Hoàng gia, tầng lớp quý tộc và những người có công trạng lớn đối với đất nước mới có thể khoác lên mình bộ trang phục màu tím.

Màu tím được chiết xuất từ chất nhầy của ốc biển – Nguồn: wearethemighty.com

Phát hiện tình cờ

William Perkin mới chỉ vừa tròn 18 tuổi khi ông tình cờ có được khám phá thay đổi cuộc đời, khi đang nghỉ lễ Phục Sinh năm 1856, trong phòng thí nghiệm tại nhà của mình. Perkin đã sử dụng aniline (C6H5NH2) – một trong những hợp chất hóa học được tìm thấy trong hắc ín – chất bùn đen còn lại sau khi than được đốt nóng để sản xuất khí gas. Perkin hy vọng sẽ sử dụng aniline làm điểm khởi đầu để tổng hợp quinine (C20H24N2O2)- một hợp chất tự nhiên vô cùng đắt tiền được sử dụng để điều trị sốt rét. Tại thời điểm đó, căn bệnh sốt rét là một vấn đề nhức nhối ở phương Tây, bao gồm cả nước Anh.

Perkin đã oxy hóa aniline trong axit sulfuric (H₂SO₄) bằng kali dichromat (K2Cr2O7) và thu được một chất màu đen. Rõ ràng, đây chắc chắn không phải là quinine như ông mong đợi. Nhưng với sự tò mò của mình, nên thay vì vứt bỏ chất màu đen này, ông đã giữ lại để nghiên cứu và phát hiện ra một loại thuốc nhuộm màu tím. Đến nay, trên trang giấy trong những cuốn sổ tay thí nghiệm của Perkin, vẫn còn tồn tại những dấu vân tay màu tím do ông để lại.

Trong bài giảng Cantor năm 1868, William Perkin đã kể lại về phát hiện tình cờ này như sau: “Tôi đã cố gắng biến đổi một chất bazơ nhân tạo thành hợp chất quinine tự nhiên. Nhưng thí nghiệm của tôi, thay vì cho ra hợp chất quinine không màu, thì lại tạo nên một loại bột màu đỏ. Với mong muốn hiểu được kết quả đặc biệt này, tôi đã sử dụng một bazơ khác có cấu trúc đơn giản hơn là aniline, và thu được một sản phẩm màu đen hoàn hảo. Chất này sau đó được tinh chế và sấy khô, khi hoà tan với rượu mạnh (ethanol) đã tạo nên thuốc nhuộm màu tím.”

Liệu có đem lại giá trị không?

Perkin đã cho anh trai Thomas và Arthur Church – một người bạn cùng trường cao đẳng, xem loại thuốc nhuộm màu tím của mình. Ngay lập tức, cùng nhau, họ sản xuất thêm thuốc nhuộm, sau đó sử dụng để nhuộm một số mảnh vải lụa. Họ đã rất vui khi thấy lụa chuyển sang màu tím vô cùng đẹp mắt, tươi sáng. Hơn nữa, màu nhuộm cũng rất ổn định trên vải: không bị trôi đi khi giặt bằng xà phòng với nước, và không bị đổi màu dưới ánh nắng. Lúc đầu, Perkin đặt tên cho thuốc nhuộm là ‘aniline purple’ hay ‘Tyrian purple’. Sau đó, các nhà hóa học đã đặt tên lại là mauveine.

Một mẫu vải do William Perkin nhuộm bằng mauveine năm 1860 – Nguồn: researchoutreach.org

William và anh trai Thomas tiếp tục nghiên cứu mauveine và sản xuất với số lượng lớn hơn. Một người bạn của Thomas đã kể cho ông nghe về một nhà máy sản xuất vải có độ uy tín cao tại thị trấn Perth, Scotland. Vì vậy, William gửi cho chủ sở hữu nhà máy một số mẫu vải màu tím ông tự nhuộm. Chẳng bao lâu sau, ông nhận được hồi âm rất nhiệt tình từ Robert Puller – chủ nhà máy gần đây đã sản xuất lụa cho Nữ hoàng Victoria. Puller nói với Perkin rằng nếu loại thuốc nhuộm mới của ông không có giá quá đắt đỏ, thì đây sẽ là một trong những phát minh có giá trị nhất thời đại.

Vào tháng 8 năm 1856, Perkin đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho phát hiện của mình. Trong lá đơn, William Perkin đã viết: “Bản chất phát minh của tôi là sản xuất ra một loại thuốc nhuộm mới để nhuộm màu tím cho các loại vải lụa, cotton, len, hoặc các loại vải khác theo cách sau…”

Sự tức giận của Hofmann

Perkin đã kể cho Hofmann về khám phá của mình và nói rằng ông sẽ rời đại học để đưa khám phá của mình lên một tầm cao mới là sản xuất công nghiệp. Hofmann giận dữ nói với Perkin rằng ông thật ngu ngốc khi bỏ học vì một thứ tầm thường như vậy và gọi loại thuốc nhuộm mới này là “bùn tím”. Ông nói rằng Perkin sẽ có nguy cơ trở thành kẻ bị ruồng bỏ trong giới khoa học. Tuy nhiên, khi Perkin 19 tuổi, ông đã được bầu làm thành viên chính thức của Hội Hóa học London.

Màu tím mới là xu hướng

Vào tháng 6 năm 1857, cha của William Perkin đã đầu tư toàn bộ số tiền của mình vào dự án màu tím và bắt đầu xây dựng nhà máy sản xuất mauveine. Trong khi đó, William giải quyết vô số các vấn đề về hóa học, kỹ thuật phát sinh trong sản xuất. Đây quả là một thành tích lớn lao đối với một chàng trai trẻ như vậy.

Việc sản xuất mauveine quy mô lớn của Perkin diễn ra trong thời điểm không thể thuận lợi hơn. Vào nửa cuối năm 1857, Hoàng hậu cuối cùng của Pháp, Eugénie – người được mệnh danh là người phụ nữ sành điệu nhất thế giới lúc bấy giờ, bắt đầu khoác lên mình những bộ y phục màu tím, mà theo tiếng Pháp là “mauve” (màu hoa cà). Tiếp đó, vào tháng Giêng năm 1858, Nữ hoàng Victoria của Anh cũng đã mặc bộ váy màu hoa cà đến tham dự đám cưới của công chúa Vicky. Ngay lập tức, những phụ nữ sành điệu trên khắp châu Âu đều yêu cầu các bộ trang phục màu hoa cà. Điều này đã giúp Perkin nhanh chóng trở nên giàu có.

Thêm nhiều khám phá

Phát minh của Perkin đã tạo ra một làn sóng mới trong giới hóa học. Nhiều nhà hoá học đương thời không ngừng thử nghiệm để cố gắng sản xuất các loại thuốc nhuộm mới. Cuối cùng, hàng ngàn loại thuốc nhuộm hoá học được ra đời và thương mại hóa. Bản thân Perkin cũng đã tạo ra ‘Britannia violet’ và ‘Perkin’s green’ cùng một số loại thuốc nhuộm khác.

Vào tháng 12 năm 1873, Perkin bán nhà máy nhuộm của mình. Ông tiếp tục nghiên cứu về hóa học hữu cơ, trong đó quan trọng nhất là phản ứng Perkin nhằm tổng hợp axit cinnamic (C9H8O2) – một hợp chất quan trọng được sử dụng để sản xuất ester trong nước hoa và cũng như trong dược phẩm, hương liệu và thuốc nhuộm tổng hợp.

NHỮNG NGÀY CUỐI ĐỜI

William Perkin được Google vinh danh vào ngày 12/3/2018 – Kỉ niệm 180 năm ngày sinh của ông

Perkin vốn là người ăn chay, nên về sau, ông trở thành một cơ đốc nhân truyền giáo. Ông tích cực ủng hộ các quỹ từ thiện và có lối sống điều độ. Ông đã quyên tặng một số tiền lớn cho các tổ chức từ thiện bao gồm các nhà thờ và Cứu Thế Quân. Ngoài ra, ông vẫn tiếp tục sở thích thời thơ ấu của mình là chơi nhiều loại nhạc cụ.

William Perkin qua đời ở tuổi 69 tại nhà riêng của ông ở Harrow, London vì căn bệnh viêm phổi kép và vỡ ruột thừa vào ngày 14 tháng 7 năm 1907. Ông được an nghỉ tại nghĩa trang của Christ Church, ở Harrow.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Famous Scientists – Biography, Facts and Pictures