Materiallar və istehsal

Dəmir dövründə, şəhər inkişafının əsas elementləri olan bu gün tanıdığımız sement, əhəng və bitum kimi bir çox materiallar yarandı. Bu dövrdə, böyük şəhərlərdə əhalinin getdikcə şəhərləşməyə başlaması ilk düzgün yolların inşa edilməsinə gətirib çıxardı.
Təxminən 500 il əvvəl kimya ciddi bir fəaliyyət sahəsinə çevrildi. Bu dövrdə təbii olaraq meydana gələn metallardan başqa yeni elementlər müəyyənləşdirilir və xassələri araşdırılırdı, lakin hələ də tam başa düşülməmişdi. İnsanlar maddələrin xassələrini təyin edən elmi hələ də çox qiymətləndirməmişdilər və nə qədər fərqli element olduğu bəlli deyildi.
Digər bir əhəmiyyətli proses vulkanlaşdırılmış rezin (yüksək temperaturda kükürd əlavə edərək bərkimiş, daha davamlı rezin) 1843-cü ildə Charles Goodyear tərəfindən əldə edildi. Bu isə pnevmatik (hava boşluğu olan; təzyiq altında qaz və ya hava ilə işlədilir) şinlərin əldə edilməsinə gətirib çıxardı və sonradan məişət əşyalarının istehsalında önəmli rolu olan polimer və plastik sənayelərinin açılmasına səbəb oldu. 1867-ci ildə Alfred Nobel tərəfindən dinamitin kəşfi və daha sonra digər partlayıcı maddələr yeraltındakı filiz və mineralları çıxarmaq üçün bir vasitə kimi dağ-mədən sahəsinin sürətlə inkişaf etməsinə səbəb oldu.

İlk süni boyanın, bənövşəyi rəngin sintezi 1856-cı ildə meydana gəldi və daha sonra “mauveine” (sintetik boya) adlandırıldı. Bu, əslində süni kinə düzəltməyə çalışan 18 yaşlı William Perkin tərəfindən təsadüfi olaraq kəşf edildi. Mavi və bənövşəyi piqmentlər tarixən inanılmaz dərəcədə nadir idi və “mauveine” yüksək tələbatla qarşılanırdı. Onun inkişafı üzvi kimya və əlaqəli boyalar və piqmentlərin istehsalına dair daha bir araşdırma sahəsi yaratdı. Dünyanın ən böyük üzvi kimya şirkətlərindən bəziləri boya istehsalına olan tələbat səbəbindən hazırda bu istiqamətdə fəaliyyət göstərməkdədir.
Kimyəvi birləşmələrin istifadəsinin sürətlə artmasına baxmayaraq kimyəvi elementlər 1870-ci ilə qədər sistematik şəkildə deyildi. 1870-ci ildə “Dimitri Mendeleyev” bütün məlum kimyəvi elementləri sistematik bir şəkildə dövri sistemə yerləşdirdi. Dövri sistem ümumi kimyəvi xassələrə əsaslanaraq hazırlandı. Bütün məlum atom növlərinin qısa, məlumatlı sistemi bu gün də kimyanın öyrənilməsində ən zəruri vasitədir.
Harold Kroto, Richard Smalley, James Heath, Sean O’Brien və Robert Curl Rice Universitetində karbonun yeni bir formasını kəşf etdilər. Kroto, Curl və Smalley, daha sonra 1996-cı ildə “füllerenlər”- karbon atomlarının tamamilə yeni bir düzülüşünü, top şəkilli qəfəsə bənzər bir quruluşunu kəşf etdiklərinə görə kimya sahəsində Nobel mükafatına layiq görüldülər. Bu quruluş cisimlərin dizaynında və bir sıra biomedikal tətbiq sahəsində faydalı oldu.
Bu tədqiqat sahəsi də karbon nanotüplərinin inkişafına səbəb oldu. Karbon nanotüpləri, ultra-güclü, olduqca yüngül materiallar hazırlamaq üçün istifadə olunur (məsələn, təyyarələrdə istifadə edilir).

Unikal xüsusiyyətlərə malik olan digər bir karbon forması isə qrafendir. Qrafen, sərbəst karbon atomlarından hazırlanmış karbonun çoxatomlu təbəqəsidir, olduqca sərt, poladdan 200 qat daha güclü, ultra yüngül, elastik və əla ötürücü xassələrə malikdir. Elm adamları qrafitin (karbonun təbii allotropik modifikasiyası) karbon atomlarından ibarət olduğunu bilsələr də, yalnız 2004-cü ildə professorlar Andre Geim və Kostya Novoselov qrafen hazırlamaq üçün tək bir təbəqəni ayıra bildilər. Daha sonra bu kəşflərinə görə 2010-cu ildə Nobel mükafatına layiq görüldülər. Qrafen, digər böyük kimyəvi kəşflər kimi gündəlik həyatımızda o qədər də məşhur deyil – bu, daha çox “Qrafen gələcəkdə sizin üçün nə edəcəkdir?” sualını yaradır. Belə ki, qrafen unikal xassələri ilə elektronika, materiallar, enerji texnologiyası və biotibbi tətbiqetmələr də daxil olmaqla bir çox sahələrə böyük təsir göstərmək potensialına malikdir.