12 марта 1838 года, в семье английского строителя Перкина родился сын, названный Уильямом в честь великого драматурга Шекспира. Так настояла мама малыша, которой очень нравился театр.
Но отец не горел желанием, чтобы Перкин-младший стал завзятым театралом, а еще хуже – актером. Он прочил ему лавры архитектора, на худой конец, строителя. Но человек полагает, а Бог располагает. Еще во время обучения в школе (а дело происходило в Лондоне) Уильям не на шутку увлекся химией. Особенно ему нравились опыты, когда на глазах у изумленных учеников преподаватель получал из одного вещества другое.
Конечно, это увлечение не нравилось отцу, но сын был очень настойчив, и в 15-летнем возрасте, едва окончив школу, поступил в Королевский химический колледж, где его наставником стал Август Вильгельм фон Гофман, человек, буквально помешанный на различных опытах. Он даже дома развернул лабораторию, чтобы не отрываться от работы.
Буквально два слова о Гофмане. В 1841 году он обнаружил в каменноугольной смоле анилин и хинолин. В 1845 году выделил из каменноугольного дегтя бензол; обработкой смесью серной и азотной кислот перевёл его в нитробензол и восстановлением последнего водородом получил анилин. В том же году он создал в Лондоне Королевскийхимический колледж, где и был директором в те времена, когда в него поступил Перкин.Юноша понравился ему сразу. Прежде всего, высокой культурой проведения опытов, скрупулезностью и трудолюбием. В первый же год учебы юного Уильяма учитель предложил ему поработать своим ассистентом, то есть готовить различные химические вещества к лабораторным занятиям. Дальше – больше. На второй год Гофман только проверял, все липравильно получилось, а на третий – доверил Перкину заниматься в лаборатории даже тогда, когда его самого в ней нет. Таким образом, юноша получил возможность работать вечерами, пока за полночь его не прогонял сторож.
Уильям решил открыть новое средство для борьбы с малярией. До этого главным антималярийным препаратом считался хинин, который добывали из коры дерева. Но так как процесс его получения был очень трудоемким, получаемое средство оказывалось очень дорогим. Учитель Гофман заранее предположил, что ничего у студента не получится...
В пасхальные каникулы 1856 года, когда многие студенты разъехались по домам, а господин директор в колледже отсутствовал, Перкин занимался своей рутинной работой. В 1856 году органическая химия как наука была еще слишком слабо развита, чтобы ученый мог понять нереальность своей затеи. Он упорно проводил опыт за опытом, получая вместо хинина густую черную массу, очень похожую на деготь. Каково же было его удивление, когда из этой смолы удалось выделить вещество красивого лилового цвета.
Когда директор колледжа пришел после праздника в учебное заведение, в лаборатории его ожидал торжествующий ученик, держащий в руках колбу с ярко-лиловой жидкостью! «Ну и что с этим делать?» – спросил Гофман. «Не знаю, – пожал плечами Перкин, – я не знаю и как покажусь домой. Я случайно капнул этим веществом на свою белую сорочку, и там теперь огромное лиловое пятно, которое не отстирывается».
Так он открыл один из первых искусственных красителей - мовеин. Несмотря на юный возраст - в момент открытия ему было всего 18 лет, - Перкин был человеком решительным, предприимчивым.
Дома ему, конечно, влетело от матери, а практичный отец, повертев сорочку, задумчиво сказал: «Все, сынок, на этом твоя учеба в колледже закончилась. Ты получил то, что способно принести деньги! Скажи только, этот краситель очень дорогой, если перевести на деньги?»
Оказалось, что недорогой. А потому отец и старший брат купили участок земли в Гринфорд Грине недалеко от Лондона, на котором и построили первый не только в Англии, но и во всем мире завод по получению мовеина (так был назван краситель лилового цвета). Перкин покинул колледж к большому разочарованию Гофмана. До конца дней своих великий химик считал, что ученик совершил непростительную ошибку. Но в 1862 году, когда на Королевской выставке королева Виктория вышла к подданным в шелковом халате, окрашенном мовеином, цвет, полученный Перкиным, стал очень модным.
Следующей ступенькой для Перкина стало производство красного синтетического красителя, получаемого химическим путем с добавлением корня марены. В 1868 году химику удалось найти способ гораздо более дешевый, и он обеспечил работу своему заводу на несколько лет вперед.
Позже, когда не стало сначала отца, а потом и брата, Уильям решил отказаться от своего завода, продав его за значительную сумму. Произошло это в 1874 году, с этого времени он занимался теоретической химией, добившись некоторых успехов. В частности, его научный багаж составляет более 60 статей…
К тому времени он уже пять лет был секретарем Королевского химического общества, а спустя 9 лет стал его президентом. Но гораздо важнее для Уильяма стал тот факт, что его старший сын – Уильям Генри Перкин-младший – пошел по стопам родителя, став спустя годы профессором химии.
До тех пор люди применяли только природные красящие вещества. Добывать их научились еще в Древнем Египте. Кампешевое дерево и корни марены, сок акации и ягоды черники, цветы шафрана и резеды - вот что было источником красителей. Даже из высушенных тел насекомых кошенили получали красивый алый краситель кармин.
Знаменитый красный краситель древности - античный пурпур добывали из специальных желез особых морских моллюсков - багрянок. Доставался он очень дорогой ценой. Чтобы получить всего один грамм красителя, надо было достать из морских глубин несколько десятков тысяч раковин. Зато и ценился пурпур буквально на вес золота. Знаменитый оратор и политический деятель Цицерон, занимавший должность первого консула, носил дважды окрашенные пурпуром одежды в честь признания его выдающихся заслуг. А легендарная египетская царица Клеопатра, огромные богатства которой давали ей право на самые безрассудные поступки, в один прекрасный день приказала выкрасить пурпуром паруса своих кораблей. Один такой парус стоил увесистого золотого слитка.
История красителей хранит много интересных событий, порой курьезных, а порой и драматических. В средние века между Италией и Швейцарией даже разразилась настоящая война из-за нескольких десятков килограммов красителя шафрана.
Богата событиями история индиго - "короля" красителей. С древних пор его добывали из стеблей и листьев растения индигоферы, произрастающего в тропических странах Азии. В Европу индиго в VIII веке завезли арабские купцы, но против него дружно восстали европейские красильщики. Они красили ткани в синий цвет соком растения вайды, часто встречавшегося но берегам рек, и заморский краситель был им не нужен. В германских городах индиго при поддержке церкви объявили "новоизобретенной мошеннической едкой и разрушительной краской, называемой также дьявольской краской". Кое-где красильщики вынуждены были ежегодно давать обет не применять индиго под угрозой смертной казни. Но, несмотря на препятствия, король красителей со временем занял подобающее ему место. А в конце прошлого века вокруг индиго вновь разгорелись страсти. Немецкий химик Адольф Байер после упорных пятнадцатилетних исследований установил строение индиго и в 1882 году получил его искусственным путем. Поначалу синтетический индиго был дорогим, но уже в первые годы нашего столетия искусственный краситель стал почти в три раза дешевле натурального. Потерпевшие крах торговцы природным индиго пытались было опять с помощью церкви обрушиться теперь уже на синтетический краситель. Но проклятьями прогресса науки не остановишь. А индиго производится в больших количествах и по сей день. Особенно высоким спросом он пользуется в последнее десятилетие как лучший краситель для джинсовых тканей.
В относительно короткое время синтетические красители практически полностью вытеснили натуральные. Число их росло очень быстро и сейчас значительно превышает 10 тысяч. По своим свойствам они превосходят природные, стоят значительно дешевле, да и получать их гораздо проще. Основным сырьем для производства красителей служат продукты переработки нефти и коксования каменного угля. Исторически первые синтетические красители были получены из анилина, и со временем за ними так и осталось название анилиновых, а отрасль химической промышленности, выпускающая красители, называется анилинокрасочной. Все, что надето на вас, вплоть до пуговиц и шнурков ботинок окрашено синтетическими красителями. А что окружает вас в квартире? Мебель, шторы на окнах и обои на стенах, всевозможные изделия из пластмасс, кожаные и резиновые вещи, детские игрушки - цвет всем этим столь разным предметам тоже дают синтетические красители. Благодаря им мы смотрим цветные кинофильмы, читаем книги и журналы с яркими иллюстрациями, пишем шариковыми ручками и фломастерами всех цветов.
Как видите, окрашивать приходится очень разные по своим свойствам материалы. И каждый материал требует особенных, только для него пригодных методов крашения. А для того чтобы покрасить кожу, нужна сложная предварительная обработка. Сначала кожу несколько дней выдерживают в растворе извести в смеси с сернистым натрием для удаления волосяного покрова. После этого специальным составом производят ее обеззоливанне и смягчение. Потом кожу дубят, чтобы она стала прочной и пластичной, приобрела водоотталкивающие и противогнилостные свойства. Только после этого кожу красят в нужный цвет.
Очень интересно происходит процесс крашения изделий из анодированного алюминия. Сначала собирают электрическую цепь, в которой окрашиваемая алюминиевая пластинка служит анодом. Анод и катод опускают в разбавленную серную кислоту и начинают пропускать определенной силы электрический ток. При этом на поверхности алюминия образуется окисная пленка, которая легко окрашивается красителями. После крашения проводят процесс электрохимической полировки, в результате которого пленка затягивается и в дальнейшем не подвергается внешним воздействиям.
Большинство производимых красителей идет в текстильную промышленность для крашения тканей. При этом для различных тканей нужны разные красители: одними красят шерсть, другими - хлопчатобумажные ткани, третьими - ткани из различных синтетических волокон. Но ко всем этим красителям предъявляется одно и то же требование - давать окраску не только красивую, но и прочную. А это значит, что окраска не должна выгорать на солнце и портиться при глажении ткани утюгом, линять при стирке и оставлять следы при трении на белой ткани. Значит, краситель должен быть прочно связан с тканью. Большинство красителей удерживается на ткани за счет сил притяжения между их молекулами и волокнами ткани. Если эти силы окажутся недостаточно прочными, то окраска будет линять при стирке или во время дождя. Гораздо более прочную окраску дают недавно открытые активные красители. В их молекулах есть активная группа, которая при крашении отщепляется. При этом между красителем и волокном ткани возникает прочная химическая связь.
Крашение тканей относится к древнейшим ремеслам человека. Издавна оно считалось "черным" ремеслом. Проводили крашение в открытых чанах, неприятный запах от которых разносился на десятки метров от красилен. Во многих городах красильщиков вообще изгоняли куда-нибудь подальше от жилья. Резко изменилась эта картина в наши дни. Современные текстильные фабрики - это хорошо оснащенные различным технологическим оборудованием предприятия. На многих из них применяются автоматизированные методы непрерывного крашения и печатания тканей. Ничто уже не напоминает о прежнем "черном" ремесле.
В народной медицине с давних пор многие природные красители применяли как лекарства. Красной червленью лечили коклюш у детей и заболевания почек у взрослых. Другие красители помогали при головной боли, болезнях сердца, бессоннице. Вскоре после того, как были открыты синтетические красители, оказалось, что многие из них тоже обладают лекарственным действием. Сейчас красители применяются в таких
различных областях медицины, как лечение малярии и кожных заболеваний, для остановки кровотечений и дезинфекции. Кому из нас в детстве не мазали зеленкой разбитые коленки!
В последние годы химики, заняты поиском таких красителей, которые одновременно сочетали бы в себе лекарственные или другие полезные свойства с красящей способностью. Несколько таких красителей с заданными свойствами уже получено.
Шерстяные и хлопчатобумажные ткани, оказывается, имеют злейших врагов. Это различные микроорганизмы, плесневые грибки и бактерии. При попадании на ткань они могут быстро размножаться, отчего ткань приходит в негодность - гниет, теряет прочность. Этот приносящий огромный вред процесс по аналогии с коррозией металлов называется биологической коррозией. Особенно страдают от нее ткани, находящиеся в
тропических условиях при высокой температуре и влажности воздуха, то есть в самых благоприятных условиях для размножения микроорганизмов. Для защиты от биологической коррозии ткани пропитывают специальными антимикробными препаратами. Однако такая пропитка часто связана с рядом неудобств. Гораздо выгоднее и удобнее применять красители, обладающие биозащитными свойствами. Два процесса - крашение и антимикробная пропитка - совмещаются в один. Биозащитные красители для шерстяных тканей промышленностью уже производятся. Не за горами и выпуск таких красителей для хлопчатобумажных тканей, которые подвержены биологической коррозии в гораздо большей степени.
Получены красители и с другими интересными свойствами. Например, в некоторых оптических приборах применяются красители, изменяющие свой цвет в зависимости от освещенности. Другие красители-хамелеоны очень чувствительны к изменению температуры. Их используют в технике там, где нужно постоянно контролировать температуру, а термометр установить невозможно. Красители находят применение в лазерной и копировально-множительной технике и даже при океанологических исследованиях. Так, загадка теплого атлантического течения Гольфстрим была решена во многом благодаря очень яркому красителю флуоресцину.
А что же стало с природными красителями? Сейчас о них мало кто вспоминает. Правда, природные красители применяются в пищевой промышленности. Так как они абсолютно безвредны для человека, ими подкрашивают оболочки для сыров, кондитерские изделия, ликеры и фруктовые воды.
