15. júna 1844 bol v USA udelený patent s číslom 3 633. Na prvý pohľad len ďalší zápis v registri, v skutočnosti však išlo o dokument, ktorý navždy zmenil svet.
Adresátom bol Charles Goodyear a predmetom jeho objav – proces vulkanizácie gumy. Príbeh za týmto patentom je o posadnutosti, chudobe, šťastnej náhode a nezlomnej viere v jeden materiál: kaučuk.
V prvej polovici 19. storočia bol svet uchvátený novým materiálom z Južnej Ameriky – prírodným kaučukom. Získaval sa z miazgy kaučukovníka a mal takmer zázračné vlastnosti: bol vodoodolný a pružný. Investori a výrobcovia doňho vkladali obrovské nádeje. Čoskoro sa však ukázal jeho zásadný problém.
Prírodná guma bola extrémne citlivá na teplotu. V letných horúčavách sa menila na lepkavú, zapáchajúcu a nepoužiteľnú hmotu, ktorá sa topila. Naopak, v zime stvrdla na kameň a stala sa krehkou ako sklo. Vodoodolné topánky, ktoré boli v obchode dokonalé, sa majiteľovi v lete doslova roztopili na nohách. Investičná bublina praskla a kaučuk sa stal synonymom neúspechu.
Na scénu ale vstúpil Charles Goodyear, neúspešný obchodník so železiarskym tovarom z Philadelphie. Nemal žiadne chemické vzdelanie, ale mal niečo iné – neoblomné odhodlanie. Keď v roku 1834 narazil na kaučuk, bol presvedčený, že našiel materiál budúcnosti. Stačilo len „vyliečiť“ jeho citlivosť na teplotu.
Táto myšlienka sa pre neho stala posadnutosťou, ktorú jeho okolie nazývalo „gumovou horúčkou“. Nasledujúcich desať rokov strávil v extrémnej chudobe, neustále v dlhoch a často aj vo väzení pre dlžníkov. Svoju rodinu ťahal z jedného biedneho príbytku do druhého, zatiaľ čo on sám neúnavne experimentoval. Miešal kaučuk so všetkým, čo mu prišlo pod ruku – soľou, korením, pieskom, magnéziou či kyselinou dusičnou. Predal dokonca aj školské učebnice svojich detí, aby mal peniaze na ďalšie pokusy. Jeho snaha prinášala len čiastkové a dočasné úspechy.
Prelom prišiel až v zime roku 1839 v mestečku Woburn, Massachusetts. Goodyear už nejaký čas experimentoval s pridávaním síry do kaučukovej zmesi. Výsledky však stále neboli presvedčivé. Legenda hovorí, že počas zanietenej debaty v miestnom obchode Goodyear náhodne hodil kusom sírou upraveného kaučuku na rozpálenú pec.
Na jeho prekvapenie sa guma neroztopila. Namiesto toho zuhoľnatela na okrajoch ako spálená koža. Keď ju zoškrabol z pece a nechal vychladnúť, zistil, že materiál si zachoval svoju pružnosť, ale už nebol lepkavý. Bol stabilný, pevný a odolný voči zmenám teploty. Bola to chvíľa, na ktorú čakal celé roky – výsledok tisícok neúspešných pokusov a jednej šťastnej náhody.
Proces, pri ktorom teplo a síra menia chemickú štruktúru kaučuku, nazval vulkanizácia, podľa rímskeho boha ohňa a kováčstva Vulkána.
Čo je to vulkanizácia?
Zjednodušene povedané, vulkanizácia vytvára chemické mostíky medzi dlhými polymérovými reťazcami prírodného kaučuku (polyizoprénu). Pred vulkanizáciou si tieto reťazce môžeme predstaviť ako špagety na tanieri – môžu po sebe voľne kĺzať, čo spôsobuje, že materiál je pri teple tekutý a lepkavý. Pridaním síry (S) a tepla sa medzi týmito reťazcami vytvoria pevné sírne väzby. Z voľných „špagiet“ sa stane pevná a pružná trojrozmerná sieť, ktorá si drží tvar a vlastnosti v širokom rozsahu teplôt.
Hoci k objavu došlo už v roku 1839, Goodyear strávil ďalších päť rokov zdokonaľovaním procesu a hľadaním financií. Až 15. júna 1844 konečne získal americký patent. Jeho boj sa však neskončil. Súbežne s ním (a podľa niektorých historikov dokonca o niečo skôr) objavil podobný proces v Anglicku aj Thomas Hancock. To viedlo k dlhým a nákladným patentovým sporom, ktoré Goodyeara finančne úplne vyčerpali.
Napriek osobným neúspechom bol dopad Goodyearovho objavu globálny. Vulkanizovaná guma umožnila:
- Revolúciu v doprave: Vznik pneumatík pre bicykle, autá a lietadlá.
- Priemyselný pokrok: Výrobu tesnení, hadíc, hnacích remeňov a izolácií.
- Každodenný život: Nepremokavé oblečenie a obuv, gumové podrážky, elastické pásy a nespočetné množstvo ďalších produktov.
Iróniou osudu je, že Charles Goodyear zo svojho geniálneho vynálezu nikdy nezbohatol. Zomrel v roku 1860 s dlhom presahujúcim 200 000 dolárov (dnes by to boli milióny). Až takmer 40 rokov po jeho smrti, v roku 1898, bola na jeho počesť založená spoločnosť The Goodyear Tire & Rubber Company, ktorá sa stala gigantom v obore, ktorý on sám vytvoril.
Dátum 15. jún 1844 tak zostáva pripomienkou nielen technologického prelomu, ale aj neuveriteľného príbehu muža, ktorého posadnutosť a vytrvalosť darovali svetu jeden z najuniverzálnejších materiálov v dejinách.