Несмотря на успехи, работа в Британии не приносила Витту удовлетворения: как и многие его земляки из Германии, он чувствовал, что британские промышленники неохотно принимают предлагаемые инновации. Каро и Мартиус уже вернулись в Германию и начали работать в фирмах, которые впоследствии стали химическими гигантами — BASF и Agfa. Вероятно, это было правильным решением: в отличие от будущих гигантов немецкой химической промышленности, британские работодатели не хотели вкладывать средства в работы Витта и его коллег, что, в конце концов, привело к тому, что немецкие фирмы стали превосходить британскую текстильную промышленность и по качеству, и по эффективности производства, и, несмотря на то, что синтетический краситель впервые был запатентован в Британии, британские производители красок не смогли выдержать конкуренции с немецкими.
Витт вернулся в Германию, где поработал на несколько производящих красители компаний, пока, наконец, не обнаружил, что ему больше интересна наука, чем проблемы качества химической продукции заводов. В 1886 году он вернулся на ту берлинскую кафедру, где защищал свою диссертацию. Расположенная в подвальном помещении лаборатория, которая досталась ему, была фактически разгромлена. Витт принялся за уборку лаборатории и оснащение её новым оборудованием. В этом ему помогал только один лаборант. В кратчайшие сроки порядок в лаборатории был восстановлен — Витт, как и все его современники-химики, был отличным стеклодувом, а лаборант отлично справлялся с созданием и ремонтом механизмов.
Как только лаборатория была приведена в порядок, снова началась научная работа, и в статье, опубликованной Виттом в 1886 году, он описал, как добиться более эффективного фильтрования под вакуумом. Для фильтрования под вакуумом, когда фильтрат втягивался в воронку под действием разрежения, нельзя было использовать обычную коническую воронку и фильтровальную бумагу — разрежение вполне могло разорвать бумагу на части. В свое время для решения этого вопроса Роберт Бунзен предложил вкладывать в воронку для фильтрования улавливающие осадок сита из платины или пемзы. Витт предложил вкладывать в воронку диск из стекла, фарфора или никеля (платина была слишком дорогой), в котором были проделаны отверстия, а на этот диск помещать два листа фильтровальной бумаги, смоченной растворителем для лучшего контакта. С помощью такого приспособления можно было собрать осадок и промыть его на фильтре. Система работала, но использовать её нужно было с большой осторожностью и аккуратностью — перфорированные диски могли перевернуться в воронке, и осадок мог смешаться с фильтратом. Учитывая эту особенность нового оборудования, производители лабораторной посуды стали снабжать пластинки Витта резиновой каймой, понижавшей вероятность переворота диска.
Диски Витта прослужили в лаборатории недолго: почти сразу после статьи метод фильтрования был модифицирован еще раз — Эрнст Бюхнер просто догадался сделать воронку и диск с отверстиями элементом одного и того же устройства, которое сейчас нам известно, как воронка Бюхнера, а о вкладе Витта в практику техники вакуумного фильтрования практически было забыто. Однако другая сторона работы Отто Витта — теория цветности веществ, понятия «хромофор» и «ауксохром» — до сих пор позволяет расцвечивать нашу жизнь в самые яркие цвета.
1886. Воронка Бюхнера
Лаборатория обычно полна звуков — шумят вытяжные шкафы, булькает вода в охлаждающих рубашках холодильников Либиха, иногда взвывает центрифуга и почти всегда, включаясь и выключаясь, противно щелкает термостат. Но есть один звук, который почти любой химик воспринимает как победные трубы — звук фильтрования твердого вещества на воронке. Этот звук — звук победы. Если дело дошло до фильтрования, у нас есть кристаллы, которые осталось только отделить от маточной жидкости, высушить и далее работать с ними — измерить температуру плавления, отдать на рентгеноструктурный анализ, провести другие эксперименты. Сейчас для фильтрования применяются воронки Шотта (для которых не требуется фильтровальная бумага) и воронки Бюхнера (тут фильтровальная бумага нужна, но зато отмывать ее проще, чем воронку Шотта со стеклянным фильтром).
Фильтрование долгое время было утомительным процессом, и в 1880-е годы многие пытались усовершенствовать технику фильтрования, ускорить процедуру отделения твердого осадка за счет создания разрежения, отсасывающего растворитель, или наоборот «вдавливания» вещества в фильтровальную воронку. Как показала практика, техника вакуумного фильтрования оказалась более перспективной, в первую очередь — благодаря изобретению дисков Витта, описанных в предыдущей главе. Но, опять же, как было сказано в ней, спустя полгода после опубликования Виттом своего подхода, диски Витта стали бесполезными: в том же году директор небольшого завода по производству ультрамаринового красителя в немецком Пфунгштадте, Эрнст Вильгельм Бюхнер, опубликовал свои чертежи воронки для вакуумного фильтрования, в которую «диски Витта» были просто интегрированы.
Эрнст был сыном Вильгельма Бюхнера, богатого политика из образованной семьи. Старший брат Вильгельма, Георг решил восстать против своего класса и несправедливости, в 1834 году он организовал «Общество прав человека», и именно он был автором известного и до наших дней левого лозунга: «Мир — хижинам, война — дворцам». Учебник сравнительной анатомии, написанный Георгом Бюхнером, использовался в университетах вплоть до середины XX века, Георг также был автором трех драматических произведений (опять же посвященных бедственному положению рабочих).
Вильгельм не хотел бунтовать, он обучался химии, его учениками были Гмелин и Либих. По окончанию университета и возвращению в Пфунгштадт в 1841 году он разработал промышленный способ получения ультрамарина, синтетического аналога полудрагоценного минерала лазурита. Дело пошло в гору, на вырученные средства Вильгельм Бюхнер выстроил имение, а затем включился в местную политическую жизнь.
Эрнст Бюхнер, который родился в 1850 году, пошел по стопам отца, а не дяди. Он изучал химию в Тюбингене, в 1874 году опубликовав работу об изучении ультрамарина, а годом позже защитив диссертацию о разложении анилиновых красителей. В 1876 году он женился на кузине, но вскоре брак распался, и она ушла от него, забрав двоих детей. В 1882 году Эрнст сменил отца на посту управляющего семейным делом — сам он считал это аналогом чаши в Гесмифанском саду. Благодаря работам Перкина, Витта и последователей в химии начиналась эра анилиновых красителей, и конкурировать с этими красителями синтетическому ультрамарину было всё сложнее и сложнее. Эрнст работал в лаборатории, патентовал жёлтый и красный ультрамариновые красители, для выделения которых он и разработал воронку, модернизировав дизайн Витта и описав его в 1886 году. Несмотря на значительную компетентность в химии анилиновых красителей, Эрнст Бюхнер не стал развивать бизнес в этом направлении, и дела компании пошли под уклон. В 1890 году Эрнст был вынужден закрыть завод. Отец Эрнста, Вильгельм, умер в 1892 году, в течение последующих лет Эрнст пробовал заниматься разными вещами — газификацией угля, фотографией, предлагал проекты администрации Пфунгштадта и Дармштадта, но все его урбанистические идеи игнорировались. Медленно накопления кончались. В 1925 году вторая жена Эрнста, Мария, умерла, и через пять дней он добровольно ушёл из жизни.
Воронка Бюхнера продолжила жить своей жизнью — до 1920 года ее производил и продавал лидер по производству лабораторного оборудования того времени — Martini&Kaehler, в 1920 году, когда срок патента истек, производством воронок Бюхнера стали заниматься и другие фирмы. Ещё один несомненный плюс воронки Бюхнера состоит в том, что даже будучи расколотой на куски, она продолжает помогать химикам: воронки Бюхнера, как правило, изготавливают из фарфора, а маленькие фарфоровые кусочки — кипелки или кипятильники — мы добавляем в жидкость до начала кипения, чтобы выделяющиеся из пор фарфора пузырьки воздуха перемешивали жидкость, и она кипела равномерно, без толчков.
1887. Чашка Петри
Большинство химиков и специалистов по материаловедению (если, конечно не брать во внимание лауреатов Нобелевской премии 2010 года Андрея Гейма и Константина Новоселова — за получение графена — и их немногочисленных последователей) живут в мире трёхмерных объектов. С того момента, когда Якоб вант Гофф и Джозеф Ле Белль предложили концепцию тетраэдрического углерода, мы стараемся думать об объектах нашего исследования во всех трех измерениях, придумывая все более сложные способы визуализации сложных молекулярных систем. Устройства в химической лаборатории также отражают эту трехмерность — воронки конической формы, сферы и полусферы колб, восходящие и нисходящие спирали водного и воздушного охлаждения холодильников. Однако одно устройство в лаборатории гораздо ближе к двумерности, чем к трехмерности — это чашка Петри, которая, правда, больше ассоциируется с исследованиями в области микробиологии, а не химии.
Ричард Юлиус Петри родился в 1852 году в немецком городе Бармен. Он получил свою медицинскую подготовку в Академии Кайзера Вильгельма, затем проходил интернатуру в Берлинской клинике Шарите, которую закончил в 1876 году, затем продолжил занятия медициной в качестве военного врача, дослужившись до звания майора медицинской службы. В этом статусе в 1882 году он был направлен в исследовательский отдел Имперского министерства здравоохранения в Берлине, где Петри начал работать вместе с микробиологом Робертом Кохом.
Кох был уникальным ученым. В 1872 году Кох он был назначен уездным санитарным врачом в Вольштейне (ныне Вольштын в Польше). Он обнаружил, что в окрестностях города среди скота распространено эндемическое заболевание — сибирская язва, которая поражает лёгкие, вызывает карбункулы кожи и изменения лимфоузлов. Зная об опытах Луи Пастера над животными, больными сибирской язвой, Кох с помощью микроскопа изучает возбудителя, который, предположительно, вызывает сибирскую язву. Проведя серию тщательных, методичных экспериментов, он устанавливает, что единственной причиной заболевания является бактерия