Томас Миджли-младший (18 мая 1889 — 2 ноября 1944) — американский инженер- механик и химик . Он сыграл важную роль в разработке этилированного бензина (тетраэтилсвинца) и некоторых из первых хлорфторуглеродов (ХФУ), более известных в США под торговой маркой Фреон ; оба продукта позже были запрещены к повсеместному использованию из-за их вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду . За свою карьеру он получил более 100 патентов. [2]
Миджли заболел полиомиелитом в 1940 году и остался инвалидом; в 1944 году он был найден задушенным устройством, которое он разработал, чтобы позволить ему встать с постели без посторонней помощи. Публике было сообщено, что он был случайно убит в результате собственного изобретения , но коронер объявил его смерть самоубийством.
Томас Мидгли-младший родился в Бивер-Фолс, штат Пенсильвания , 18 мая 1889 года в семье Хэтти Луизы (урожденной Эмерсон) (1865–1950) и Томаса Миджли-старшего (1840–1934). Его семья имела богатый опыт изобретательства; его отец был изобретателем автомобильных шин, а его дед по материнской линии, Джеймс Эмерсон, изобрел пилу со вставными зубьями . Он вырос в Колумбусе, штат Огайо , и в 1911 году окончил Корнелльский университет по специальности инженер-механик. [2] [3]
Вначале Миджли имел склонность находить полезное применение известным веществам. В старшей школе он использовал пережеванную кору скользких вязов, чтобы придать бейсбольным мячам более изогнутую траекторию, которую позже переняли профессиональные игроки. Позже в жизни он, как известно, всегда носил с собой копию таблицы Менделеева, своего главного инструмента в поисках вещества, которое ознаменовало его революционное изобретение. [4]
В 1916 году Миджли начал работать в General Motors . В декабре 1921 года, работая под руководством Чарльза Кеттеринга в Dayton Research Laboratories , дочерней компании General Motors, он обнаружил (после отказа от теллура из-за трудноискоренимого запаха), что добавление тетраэтилсвинца (TEL) в бензин предотвращает Стук в двигателях внутреннего сгорания . [5] Компания назвала вещество «Этил», избегая всякого упоминания свинца в отчетах и рекламе. Нефтяные компании и производители автомобилей (особенно General Motors, которой принадлежал патент, поданный совместно Кеттерингом и Мидгли) продвигали присадку TEL как недорогую альтернативу, превосходящую этанол или топливо с добавлением этанола , от которой они могли получить очень небольшую прибыль. [6] [7] [8] В декабре 1922 года Американское химическое общество наградило Миджли медалью Николса 1923 года за «использование антидетонационных соединений в моторном топливе». [9] Это была первая из нескольких крупных наград, которые он получил за свою карьеру. [2]
В 1923 году Миджли взял длительный отпуск в Майами , чтобы вылечиться от отравления свинцом . Он сказал: «Я обнаружил, что мои легкие поражены и что необходимо бросить всю работу и получить большой запас свежего воздуха». [10] В том же году General Motors создала General Motors Chemical Company (GMCC) для надзора за производством TEL компанией DuPont . Кеттеринг был избран президентом, а Миджли - вице-президентом. Однако после двух смертей и нескольких случаев отравления свинцом на прототипе завода TEL в Дейтоне, штат Огайо , в 1924 году сотрудники Дейтона, как сообщалось, были «в депрессии до такой степени, что рассматривали возможность отказа от всей программы тетраэтилсвинца». [7] В течение следующего года на заводе DuPont в Дипуотере, штат Нью-Джерси , умерло еще восемь человек . [10] В 1924 году, недовольные скоростью производства TEL компанией DuPont с использованием « бромидного процесса», General Motors и Standard Oil Company из Нью-Джерси (теперь известная как ExxonMobil ) создали Ethyl Gasoline Corporation для производства и продажи TEL. Корпорация Ethyl построила новый химический завод , использующий высокотемпературный процесс этилхлорида, на нефтеперерабатывающем заводе Bayway в Нью-Джерси. [10] Однако в течение первых двух месяцев работы на новом заводе произошло больше случаев отравления свинцом, галлюцинаций , безумия и пяти смертей. [8]
Риски, связанные с воздействием свинца, были известны по крайней мере со II века до нашей эры, [11] тогда как попытки ограничить использование свинца датируются как минимум 16 веком. [12] [11] [13] Миджли сам испытал отравление свинцом и был предупрежден о риске отравления свинцом от TEL еще в 1922 году. [14] Миджли хорошо знал об опасности свинца. Он исследовал, можно ли управлять рисками, как при производстве, так и при использовании. Были завершены испытания выхлопных газов, которые он использовал для подтверждения идеи о том, что можно безопасно использовать 1 часть тетраэтилсвинца на 1300 бензина. [15] После первоначального воздействия на работников были разработаны средства контроля, обеспечивающие безопасную работу процесса. Использование этилированного бензина росло в геометрической прогрессии. Хроническое воздействие свинца на окружающую среду было сильно недооценено.
30 октября 1924 года Миджли принял участие в пресс-конференции , чтобы продемонстрировать очевидную безопасность TEL, на которой он вылил TEL на руки, поднес бутылку с химикатом под нос и вдыхал его пары в течение шестидесяти секунд, заявив, что он мог делать это каждый день, не поддаваясь никаким проблемам. [8] [16] [17] Однако через несколько дней штат Нью-Джерси приказал закрыть завод Bayway, а Jersey Standard было запрещено снова производить TEL без разрешения штата. Производство было возобновлено в 1926 году после вмешательства федерального правительства. Высокооктановое топливо, содержащее свинец, было важно для военных. Позже Миджли взял отпуск на работе после того, как ему поставили диагноз отравление свинцом. [18] Он был освобожден от должности вице-президента GMCC в апреле 1925 года, как сообщается, из-за его неопытности в организационных вопросах, но он остался сотрудником General Motors. [8]
В конце 1920-х годов в системах кондиционирования и охлаждения в качестве хладагентов использовались такие соединения, как аммиак (NH 3 ), хлорметан (CH 3 Cl), пропан , метилформиат (C 2 H 4 O 2 ) и диоксид серы (SO 2 ) . Хотя они были эффективными, они были токсичными , легковоспламеняющимися или взрывоопасными . Подразделение Frigidaire компании General Motors, в то время ведущего производителя таких систем, искало нетоксичную и негорючую альтернативу этим хладагентам. [19]
Мидгли, работая с Альбертом Леоном Хенном , вскоре сузил свое внимание до алкилгалогенидов (комбинации углеродных цепей и галогенов ), которые, как известно, были очень летучими (требование для хладагента), а также химически инертными . В конце концов они остановились на концепции включения фтора в углеводород . Они отвергли предположение о том, что такие соединения будут токсичными, полагая, что стабильности связи углерод-фтор будет достаточно, чтобы предотвратить выделение фторида водорода или других потенциальных продуктов распада . [19] В конечном итоге команда синтезировала дихлордифторметан , [20] первый хлорфторуглерод (CFC), который они назвали « Фреон ». [19] [21] Сегодня это соединение чаще называют «Фреон 12» или « R12 ». [22]
Фреон и другие ХФУ вскоре в значительной степени заменили другие хладагенты, но нашли и другие применения. Ярким примером было их использование в качестве пропеллента в аэрозольных продуктах и ингаляторах от астмы . [23] Общество химической промышленности наградило Миджли медалью Перкина в 1937 году за эту работу. [24] В 1941 году Американское химическое общество вручило Миджли высшую награду — медаль Пристли . [25] За этим последовала премия Уилларда Гиббса в 1942 году. Он также имел две почетные степени и был избран членом Национальной академии наук США . В 1944 году он был избран президентом и председателем Американского химического общества. [2]
В 1940 году, в возрасте 51 года, Миджли заболел полиомиелитом и остался инвалидом. Он разработал сложную систему веревок и блоков, чтобы подняться с кровати. 2 ноября 1944 года в возрасте 55 лет он был найден мертвым в своем доме в Уортингтоне, штат Огайо . Он был убит собственным устройством после того, как запутался в нем и умер от удушения. [26] [27] [28] [29] Коронер счел его смерть самоубийством. [30] У него осталась вдова Кэрри М. Рейнольдс из Делавэра, штат Огайо , на которой он женился 3 августа 1911 года. [3]
Наследие Мидгли связано с негативным воздействием на окружающую среду этилированного бензина и фреона . [31] Историк окружающей среды Дж. Р. Макнил высказал мнение, что Миджли «оказывал более неблагоприятное воздействие на атмосферу, чем любой другой отдельный организм в истории Земли», [32] а Билл Брайсон заметил, что Миджли обладал «почти сверхъестественным инстинктом к прискорбному». [33] Фред Пирс , пишущий для New Scientist , описал Миджли как «экологическую катастрофу, вызванную действиями одного человека». [34]
Использование этилированного бензина, который он изобрел, привело к выбросу большого количества свинца в атмосферу по всему миру. [31] Высокие уровни свинца в атмосфере были связаны с серьезными долгосрочными проблемами со здоровьем с детства, включая неврологические нарушения, [35] [36] [37] , а также с ростом уровня насилия и преступности в Америке [38] [39] [ 40] [41] и по всему миру. [42] [43] Журнал Time включил этилированный бензин и ХФУ в свой список «50 худших изобретений». [44]
Мидгли умер за три десятилетия до того, как стало широко известно о разрушающем озоновый слой и воздействии парниковых газов ХФУ в атмосфере . [45] В 1987 году Монреальский протокол прекратил использование ХФУ , таких как фреон. [46]
Вред этилированного бензина и хлорфторуглеродов был сформулирован как урок известного неизвестного и неизвестного неизвестного соответственно. Когда был изобретен этилированный бензин, было известно, что свинец в больших количествах оказывает вредное воздействие на здоровье человека и что этилированный бензин вызывает выбросы следовых количеств свинца в атмосферу, но не было известно, оказывают ли эти следовые количества вредные последствия. Однако в то время еще не было известно о существовании озонового слоя и о потенциальной возможности его нанесения хлорфторуглеродами. [47]
В 2024 году было объявлено, что Теренс Уинтер , автор сценария «Волка с Уолл-стрит » 2013 года, стал соавтором художественного фильма о Миджли под названием «Мидж». [48] [4]
После смешивания тетраэтилсвинца с бензином не требуется особых мер предосторожности, соотношение составляет 1 часть тетраэтилсвинца на 1300 бензина. С этого момента никакой опасности для здоровья фактически не существует, если только бензин не используется совершенно ненормально и в целях, для которых он не предназначался.
ХФУ и ГХФУ быстро вытеснили другие хладагенты во всех сферах, кроме тех, где компании допускали повышенный риск выбросов легковоспламеняющихся и токсичных хладагентов, или в тех случаях, когда существующие технологии были более энергоэффективными.