1001 INVENŢII

1 FOCUL CONTROLAT (~1.420.000 î.e.n)Homo erectus îmblânzeşte focul.

“Caută lemn deja atins de foc. Atunci nu va fi foarte greu să-l aprinzi.” – Proverb african.

Focul este o unealtă esenţială, controlul căreia a ajutat rasa umană să pornească pe calea civilizaţiei. Sursa iniţială a fost probabil un fulger, iar timp de generaţii incendiile aprinse în acest fel au fost singura sursă de foc.

La început s-a crezut că Omul Peking, care a trăit acum aproximativ 500.000 de ani, a folosit primul focul, dar dovezi descoperite în 1981 în Kenya şi în 1988 în Africa de Sud sugerează că cea mai timpurie folosire controlată a focului de către hominizi datează de acum 1.400.000 de ani.

Focurile erau întreţinute permanent din cauza dificultăţii reaprinderii lor. Lovirea cremenei de pirită sau frecarea erau cele mai răspândite metode ale omului primitiv să facă focul.

Primele fiinţe umane care au controlat focul îl foloseau pentru gătirea şi menţinerea caldă a hranei şi pentru alungarea răpitoarelor. Deasemenea le-a permis să trăiacă în zone prea friguroase pentru a fi putut fi locuite anterior. Mai foloseau focul şi ca să scoată animalele sau duşmanii din ascunzători.

Focul controlat era important pentru defrişări pentru drumuri, păşuni, terenuri agricole; necontrolat, focul distrugea calităţile solului. Stăpînirea focului a creat posibilitatea topirii metalelor, permiţînd omenirii să scape din limitările Epocii de Piatră.

2 OPAIŢUL (~10.000 î.e.n.)Noaptea e întodeauna alungată de nişte grăsime care arde.

“Ţi-am dat ulei să aprinzi lămpile templului tău.” Inscripţia Neshuor (589-570 î.e.n.).

De un simplu opaiţ cu ulei mai este azi nevoie doar ca să dea lumină în timpul unei pene de curent, dar timp de mii de ani diverse variante ale lui au permis omului să vadă noaptea precum şi să folosească simbolic lumina în decoraţii, ceremonii sau festivaluri. Au dispărut aproape de tot numai după inventarea lămpii Argand în 1780 şi apoi a iluminării electrice.

Se estimează că lămpi primitive au fost folosite pentru prima dată în jurul anilor 80.000 î.e.n. Un opaiţ este un vas conţinând ulei inflamabil cu un fitil care arde lent, proiectat să tragă ulei din rezervor. Lămpile timpurii făcute de om erau din piatră sau carapace de crustacee, umplute cu grăsime animală, având ca fitil o bucată de plantă.

Primele opaiţe adevărate au apărut pe lângă aşezămintele agricultorilor în jurul 10.000 î.e.n. (Paleoliticul superior, cunoscut şi ca Epoca de piatră). Primele recolte au creat potenţialul uleiurilor vegetale, de ex. uleiul de măsline, de a fi folosite în aceste lămpi. Fiind şi sursă de lumină, ele erau simboluri importante în ritualuri şi ceremonii – Biblia şi Coranul conţin multe referiri.

Romanii au produs în masă opaiţe de lut (un lot nou a fost găsit îngropat la Pompei de erupţia din 79 e.n.). În evul mediu s-au răspîndit lumânările, dar nu scoteau niciodată o lumină la fel de intensă ca opaiţele. Totuşi, în sec. XVIII, revoluţia industrială a necesitat inovaţia. În 1780, omul de ştiinţă Aime Argand a inventat o lampă mai strălucitoare, având o carcasă metalică, în care ardea ulei cu o flacără costantă fără fum, dar odată cu apariţia iluminării electrice, vechea tehnologie a civilizaţiei a fost în final părăsită.

3 CADRUL DE TRANSPORT (“TRAVOIS” – intraductibil) (~ 7000 î.e.n.) p. 44Indigenii americani inventează un sistem de cărat.

“Ce-i viaţa ? E sclipirea unui licurici în noapte. E răsuflarea unui bizon în iarnă.”Crowfoot (Picior de Cioară), şeful Blackfoot First Nation

Indigenii americani din Marile Plaiuri erau nomazi. Foloseau bizonii la aproape orice: hrană, îmbrăcăminte, acoperirea corturilor. Trăind dependent de turme de animale în continuă mişcare, şi ei se deplasau permanent, ceea ce însemna traiul în corturi şi posesiuni doar în cantitatea care putea fi dusă în tabăra următoare. Desigur că oamenii vor să poată duce mai mult decât încape într-o geantă. Pe drumuri şi teren tare, căruţa e cea mai bună soluţie, iar în nord pe zăpadă şi gheaţă, o sanie alunecă uşor. Niciuna din aceste opţiuni nu merge însă pe teren moale. Soluţia indigenilor a fost inventarea “travois”-ului.

Acesta era un înalt cadru în formă de A, încărcătura fiind pe traversă, ansamblul fiind tîrît pe bîrnele depărtate, în linişte şi fără multă frecare. Înainte ca spaniolii să vină şi să aducă în Lumea Nouă caii, la travois se înhămau cîini, putând trage pînă la 30 kg. Pentru cai, cadrul a fost mărit pentru încărcături mai mari. Ocazional indigenii transportau astfel bătrânii sau răniţii, fie cu un cal, fie cu mai mulţi câini. Cercetaşii sunt învăţaţi şi azi să folosească travois pentru un rănit.

4 SANIA (~ 7000 î.e.n.) p. 43Popoarele arctice au inventat vehiculele pentru gheaţă.

Cu mult înaintea săniilor motorizate (snowmobile), strămoşii noştri au găsit un mod ecologic de a se deplasa pe zăpadă: sania.

Săniile sunt vehicule cu tălpi care se deplasează alunecînd pe teren, putând fi trase de oameni sau animale, utile pentru transportul diverselor încărcături, eventual având locuri pentru pasageri.

Există dovezi datând încă din ~7000 î.e.n care arată folosirea săniilor de lemn de către populaţia din regiunile arctice ale nordului Europei. Iniţial săniile ar fi putut fi trase de oameni, dar în timp au fost folosiţi câinii şi boii. Inuiţii foloseau sănii cu câini din timpuri precolumbiene. Utilizarea saniei s-a extins şi în zone mai calde , inclusiv în ţinuturile uscate şi prăfuite ale Mesopotamiei.

Nu se ştie exact unde şi când a apărut sania, dar se crede că a fost inventată independent de diferite comunităţi din lume. Săniile trase de oameni erau esenţiale în expediţiile timpurii în Arctica şi Antarctica. În sec. XX în expediţii săniile erau trase de câini Husky.

Mai recent la sănii s-au folosit şi zmeie antrenate de vânt, trebuind astfel cărate mai puţine resurse.

În zilele noastre sania se foloseşte şi pentru sport şi distracţii. Cu o mică sanie cu tălpile curbate în faţă se pot petrece multe ore de distracţie. Bobul este un sport olimpic de iarnă în care echipe de concurenţi alunecă pe piste de gheaţă în vehicule special construite.

5 PASTA DE DINŢI (~5000 î.e.n.) p.52Toaleta dentară este răspândită de preparate egiptene.

Apariţia pastelor pentru curăţat dinţii şi reîmprospătarea respiraţiei a avut loc în Egipt în jurul anilor 5000 î.e.n. Mirul, piatra ponce şi cenuşa de copite de boi erau amestecate cu coajă de ou zdrobită, scoici şi alte abrazive fine, apoi cu un deget se aplicau şi se frecau pe dinţi pentru îndepărtarea resturilor şi depunerilor bacteriene.

În jurul anului 300 î.e.n. în China, un nobil pe nume Huang-Ti pretindea că dinţii puteau fi vindecaţi înfigând ace în anumite zone ale gingiei pacientului. Teoriile lui Huang-Ti au devenit prima relatare istorică şi sistematică de igienă orală.

În general, compoziţia a ceea ce oamenii foloseau drept pastă de dinţi era un amestec ciudat de utilitate, mit şi superstiţii, pînă prin sec. XVII. De exemplu, în sec. I e.n. se credea că durerile de dinţi puteu fi evitate alegând oase din excrementele lupilor şi purtându-le în coliere în jurul gâtului. În acelaşi timp grecii şi romanii legau dinţii împreună cu sârmă şi au început să producă instrumente rudimentare pentru întreţinerea şi extracţia dinţilor.

Prafurile pentru dinţi au început să se găsească în Europa la sfîrşitul sec.XVIII, deşi mai existau încă amestecuri prost concepute. Ingredientele puternic abrazive, ca de exemplu praful de cărămidă şi de teracotă, atacau smalţul protector al dinţilor şi provocau mai mult rău decât bine, în ciuda glicerinei adăugate, care făcea pasta mai acceptabilă. În anii 1850 a fost adăugată şi creta ca agent de înălbire şi un nou produs, denumit Crème Dentifrice, a marcat apariţia pastei de dinţi vândută pentru prima oară în borcane. În 1873, Compania Colgate a început producţia în masă a pastei de dinţi aromatizată, livrată în borcane.

6 ROATA ŞI OSIA (~3500 î.e.n) p.57Roata olarului din Mesopotamia reprezintă calea spre transportul cu roţi.

“Folosirea roţilor pentru reducerea frecării obiectelor în mişcare a fost una din cele mai importante invenţii...” – Odis Hayden Griffin, engineer

Cele mai multe invenţii n-au apărut din senin sau din mintea ingenioasă a unui strălucit om de ştiinţă, ci au evoluat din ceva deja existent. Este şi cazul roţii şi osiei ataşate, care au evoluat din două direcţii diferite. Prima a fost roata olarului, inventată în Mesopotamia în jurul anilor 3500 î.e.n. Deşi nu era o unealtă esenţială meşteşugarului olar, roata îl ajuta în producerea mai rapidă a vaselor de calitate mai bună. A doua sursă a fost sania, un mod primitiv, dar eficient, de cărat greutăţi mari pe tălpi paralele sau bârne de lemn. Sania era ideală pe zăpadă, gheaţă sau nisip încins, dar nu şi pe teren uscat şi tare, unde tracţiunea necesita efort mare.

Dovezi că roata olarului şi sania au dus la inventarea roţii se găsesc în unele din cele mai vechi pictograme din lume. Exemple din Uruk, Sumer, Mesopotamia de sud, datând din ~3200 î.e.n., reprezintă sănii, unele cu tălpi, altele cu roţi. Aceste prime roţi erau primitive dar eficiente: discuri masive de lemn prinse împreună şi apoi tăiate în formă de roată. După ce o pereche de roţi au fost montate pe o osie fixă care le permitea să se rotească simultan, numai puţină imaginaţie a mai trebuit ca ansamblul roată-osie să fie folosit pentru transportul oamenilor şi greutăţilor cu care, căruţe sau care de luptă. Mesopotamia nu trebuie să pretindă că e singura inventatoare. S-au găsit roţi în morminte din nordul Caucazului; deasemenea ele apar şi pe un vas de lut din Polonia datând din jurul 3500 î.e.n.

7 CARUL (~3500 î.e.n.) p.59Mesopotamienii ridică transportul pe roţi.

“(Clienţii) aveau tendinţa să nu mai cumpere cînd coşurile deveneau prea pline sau prea grele.” – Sylvan N.Goldman, om de afaceri.

Originile carului sunt strâns legate de inventarea roţii. Una din teorii sugerează că de fapt roata şi carul au fost create simultan, inspirate de săniile cu tălpi tractate pe buşteni. Cele mai vechi dovezi arheologice sunt tăbliţele mesopotamiene. Deşi metodele pentru datarea acestora nu sunt exacte, se ştie că tabletele datează de la jumătatea mileniului IV î.e.n. Şi în Europa sunt dovezi, cam din aceeaşi perioadă, pentru existenţa vehiculelor cu roţi, inclusiv urme de roţi la un cărucior lung lîngă Kiel, Germania, şi pictograme de căruţe găsite pe un pocal la Bronocice, Polonia, ceea ce a determinat arheologii să dezbată dacă vehiculele cu roţi au fost inventate în locuri multiple sau dacă tehnologia s-a răspîndit rapid din Mesopotamia.

De la inventarea lor, carele au fost folosite încontinuu, evoluând în timp spre roata cu spiţe şi suspensia pe arcuri pentru mărirea confortului. Însă apariţia autovechiculelor şi într-un anumit sens a căii ferate, au dus la declinul carului ca mod de transport.

Astăzi, carele au tot felul de forme şi funcţiuni, de la carele cu cai tradiţionale, ricşe şi tuk tuk (cărucior pe trei roţi) şi până la căruciorul electric pentru golf. Nu trebuie să uităm ubicuul cărucior pentru cumpărături inventat în 1937 în Oklahoma, SUA, de către Sylvan Goldman, care voia să faciliteze clienţilor să cumpere mai multe din lanţul său de supermarketuri Piggly-Wiggly.

8 LUMÂNAREA ( ~ 3000 î.e.n)Grăsimea, ceara şi fitilul luminează lumea.

“Indigenii americani ardeau peşti uleioşi (peşti candelă) înfipţi într-o cracă.” –Bob Sherman, Istoria fabricării lumînărilor

E dificil să se atribuie unei societăţi sau unei ţări inventarea lumînării. Primele “lumânări” puteau fi doar bucăţi de seu aprins. Mai tîrziu, acestea au evoluat în trestie înmuiată în grăsime animală, arzînd mai mult decît predecesoarele, dar încă fără fitil (un miez al lumînării, care arde lent, de obicei din fibre sau şnur).

Dovezi arheologice arată că egiptenii şi grecii foloseau lumânări (nediferite de cele de azi) de prin anii 3000 î.e.n.. Multe civilizaţii antice par să fi produs diverse variante de lumânări, folosind materiale ca ceara de albine, seu sau produse din bace pentru a face ceara. Aceasta învelea un fitil din fibre vegetale, papirus sau hârtie de orez răsucită.

Arzând cu flacără şi viteză constante, timp de milenii lumânarea a fost metoda preferată de a face controlat lumină artificială. Lumânările au rămas un mod ieftin şi eficient de făcut lumină pe tot parcursul Evului mediu şi până la jumătatea sec. XIX, când, pentru prima dată, se putea găsi parafină şi lampa cu parafină a intrat în majoritatea căminurilor. De la apariţia gazului şi apoi a electricităţii, rolul principal al lumânărilor a rămas crearea unei atmosfere liniştite, nostalgice şi de reflecţie în locuri religioase sau căminuri.

9 STICLA (~2500 î.e.n.) p.72Egiptenii descoperă un material transparent.

Descoperirile arheologice sugerează că sticla a fost produsă prima dată în epoca de bronz în Orientul Mijlociu.. La sud-vest, în Egipt, au fost găsite mărgele de sticlă datând cam din 2500 î.e.n.

Sticla se face dintr-un amestec de nisip silicios, oxid de calciu, sodă şi magneziu, topit la o temperatură de 1500°C. Cele mai vechi furnale nu puteau da o căldură suficientă pentru topirea corespunzătoare a sticlei, deci sticla era un articol de lux pe care puţini şi-l puteau permite. Această situaţie s-a schimbat în sec. I î.e.n. cînd a fost descoperită ţeava de suflat.

Fabricarea sticlei s-a răspândit în Imperiul Roman în asemenea măsură încât sticla a devenit un obiect obişnuit. A înflorit în Veneţia în sec. XV unde a fost descoperită sticla cu oxizi de sodiu şi calciu numită „cristallo”. Obiectele din sticlă veneţiană erau considerate cele mai delicate şi graţioase din lume.

De obicei sticla este un material casant transparent sau translucid care poate fi colorat în funcţie de modul în care a fost făcut. Cele trei clase de componente ale sticlei sunt alcalinele, pământoasele şi oxizii metalici. Coroana de sticlă, folosită la ferestre, nu conţine plumb, dar are oxid negru de mangan. Sticla ieftină pentru flacoane foloseşte oxidul de fier, alumina şi silica.

În anii 1950, Sir Alastair Pilkington a introdus “producţia sticlei flotante”, procedeu revoluţionar utilizat şi în prezent pentru fabricarea sticlei. În acest proces, o peliculă de sticlă, care este foarte vâscoasă, pluteşte pe cositor topit, care este fluid, şi cum cele două nu se amestecă, suprafaţa de contact este perfect plană.

Alte realizări includ sticla securizată, sticla termo-rezistentă, şi fibrele de sticlă, foarte subţiri, în lungul cărora sunt trimise impulsuri luminoase. Dispozitivele cu fibre de sticlă sunt

folosite în telecomunicaţii şi în medicină pentru vizualizarea părţilor inaccesibile ale corpului omenesc.

10 ANESTEZIA (~2000 î.e.n.) p.81Egiptenii au găsit metode prin care să reducă durerea din timpul operaţiilor.

“şi omul a adormit; Dumnezeu a luat una din coastele lui şi a închis carnea la locul ei” Geneza 2.21

Multe reuşite ale medicinei moderne, cum ar fi chirurgia pe cord deschis sau înlocuirea articulaţiilor, n-ar fi fost posibile în lume fără vreo formă de control al durerii. Dar cum a evoluat anestezia?

După cum rezultă din câte se ştie, primii doctori n-au recurs niciodată la inducerea stării de inconştienţă a persoanelor prin metode fizice, înaintea unei operaţii. Doctorii egiptenilor şi a asirienilor antici comprimau ambele artere carotide în acelaşi timp, limitând afluenţa sângelui spre creier şi astfel inducând pierderea cunoştinţei pacienţilor în vederea efectuării unor proceduri. În plus, egiptenii au descoperit că opiul putea ajuta la alinarea durerii, iar asirienii foloseau amestecuri calmante din beladonă, canabis, şi rădăcini de mătrăgună. Grecii şi romanii au copiat aceste tehnici, iar arabii medievali au descoperit chiar şi o formă de anestezie prin inhalaţie.

Apariţia anesteziei moderne a avut loc în a doua jumătate a sec.XVIII cînd Joseph Priestley a izolat protoxidul de azot. Sir Humphrey Davy şi-a dat seama că are calităţi anestezice şi soporifice, dar era considerat mai mult ca un mod de a te relaxa după-amiezile, decât ca o descoperire medicală. Toate astea s-au schimbat când un dentist american a început să-l folosească la extracţiile fără durere. După câţiva ani, substanţa aleasă ca anestezic a devenit eterul etilic, întâi pentru proceduri dentare apoi şi pentru alte operaţii. Cloroformul, având avantajul că e mai puţin inflamabil, sub rezerva creerii de complicaţii, a fost folosit în alte câteva zone în locul eterului.

11 FOARFECELE (~1500 î.e.n) p.90Egiptenii inventează primul tăietor de pânză.

“Foarfecele…au evoluat, pas cu pas, [cu] multe alte unelte destinate să taie, să separe şi să străpungă” – Massimiliano Mandel, Foarfece

Foarfecele de tip arc datează probabil din epoca bronzului. Alcătuite din lame conectate la mâner printr-un arc în formă de C, au fost folosite în Egipt din 1500 î.e.n. pentru decuparea figurinelor artistice.

Foarfecele pivotante folosite în Roma şi părţi din Asia erau făcute din bronz şi fier, ca şi cele din Europa secolului XVI. Foarfecele şi alte unelte au fost folosite pe scară mai largă pe măsură ce calitatea lor s-a îmbunătăţit odată cu metodele de forjare a metalului. Oţelul turnat nu a fost utilizat decît din 1761 cînd Robert Hinchliffe a fabricat foarfeci în Sheffield. Multe erau forjate manual cu mânere complicate, dar stilurile s-au simplificat în sec.XIX pentru facilitarea producţiei mecanice pe scară largă.

Oţelul folosit în foarfece conţine diverse cantităţi de carbon, depinzând de calitatea cerută. Forma brută a lamei este dată prin forjarea barelor de oţel incandescent, apoi lamele sunt ajustate şi călite. Oţelul poate avea 0,55 pînă la 1,03 % carbon, procentul mai mare de carbon conferind un tăiş mai dur pentru anumite aplicaţii.

Foarfecele chirurgicale şi pentru alte utilizări speciale sunt fabricate din oţel inoxidabil, cele mai ieftine fiind din oţel mai moale ştanţat la rece. Foarfecele mari pentru tăiat foi de tablă au mânere cu pârghie mare, dar sunt construite în acelaşi mod.

12 INOCULAREA (~1000 î.e.n.)Un călugăr chinez este pionerul împotriva variolei.

“Englezii sunt nebuni...ei le dau copiilor lor variola pentru a preveni îmbolnăvirea cu ea.” Voltaire, Scrisori despre englezi (~1778)

Se crede că variola a apărut prima dată în jurul anului 10000 î.e.n. Ramses V a murit brusc în anul 1157 î.e.n; mumia lui are cicatrici care seamănă izbitor cu cele provenind de la această boală. Variola ucidea aproximativ o treime din victime, provocând multe cicatrici supravieţuitorilor, dar s-a observat că aceştia n-au mai luat variolă niciodată.

După ce fiul cel mare al primului ministru al Chinei, Wang Dan, a murit în jurul anului 1000 î.e.n. de variolă, acesta a căutat un remediu. Un călugăr daoist a inventat o tehnică de “variolare” – un tip de inoculare. Pustulele cu crustă luate de la supravieţuitori erau pisate şi suflate în nări.

Relatări despre inoculare au ajuns în Europa în anii 1700. În Londra în 1721, Lady Wortley Montague şi Prinţesa de Wales au ordonat ca patru condamnaţi să fie inoculaţi. Câteva luni mai târziu ei au fost expuşi la variolă şi toţi au supravieţuit. Considerându-se acum că variolarea era sigură, familia regală s-a supus la ea şi procedura a ajuns la modă.

Expunerea unei persoane la variolă tocmai pentru prevenirea variolei pare o nebunie, dar luând cruste de la supravieţuitori, viruşii acestora sunt slăbiţi. Mortalitatea de la variolare era în jur de 1%, dar mortalitatea de la variolă era 20-40%. În 1774 Benjamin Jesty a inoculat virusul de variola vacii soţiei sale; în 1796, Edward Jenner a procedat la fel cu tînărul James Phipps şi procesul de vaccinare a început.

13 MEMBRUL ARTIFICIAL (~550 î.e.n.) p.104 Din câte se pare, prima proteză a fost creată de un persan.

“Demeter, zeiţa agriculturii, i-a mîncat umărul lui Pelops dar [i-a făcut] o proteză de umăr din fildeş” – Ampulove, History of Prosthetics

Cea mai timpurie referire scrisă despre un membru artificial este cuprinsă într-un poem epic indian “Rig-Veda”, alcătuit între 3500 şi 1800 î.e.n.. Scris în sanscrită, acest poem include o descriere a amputării piciorului războinicei regine Vishpla în timpul unei bătălii; ea s-a întors la luptă mai târziu după ce doctorii celeşti Ashvins i-au potrivit o proteză din fier.

Cei mai mulţi istoici au dubii în legătură cu povestea Reginei Vishpla, folosind Istoria lui Herodot ca primă referinţă plauzibilă despre un membru artificial. Herodot descrie cum, la mijlocul sec 6 î.e.n., Hegesistratus din Elis, soldat şi proroc persan, prins de spartani şi condamnat la moarte, şi-a tăiat o parte a piciorului ca să se elibereze din cătuşe. Hegesistratus şi-a făcut o proteză de lemn care să-l ajute să meargă cei 48 km pînă la Tregea, dar din păcate a fost prins de Zaccynthus şi decapitat.

În sec I î.e.n., Pliniu cel Bătrân a scris în cartea sa, Istorie Naturală despre Marcus Sergius, despre generalul roman care a condus o legiune în al doilea război punic împotriva Cartaginei (218-210 î.e.n). Generalul avea 23 de răni care au necesitat amputarea mâinii drepte. I s-a aranjat o mână de fier pentru a ţine scutul şi s-a reîntors în luptă; a mai dus patru bătălii, doi cai murind sub el.

Cea mai veche proteză cunoscută a fost descoperită într-un mormînt din Capua, Italia, în 1858. Făcută din cupru şi lemn, datează din anii 300 î.e.n din vremea războaielor samnite. Din păcate, piciorul din Capua n-a mai supravieţuit şi altui război, fiind distrus în 1941 când Muzeul Colegiului Regal de Chirurgi a fost deteriorat serios într-un raid aerian.

14 PERGAMENTUL (~150 î.e.n.) p.121Pielea animalelor devine suport de scris.

“...cînd Ptolemeu a oprit exportul de hârtie, la Pergamon a fost inventat pergamentul… “- Pliniu cel Bătrân, Istoria Naturală, Cartea 13

Potrivit lui Pliniu cel Bătrîn, pergamentul a fost inventat în oraşul Pergamon (astăzi Bergama din Turcia) deoarece un faraon al Egiptului, temându-se că marea bibliotecă din Pergamon ar putea eclipsa-o pe cea din Alexandria, a oprit exportul de papirus spre oraş.

Pare mai probabil că pergamentul exista deja şi că a fost îmbunătăţit la Pergamon. Deasemenea asta nu a fost prima dată cînd s-a scris pe piele de animal. Pielea fusese utilizată ocazional, posibil cu ~2000 de ani înainte. Totuşi încercările anterioare au necesitat tăbăcirea pielii, rezultând documente care erau uşor păroase, ţepene şi pe o singură faţă.

Pe de altă parte, pergamentul era făcut din piei de oi, viţei şi capre, curăţate, şi foarte important, răzuite temeinic. Ambele feţe ale suprafeţei flexibile şi netede erau ideale pentru scris, fiind posibilă şi coaserea foilor împreună în “cărţi” care erau mult mai uşor de citit decât sulurile de papirus. Deşi papirusul era mai ieftin decît pergamentul, era suprafaţa favorită în Europa până la progresele din sec.XIV în fabricarea hârtiei, în special pentru manuscrisele medievale iluminate, precum uimitorul “Trés Riches Heures” al Ducelui de Berry de la începutul anilor 1400.

Pergamentul cel mai fin, în special cel făcut din pielea animalelor foarte tinere, chiar nenăscute, se numea “vellum”- velin. Termenul este folosit astăzi pentru desemnarea oricărei hârtii speciale de mare calitate.

15 GÂTARUL CALULUI (~500) p.134Un obiect chinezesc măreşte puterea de tracţiune a calului.

Cele mai multe invenţii sunt remarcabile deoarece par apărute înainte de vreme, evenimente relevante care transformă lumea în care au apărut. Gâtarul pare pe undeva invers, deoarece e dificil de înţeles de ce nu a fost inventat mai devreme.

Problema de rezolvat e evidentă. Cu un ham simplu, un cal poate trage în jur de 60kg.,dar orice sarcină mai mare duce la apăsarea hamului pe trahee, împiedicînd calul să respire. De aceea, în timp ce caii erau domesticiţi, încălecaţi, înşeuaţi din jurul anului 100 – astfel putînd fi călăriţi pentru plăcere, lucru sau luptă - rolul lor ca animal de povară era limitat şi a rămas aşa timp de 400 de ani.

Abia în jurul anului 500, un chinez a avut ideea de a pune pe o cămilă un gâtar căptuşit, idee repede folosită şi la cai. Avea forma unei monturi rigide care stătea pe pieptul calului, în jurul gâtului şi se sprijinea pe greabăn sau pe umeri. Partea superioară avea doi suporţi de lemn sau metal de care se ataşa hamul. Gâtarul reduce presiunea asupra traheei, permiţând calului să-şi folosească toată forţa împingând în gâtar în loc să tragă cu umerii.

Acest model nou de gâtar a ajuns în Europa în jurul anului 920, revoluţionând curând agricultura. Caii au înlocuit boii ca principale animale de povară, trăgînd pluguri, grape, maşini de recoltat ş.a., precum şi care şi căruţe.

16 LENTILA (~894) p.142Tratatul lui Ibn al-Haytham înfiinţează ştiinţa opticii.

Primele lentile au fost făcute din cristale minerale sau pietre semipreţioase ca berilul şi cuarţul, care erau şlefuite şi lustruite, astfel că dădeau o imagine mărită cînd se privea prin ele. Cea mai veche lentilă a fost un artifact din cristal mineral datând cam din 640 î.e.n., excavat la Ninive, lângă Mosul din Irak. Cea mai comună formă era circulară, mai groasă la mijloc decât la margine, cu ambele suprafeţe la fel.

Lentila modernă convexă a evoluat din sticla de ardere din Grecia antică, care era un vas sferic umplut cu apă folosit la concentrarea razelor solare pe o zonă mică pentru a o încălzi. Căldura folosea la aprinderea focului în temple sau la cauterizarea rănilor.

Matematicianul şi inginerul optician irakian Ibn-Sahl (~940-1000) a scris tratatul “Despre Oglinzile şi Lentilele Arzătoare” (984) în care a descris cum înţelegea că oglinzile şi lentilele curbe deviază şi focalizează lumina, folosind ceea ce se numeşte astăzi legea lui Snell pentru calcularea formei lentilelor. Dar irakianul Ibn al-Haytham (965-1039), numit şi Alhazen, este considerat “tatăl opticii” pentru tratatul lui “Cartea Opticii” (1011-1021) în care a dovedit că lumina se deplasează în linie dreaptă, a explicat cum lentila ochiului uman formează o imagine pe retină şi a descris experienţe cu camera obscură

În sec. XIII, lentilele convexe erau folosite în ochelari pentru corecţia hipermetropiei. Lentilele concave, care dispersează lumina, au fost folosite de la începutul sec. 15 pentru corecţia miopiei.

17 OCHELARII (~1250) p.156Veneţienii creează primii ochelari din Europa.

“...această [invenţie] face vederea bună şi e una din cele mai utile arte... pe care lumea o are.” – Fra Giordano da Rivalto, predică (1305)

În secolul întâi, filozoful şi dramaturgul Seneca folosea o sferă de sticlă umplută cu apă aşezată pe materialul pe care îl citea pentru a mări literele, această metodă fiind desigur folosită şi de călugării prezbiţi un mileniu mai tîrziu. Sticlarii veneţieni produceau lentile care erau folosite ca lupe, iar în Europa la sfârşitul secolului 13 acestea erau folosite în perechi, una pentru fiecare ochi, rama suport fiind făcută din lemn sau corn.

Salvio D’Almate din Pisa (1258-1312) şi fratele Alessandro da Spina (m.1313) din Florenţa sunt deseori creditaţi cu inventarea ochelarilor în 1284, dar Marco Polo în 1270, a văzut chinezi în vârstă folosind ochelari, iar când aceştia au fost întrebaţi, au atribuit invenţia arabilor în sec. XI. Tot în acel timp chinezii foloseau cuarţ afumat ca simpli ochelari de soare.

Primii ochelari aveau lentile convexe şi corectau prezbitismul. În 1451 cardinalul german Nicolas din Cusa a introdus ochelarii cu lentile concave care corectau miopia. Explicaţia funcţionării lentilelor a fost dată de Johannes Kepler în tratatul său de optică din 1604. În jurul anului 1730 un optician londonez, Edward Scarlett, a inventat braţele îndoite care prindeau ochelarii după ureche, dar a durat ceva timp pînă cînd acest design să devenină la modă.

18 PERIUŢA DE DINŢI (~1498) p.166Chinezii inventează un salvator al dinţilor.

În general se crede că înaintaşul periuţei moderne de dinţi e originar din China sec.XV. O enciclopedie chinezească datând din 1498 descrie un mâner din os de animal având încastrate smocuri scurte şi aspre de păr de pe ceafa de mistreţ siberian, fiind folosit atunci pentru curăţarea dinţilor. În sec.XVII negustorii chinezi au adus periuţa în Europa, unde a devenit foarte populară, deşi părul de mistreţ era considerat prea aspru pentru gingiile sensibile ale europenilor. Deşi a predominat părul de mistreţ, a fost găsită o alternativă: şuviţe mai moi din păr de cal.

Periuţa de dinţi nu a fost prima încercare a omenirii pentru îmbunătăţirea igienei orale. În timpul excavărilor mormintelor antice egiptene, au fost găsite “beţişoare de dinţi” datând încă din 3000 î.e.n.; acestea erau aşchii de rămurele sau fibre lemnoase din tufe, folosite pentru curăţarea între dinţi şi reîmprospătarea respiraţiei. Tot pentru acestea, chinezii mai foloseau în sec.XVI şi “beţişoare de mestecat” făcute din tufe aromatice.

Prima periuţă de dinţi produsă în masă a fost proiectată şi comercializată de inventatorul englez William Aldis în 1780, care a folosit şuviţe din păr de mistreţ şi porc, prinse într-un fragment de femur de vită. Modele mai geometrice au început să apară la pe jumătatea anilor 1840 cînd

pentru prima dată smocurile au fost aliniate în rânduri. Părul natural a fost utilizat pînă în 1938 când Dupont de Nemours a inventat nylonul. Prima periuţă de dinţi electrică a apărut în 1939.

Periuţa de dinţi este unul din cele mai vechi obiecte inventate şi încă folosite de omenire, aflată regulat înaintea altora – ca automobilul sau computerul personal – pe lista obiectelor de care oamenii pur şi simplu nu se pot lipsi.

19 OGLINDA DE STICLĂ (~1505) p.166Veneţienii transformă reflectivitatea sticlei.

“Lumea a devenit mai urâtă de când se uită zilnic în oglindă.” - Karl Kraus, poet, dramaturg şi jurnalist

Popoarele primitive puteau să-şi vadă chipul în apele liniştite ale iazurilor; oglinzile folosite de civilizaţiile greco-romane şi din Europa Evului Mediu erau din metal foarte bine lustruit care reflecta lumina. Dar adevăratul salt al vanităţii a avut loc la începutul sec.XVI cînd veneţienii au descoperit o metodă de acoperire a unei foi de sticlă plană cu un strat subţire de metal, un amestec de cositor şi mercur, mărind astfel mult claritatea reflexiei. Primele oglinzi erau de mână, folosite pentru toaleta personală, mai târziu fiind obiecte de decoraţie a locuinţelor, înrămate în fildeş, argint sau lemn sculptat. Procesul chimic de acoperire a sticlei cu un strat subţire de argint, din care au evoluat tehnicile moderne de fabricaţie a oglinzilor, a fost descoperit de Justus von Liebig în 1835. Englezii Robert şi James Adam, fraţi, au proiectat şemineuri mari şi complicate care aveau montate oglinzi cu efecte luminoase spectaculoase. În sec. XIX, oglinzile au fost încorporate şi în mobilier, de exemplu garderobe, vitrine.

În epoca modernă oglinzile sunt folosite şi în aparate ştiinţifice: telescoape, aparate foto, lasere etc şi în aplicaţii industriale. Oglinzile proiectate pentru radiaţii electromagnetice cu alte lungimi de undă decît cele vizibile sunt de asemenea folosite în special pentru producerea instrumentelor optice.

20 PREZERVATIVUL (~1560) p.171Fallopio inventează teaca profilactică.

“Prezervativul este o armură împotriva plăcerii şi o plasă de păianjen împotriva pericolului.” Madame de Sevigné, scriitoare

Anatomistului italian Gabriele Fallopio (1523-1562) i s-a publicat postum prima descriere a prezervativului în “De Morbo Gallico” (1564), un tratat despre sifilis. Pentru a ajuta contracararea răspândirii bolilor transmise sexual, Fallopio a inventat o teacă din pânză care atunci când era înmuiată într-o soluţie salină forma o barieră protectoare în timpul actului sexual. Pentru a atrage doamnele, prezervativele erau legate cu panglici roz. Fallopio afirma că niciunul dintre cei 1100 de bărbaţi care l-au folosit nu s-a infectat cu sifilis.

Acest fapt nu atestă însă că prezervativul lui Fallopio a fost primul. Picturi rupestre din Combarelles în Franţa şi desene din Egiptul antic au fost găsite ilustrând bărbaţi care poartă prezervativ. În decursul timpului, prezervativele erau făcute din hârtie îmbibată în ulei, piele subţire, vezică de peşte sau chiar şi carapace de ţestoasă.

În 1844 Gharles Goodyear (faimos pentru anvelope) a patentat un proces pentru vulcanizarea cauciucului, în care căldura intensă transformă cauciucul într-un material rezistent şi elastic. Primele prezervative făcute din cauciuc vulcanizat erau groase ca anvelopa de bicicletă, cu cusături laterale. În anii 1880 un proces de fabricaţie modernizat a dus la producerea prezervativelor cu ajutorul mulajelor de sticlă înmuiate în latex lichid. Acest proces a eliminat cusătura dând astfel o pespectivă cu totul mai practică.

21 PROTEZA ARTICULATĂ (~1564) p.171Paré iniţiază protetica modernă.

Membrul artificial articulat a apărut în anii 1500 şi a fost îmbunătăţit constant în următoarele 5 secole. Cel creditat cu învenţia este Ambroise Paré (~1510-1590) un frizer-chirurg francez cunoscut pentru unele din realizările sale anterioare. De exemplu, în timpul asediului din Torino (1536-1537) el şi-a dat seama că rănile prin împuşcare nu erau otrăvite şi nu necesitau cauterizarea cu ulei încins. În cartea lui din 1545, “La Méthod de traicter les playes faites par les arquebuses et aultres bastons à feu “ (Metoda de tratare a rănilor de archebuză şi alte arme de foc), Paré recomanda simpla îngrijire şi unguentele. Deasemenea francezul indica legarea vaselor de sânge pe timpul operaţiei în scopul prevenirii hemoragiei (ligaturare), procedeu care fusese practicat înainte cu mai mult de 1000 de ani, dar care a căzut în uitare.

Paré a inventat apoi o proteză pentru amputările mai sus de genunchi care se adapta la coapsă, având un picior de lemn cu o articulaţie de genunchi care putea fi deblocată cu o cureluşă. Paré a continuat cu realizarea unei mâini pentru un căpitan francez, pe care s-o folosească în luptă. Numită “Le Petit Lorrain”, degetul mare era fix dar celelalte puteau fi acţionate de arcuri şi gheare.

O mînă similară fusese realizată anterior pentru Gotz von Berlichingen, un cavaler care câştigase o reputaţie romantică de “Robin Hood german” pentru răpiri de nobili şi prădări de convoaie negustoreşti. Mai târziu el a condus un detaşament de rebeli în timpul Războiului Ţăranilor din 1525 din care a ieşit înainte de înfrângerea finală. În 1504 şi-a pierdut mâna dreaptă când în timpul asediului o ghiulea proprie i-a lovit sabia şi i-a retezat mîna pe care astfel a pierdut-o, dar ca urmare a primit porecla de ”Cavalerul Mâinii de Fier”.

22 MICROSCOPUL (~1590) p.176Hans şi Sacharias Jensen combină lentilele în primul microscop compus.

“Natura compune unele din cele mai frumoase poezii pentru microscop şi telescop”.- Theodore Rozsak, academician, istoric.

Microscopul cel mai timpuriu era doar o mică lentilă care mărea de 6 până la 10 ori.Sacharias Jensen şi tatăl lui, Hans, fabricant de lentile, au experimentat combinaţii de lentile şi au observat că o amplificare mai mare putea fi obţinută inversând telescopul. Microscopul lor compus combina un obiectiv lupă (lentila cea mai apropiată de obiectul de investigat) cu un ocular la capătul opus al unui tub. Un dispozitiv de focalizare a fost adăugat de Galileo Galilei.

Circulaţia sanguină prin capilare a fost observată de fiziologul italian Marcello Malpighi (1624-1694). Popularitatea microscoapelor a fost mult mărită de publicarea lucrării “Micrographia” de către savantul englez Robert Hooke, în 1655. Olandezul Anthoni van Leeuwenhoek (1632-1723) a folosit microscopul pentru numărarea firelor dintr-o pânză ţesută, instrumentul lui îmbunătăţit putând mări de 270 de ori. Microscopul lui van Leeuwenhoek avea doar o singură lentilă cu raza de curbură de cam 0,7mm. El a fost primul care a văzut microorganisme şi celule sanguine. Din cele 500 de microscoape fabricate de van Leeuwenhoek, aproximativ 10 au supravieţuit până în ziua de azi..

În sec.XVIII, sticla mai bună şi obiectivele multiple cu lungimi focale mai mici care puteau vedea detalii mai fine au dus la miucroscoape mult mai bune. Au fost adăugaţi suporţi pentru menţinerea stabilă a probelor de investigat. Secolul XIX a adus forma familiară a microscopului cu montura fără vibraţii a tubului optic.

23 POMPA DE VID (1650) p.184Guericke exploatează vidul.

Vidul este un spaţiu gol care un conţine nimic, nici chiar aer. Orice incintă cu vid are în interior o presiune mult mai mică decât în exterior, ceea ce creează o forţă enormă. Otto von Guericke (1602-1686), savant german, a fost primul care a făcut experimente legate de puterea vidului. În experienţele sale, a umplut containere cu apă şi apoi a folosit o pompă de aspiraţie pentru a scoate apa încercând în acelaşi timp să împiedice pătrunderea aerului în loc. Pentru asta lemnul era inultil deoarece scăpa aer, aşa încât a utilizat containere de sticlă sau de metal. Pentru minimizarea intrării aerului, Guericke a pus containerul într-un alt strat de apă pentru că era mai uşor să oprească scurgerile de apă decât cele de aer. Presiunea asupra containerelor era aşa de mare încât adesea, ele cedau. Mai multe încercări au dus la concluzia lui Guericke că containerele sferice erau optime pentru că forma lor “netedă” evita punctele slabe în structură. Pentru a-şi susţine teoria, Guericke i-a demonstrat împăratului Ferdinand al III-lea că nici 50 de oameni, nici atelaje de cai un puteau desface două emisfere de cupru unite prin vidare.

Ştiinţa foloseşte cel mai des pompele de vid pentru posibilitatea lor de a crea spaţii realmente goale, permiţînd studiul particulelor fără ca aerul să interfereze. Ele sunt esenţiale în multe instalaţii folosite în industrie pentru pomparea lichidelor şi a altor materiale, deplasarea obiectelor şi acţionarea utilajelor grele.

24 TERMOMETRUL CU MERCUR (1714) p.194Fahrenheit iniţiază măsurarea standardizată a temperaturii.

“Oamenii de ştiinţă ar trebui să se întoarcă la simplitatea…obsevării materiei şi a lucrurilor concrete”. Robert Hooke, Micrographia (1664)

La un termometru cu mercur, mercurul dintr-un mic rezevor se dilată într-un tub de sticlă vidat, liniar şi de secţiune constantă; valoarea dilataţiei este folosită pentru măsurarea temperaturii rezervorului. Dante Gabriel Fahrenheit (1686-1736) a părăsit Gdansk, Polonia, devenind sticlar şi producător de instrumente ştiinţifice în Olanda. Primul lui termometru de sticlă (1709) avea alcool ca lichid dilatant, ceea ce limita diferenţa de temperatură dintre punctele de fierbere şi de îngheţ. În 1714, Fahrenheit a trecut la mercur, metal lichid care se dilată uniform pe spectrul temperaturilor normale.

Fahrenheit insista ca indicaţiile termometrelor să fie universal reproductibile, adică temperaturi egale ar trebui să fie reprezentate de acelaşi număr. Pentru aceasta, el a introdus în 1724 trei puncte “fixe” şi opt gradaţii pe tubul termometrului său. Zero grade era temperatura cea mai scăzută pe care o putea el obţine în laborator, rezultatul unui amestec de apă cu gheaţă şi clorură de amoniu. 32 de grade era temperatura unui amestec de apă pură şi gheaţă, iar 96 de grade era temperatura normală a corpului uman. Din 1717 Fahrenheit a început să vândă termometre de la o bază din Amsterdam, iar acestea şi scala sa de temperatură, au devenit larg folosite în Anglia, Olanda şi Germania.

Mai recent, scala Fahrenheit a fost definită folosind punctele de îngheţ şi fierbere a apei pure, la presiune atmosferică normală, ca 32 şi 212 grade F (0 şi 100°C), temperatura normală a corpului uman fiind 98,6°F (37°C).

25 SINTEZA VORBIRII (1779) p.214Kratzenstein reproduce sunetele vocalelor.

Primul sintetizator de vorbire a fost creat de un profesor rus, Christian Kratzenstein (1723-1795), care între 1773 şi 1779 a construit rezonatoare acustice cu care a scos sunete vocalice prin conectarea lor la nişte tuburi de orgă.

Un contemporan din Viena, Wolfgang von Kempelen, a realizat un aparat mai performant în 1791; “maşina de vorbire acustico-mecanică” putea scoate sunete singulare şi chiar cuvinte sau expresii scurte. El este mai bine cunoscut pentru o invenţie anterioară, o maşină de jucat şah numită “Turcul”, care consta dintr-un birou-masă de şah care conţinea doar (aparent) roţi, angrenaje şi un manechin cu braţe mobile. Jucătorul de şah fără picioare ce se ascundea înauntrul manechinului neputând fi văzut. Odată ce escrocheria a fost descoperită, maşina de vorbire a fost şi ea discreditată, deşi era reală.

Alexander Graham Bell a devenit interesat de sinteza vorbirii după ce a văzut o copie a unei maşini de vorbit a lui von Kempelen. Când era tânăr, Bell şi-a învăţat terierul să stea şi să mormăie în timp ce-i masa tractul vocal; într-un final a reuşit să scoată o frază simplă, “ce mai faci, bunico?” (How are you, Grandmamma?).

Joseph Farber a îmbunătăţit maşina lui von Kempelen prin montarea unei limbi mecanice şi a unei cavităţi faringiene care putea fi deasemenea manevrată; era acţionată de nişte foale şi comandată de o claviatură, putând cânta şi vorbi.

Primul sintetizator de vorbire electric a fost VODER, realizat de Homer Dudley şi prezentat la Expoziţia Mondială din 1939. Era mai util decât VOCODER, care simplifica vorbirea normală într-un facsimil pentru reducerea benzii necesare unei transmisii telefonice, permiţînd astfel transmisia mai multor convorbiri pe aceeaşi linie telefonică.

26 LAMPA ARGAND (1780) p216Argand revoluţionează opaiţul, provocând vânătoarea globală a caşaloţilor.

“În lampa Argand ... aerul şi gazul au fost aduse în contact prin multe orificii mici.”- The Mechanics’ Magazine (1854)

Lămpile cu combustibil au fost folosite sute de ani fără îmbunătăţiri semnificative. Apoi, în 1780, omul de ştiinţă elveţian Aimé Argand (1750-1803) a inventat o lampă care va schimba profund vieţile a două specii: Homo sapiens şi Physeter macrocephalus.

Argand a studiat chimia sub îndrumarea chimistului francez Antoine-Laurent de Lavoisier care a descoperit că arderea necesită oxigen. Lampa lui Argand utiliza un fitil tubular pentru a aspira în flacără mai mult aer şi avea un cilindru de sticlă in jurul fitilului pentru mărirea fluxului de aer din exteriorul flăcării. Deasemenea fitilul putea fi ridicat sau coborît, pentru creşterea sau micşorarea flăcării şi deci a luminii emise. Din cauza oxigenului suplimentar, flacăra ardea la o temperatură mai mare, producînd astfel mult mai multă lumină. Mai ardeau şi majoritatea particulelor de carbon care murdăreau şi obturau lumina lămpilor mai vechi. Sticla ferea flacăra de curenţii de aer, ceea ce menţinea iluminarea constantă.Argand a descoperit că uleiul de caşalot dădea cea mai bună flacără, de pînă la zece ori mai strălucitoare decît a lumînărilor. Deoarece lămpile Argand erau o bună sursă de lumină după lăsarea serii, cererea de ulei de balenă a explodat.In 1794, în timpul revoluţiei franceze, Lavoisier a fost executat şi patentul lui Argand a fost retras, permiţînd astfel oricui să fabrice lămpi Argand. El a murit la Londra în 1803, după ce şi-a petrecut restul vieţii experimentînd cu oase, lemn de sicrie şi plante din cimitire în încercarea de a găsi elixirul pentru lungirea vieţii.Pînă în anii 1850, odata cu apariţia lămpilor cu kerosen, caşaloţii au continuat să fie vînaţi în masă pentru uleiul lor.

27 BIFOCALII (1784) p221Franklin face cunoscuţi “ochelarii dubli”, combinând două funcţii într-o singură pereche.

Capacitetea omului de focalizare pe obiecte apropiate – acomodare- scade odată cu vârsta, fenomen numit prezbitism. Aşa se explică de ce oamenii în vârstă tind să ţină cărţile la citit cu

braţul întins. Bifocalii sunt ochelari care incorporează două lentile pentru fiecare ochi. Partea inferioară a lentilelor corectează prezbitismul, focalizând obiectele apropiate.

Omul de stat american Benjamin Franklin (1706-1790) este creditat în mod normal cu inventarea bifocalilor, deşi nimeni un ştie sigur cine i-a conceput sau când. Franklin şi alţi câţiva ar fi purtat bifocali din anii 1760, dar el i-a menţionat pentru prima dată într-o scrisoare datată 21 august 1784. El a făcut multe pentru a populariza bifocalii, iar ca om de ştiinţă – cu vedere slabă - desigur înţelegea principiile care stăteau la baza funcţionării lor.

Fiecare “lentilă” a ochelarilor bifocali ai lui Franklin era din două piese distincte de sticlă; spre sfârşitul sec. XIX Louis de Wecker (1832-1906) a găsit o metodă de fuzionare a celor două lentile într-una singură. Termenul “bifocali” a fost introdus de John Isaac Hawkins (1772-1854) în 1826 pantru a-i deosebi de cei introduşi de el care aveau încorporate trei lentile distincte. “Trifocalii” lui Hawkins rezolvau problema oamenilor în vîrstă care folosesc bifocali: în timp ce obiectele apropiate şi cele depărtate sunt focalizate, vederea obiectelor intermediare suferă.

Astăzi se găsesc ochelari cu o gamă mult mai mare de lungimi focale, nu doar cu două sau trei. Aceşti “progresivi”, apăruţi la sfârşitul anilor 1950, oferă o tranziţie graduală de la o lungime focală la alta.

28 PROTEZELE DENTARE (1791) p. 230De Chémant îşi asigură brevetarea dinţilor de porţelan în Anglia.

Istoria protezelor dentare se întinde mult înainte de 1791, când dentistul Nicholas Dubois de Chémant (1753-1824) a obţinut brevetarea lor. Există dovezi datând din jurul anilor 700 î.e.n. atestând că etruscii foloseau proteze făcute din dinţi de oameni şi animale. În sec. XV în Europa se foloseau proteze din os sau din fildeş prinse cu sârmă de dinţii care mai erau în gură. Toate aceste feluri timpurii de proteze trebuie să fi fost neplăcute de purtat, contribuind şi la mirosul urât al gurii.

În 1774 Alexis Duchâteau (1714-1792), chimist francez care era nemulţumit de propria proteză dentară, a realizat un model nou care folosea dinţi de porţelan, fiind ajutat la aceasta de Chémant. Totuşi Duchâteau nu şi-a putut promova noua lui proteză şi ideea lui a stagnat. De Chémant a continuat experimentările şi în 1787 a pus la punct noua proteză. El a solicitat brevetarea ei în Franţa; Duchâteau, fiind convins că ideea i-a aprţinut lui, a încercat fără succes să se judece cu fostul lui prieten.

În timpul Revoluţiei Franceze, de Chémant a fugit în Anglia unde în 1791 i s-a acordat brevetul pentru proteza lui din “pastă minerală”. Timp de câţiva ani faimoasa companie Wedgewood din Anglia i-a furnizat pasta de porţelan de care avea nevoie pentru proteze; la începutul anilor 1800 el începuse să fabrice şi dinţi la bucată. Protezele lui De Chémant s-au folosit pe parcursul celei mai mari părţi a sec. XIX, până când au fost făcute îmbunătăţiri la structură, materiale şi formă. Treptat, vulcanitul a înlocuit pasta de porţelan, apoi au apărut răşinile acrilice şi alte materiale plastice.

29 ILUMINAREA CU GAZ (1792) p231Ca sursă de lumină, Murdock aprinde gazul dat de cărbunele arzând.

William Murdock (1754-1839) a fost un inventator foarte îndemînatic şi prolific, însă invenţia pentru care e astăzi amintit este dezvoltarea iluminării cu gaz care a înlocuit sistemul cu seu şi ulei. A început experimentele în jurul anului 1792 cînd şi-a dat seama că gazele rezultate în urma arderii cărbunelui ar putea fi aprinse şi folosite ca sursă de lumină constantă. Se zice că a ars cărbune în vechiul ceainic al mamei lui, aprinzînd gazul care ieşea prin cioc. Totuşi, în 1794 ceainicul fusese înlocuit de o retortă special construită în care ardea cărbune; gazul rezultat era canalizat printr-un tub lung ataşat, spre a fi aprins la capătul acestuia.Murdock a utilizat acest sistem întîi în casa lui din Redruth, Cornwall, continuînd să dezvolte metode pentru producerea, înmagazinarea şi aprinderea gazului cît mai eficiente şi practice. In 1798 s-a mutat din Cornwall înapoi în Birmingham ca să lucreze la fabrica Boulton and Watt (condusă de

renumitul inginer Matthew Boulton şi James Watt, faimos pentru maşina cu aburi), în care a instalat noul lui sistem de iluminare cu gaz. In 1802, spre încîntarea publicului, el a iluminat o parte a exteriorului fabricii. Anul următor, sistemul lui de iluminare a fost instalat în ţesătoria Philips and Lee din Manchester.Rămîne un mister de ce Murdock nu a obţinut un patent pentru invenţia sa, deşi e posibil să fi fost împiedicat de patronii lui, Boulton şi Watt. La mijlocul sec. 19, majoritatea marilor oraşe din Anglia erau iluminate cu gaz şi aveau propriile lor uzine, toate bazate pe invenţia originală a lui Murdock, dar el nu a prea beneficiat de asta.

30 AMBULANŢA(1792) p.233Larrey inventează vehiculul medical.

“Înainte de (apariţia) ... ambulanţelor rapide, rar vedeam oameni fără braţe şi picioare…” Dominique-Jean Larrey, chirurg

Ambulanţele şi-au făcut apariţia pe câmpurile bătăliilor napoleoniene din Franţa în 1792. Inventatorul lor, chirurgul Dominique-Jean Larrey (1766-1842) ere frustrat de obligaţia de a sta în spatele liniilor. După ce a văzut cum mobilitatea artileriei franceze o distanţa de atacant, Larrey a propus comadanţilor militari folosirea unei “ambulanţe zburătoare” care să fie în urma artileriei în luptă şi să îngrijească răniţii pe loc.

Larrey a conceput o căruţă cu cai având un compartiment central pentru transportul a doi răniţi pe saltele de piele umplute cu păr de cal; ferestrele laterale permiteau o bună ventilaţie. În interior, pacienţii puteau fi uşor deplasaţi înafară şi înăuntru datorită podelelor cu rotile. Existau şi comparimente pentru medicamente şi aparate medicale, iar rampele din spate serveau şi ca mese de operaţii suplimentare.

Larrey şi echipa lui îngrijeau pacienţii ţinând cont de seriozitatea rănilor şi nu de gradul militar sau de statut. Cei care probabil urmau să moară erau lăsaţi la o parte în favoarea celor care nu erau răniţi mortal – acest fapt a introdus în limbajul chirurgilor cuvîntul “triaj”.

31 VACCINAREA (1796) p.238Jenner concepe imunizarea la variolă

“[Am fost]…instrumentul destinat să cureţe lumea de una din cele mai mari calamităţi” Edward Jenner, doctor şi om de ştiinţă

Pe vremea când Edward Jenner (1749-1823) creştea în Anglia, variola se răspândise din nou făcând ravagii în Londra şi la ţară. Edward Jenner a ajuns doctor; practicând în Gloucestershire, el a devenit interesat de legătura dintre variolă şi variola vacii. Lăptăresele care au contractat variola vacii, boală neletală, păreau a fi imune la variolă, iar Jenner, intrigat, a început să caute legătura.

În mai 1796, lăptăreasa Sarah Nelmes a luat de la vaca ei variola vacii, iar băşici pline de puroi i-au acoperit braţele şi mîinile. S-a dus la dr.Jenner. Având ocazia de a testa proprietăţile de protecţie ale variolei vacii pe cineva care nu avusese variolă, Jenner a recoltat puţin puroi de la Sarah şi l-a aplicat pe nişte zgârieturi făcute pe braţul unui băiat, James Phipps. Câteva zile mai târziu, acesta manifesta o uşoară formă de variola vacii, dovedind ca boala era transferabilă între oameni. Apoi, Jenner l-a injectat pe Phipps cu variolă şi, deşi acesta s-a îmbolnăvit, s-a însănătoşit rapid şi complet.

Foarte multe alte experimente au confirmat rezultatele, iar în 1798 Jenner a publicat rezultatele. La început industria medicală a fost reticentă să-i foloseasca metodele, dar rezultatele erau prea ferme ca să poată fi ignorate, ducând ca în anul 1853 o lege dată de parlament să declare obligatorie vaccinarea cu variola vacii, făcând astfel ca mortalitatea din cauza variolei să scadă dramatic.

32 BATERIA (1799) p242Volta creează primul dispozitiv care produce electricitate în mod independent.

Bateria este un dispozitiv care converteşte energia chimică în energie electrică. Când doi sau mai mulţi elemenţi sunt conectaţi aşa încât curenţii produşi de fiecare curg în aceeaşi direcţie, ansamblul este numit baterie cu elemenţi. Bateriie sunt, la bază, de două feluri: prima, bateria nereîncărcabilă, iar electricitatea dispare în momentul în care chimicalele devin uzate şi baterie secundară (sau acumulator) care poate fi reîncărcată.

Bateria a apărut după ce Alessandro Volta (1745-1827) a inventat în 1799 “pila voltaică”, un teanc de discuri de argint şi zinc, separate de bucăţi de pânză îmbibate cu apă de mare, care dădeau curent electric dacă erau conectate cu o sârmă. Lucrarea se baza pe faptul că Luigi Galvani a observat că picioarele unei broaşte moarte zvâcnesc dacă sunt atinse de două tipuri diferite de metal.

Fiecare celulă avea două terminale (electrozi) – unul pozitv – anodul- şi unul negativ – catodul- suspendate într-un lichid numit electrolit. În următorii câţiva ani, alţi inventatori au descoperit alte combinaţii de metale şi electroliţi pentru obţinerea bateriilor mai eficiente. În anii 1880 s-a folosit un electrolit solid, conţinutul fiind încapsulat şi cunoscut ca “baterie uscată”. Primul dispozitiv portabil şi sigur, cunoscut drept “Lanterna”, a fost produs în 1896.

În 1859, Gaston Planté, fizician francez, a produs o baterie secundară (acumulatoare) care putea fi reîncărcată, similară bateriei (sau acumulatorului), folosită în automobilele de azi. Această baterie avea plăci de plumb imersate în acid sulfuric.

33 PROTOXIDUL DE AZOT ANESTEZIC (1800) p. 246“Gazul ilariant” al lui Davy se dovedeşte o formă eficace de calmant.

Humphry Davy (1778-1829) a fost primul care a observat efectul anestezic al protoxidului de azot – un gaz incolor şi aproape inodor – în timp ce făcea experienţe la Institutul Pneumatic din Bristol, Anglia. Davy (cunoscut pentru inventarea lămpii minerului) a văzut că protoxidul de azot îl făcea să râdă (de unde şi denumirea de gaz ilariant) şi îi calma în acelaşi timp durerea de dinţi. În 1800 a publicat o carte declarând că gazul “ar putea fi folosit avantajos în timpul operaţiilor chirurgicale”. În urma acestor observaţii, gazul a devenit popular la petreceri şi în bâlciuri dar n-a fost folosit în chirurgie timp de încă 40 de ani.

La un târg în America, Horace Wells, un dentist din Connecticut, văzând un om care şi-a spintecat piciorul fiind sub influenţa protoxidului de azot şi care părea fără dureri, imediat şi-a scos un dinte în timp ce respira gaz. În ianuarie 1845, Wells a prezentat utilizarea protoxidului de azot într-o extracţie dentară la Scoala Medicală Harvard din Massachusetts. Din păcate s-a folosit prea puţin gaz şi pacientul a ţipat de durere. Umilirea publică a dus la pierderea reputaţiei de dentist a lui Wells şi tragica lui sinucidere trei ani mai tîrziu. Anul următor dentistul William Morton a folosit gazul cu succes în timp ce un chirurg îndepărta o tumoare din gâtul unui bărbat, utilizarea protoxidului de azot răspândindu-se apoi rapid la Londra şi Paris.

Astăzi, protoxidul de azot continuă să fie folosit în timpul naşterii şi în stomatologie pentru potolirea fricii şi calmarea durerii. Ca anestezic, a supravieţuit cloroformului, dovedit prea toxic, şi eterului care avea un risc prea mare de explozie.

34 ENDOSCOPUL (1805) P.256Testul lui Bozzini dă o imagine şi un diagnostic mai precise.

Primul endoscop a fost “Lichtleiter” (instrument ghidat de lumină) realizat de Philip Bozzini (1773-1809) din Viena şi prezentat în 1805. Utilizând lumina unei lumânări reflectată într-o serie de lentile, el a putut vedea în traiectul urinar, rect şi gît. Suspiciunile din interiorul comunităţii medicale şi moartea sa timpurie au dus la stagnarea endoscopiei.

În 1853, Antoine Jean Desormeaux, chirurg francez, a modificat Lichtleiter, folosind un sistem de oglinzi şi lentile, iar pentru iluminare, flacăra unei lămpi cu alcool şi terebentină. Deasemenea el a fost primul care a utilizat termenul endoscop.

Dr.Adolph Kussmaul din Germania a fost primul care a privit în interiorul stomacului unui om viu cu un endosop în 1868. El a realizat asta cu un tub lung de 47 cm şi diametru de 13 mm care fusese testat pe un înghiţitor de săbii. Spre bucuria pacienţilor, în 1932, dr.Rudolph Schindler a inventat un endoscop parţial flexibil. În anii 1960 au fost încorporate fibrele de sticlă, endoscoapele fiind astăzi foarte flexibile şi cu un diametru mic.

Dr.William Beaumont privise cu ani înainte în interiorul unui stomac viu fără ajutorul unui endoscop. În 6 iunie 1822 un călător canadian pe nume Alexis St.Martin a fost împuşcat în partea superioară stângă a abdomenului. Rana era mai mare decît “palma mâinii unui bărbat” şi nu s-a închis complet. Prin fistulă, Beaumont a putut vedea în interiorul stomacului lui St.Martin şi a putut introduce diverse alimente ca să fie digerate. Astfel a înţeles că acidul din stomac are proprietăţi de solvent şi că are nevoie de căldură ca să acţioneze. Beaumont urma să fie cunoscut drept “tatăl fiziologiei gastrice”.

35 INDIGOUL (1806) p.257Wegewood simplifică procesul de copiere.

“La început, fabricarea plombaginei era un meşteşug manual.” – Bruce Arnold, scriitor

În 1806, lui Ralph Wedgewood (1766-1837), olar şi inventator, i s-a acordat un brevet pentru ceea ce el numea “scriitor stilografic multiplu”, un dispozitiv ajutător pentru nevăzători la scris, prin folosirea unui stilou metalic în locul desenării manuale cu instrumentul dominant de atunci, pana de scris.

Maşina lui de scris era o tablă cu un caroiaj de sârme care ajutau ghidarea mâinii nevăzătorilor care scriau. Wedgewood a luat apoi o hârtie saturată cu cerneală tipografică, a uscat-o şi a pus-o între o coală de hârtie textilă şi una normală în rama maşinii de scris stilografic. Stiloul metalic a fost utilizat pentru transferul cernelii din hârtia “carbonizată” pe hârtia de sub ea, scutind astfel de grija menţinerii penei de scris umplută cu cerneală.

Indigoul, creaţie aproape colaterală maşinii de scris stilografic, a fost acceptat greu în lumea afacerilor deoarece oamenii erau suspicioşi crezând că poate duce la falsuri. Nu a fost folosit pe larg decât după apariţia primei maşini de scris de succes comercial, în 1867.

Hârtia-carbon (indigo sau plombagină) s-a modificat în anii 1860 când Lebbeus Rogers a început să utilizeze un amestec de funingine, diluant şi ulei, un proces care a rămas în principiu neschimbat până în sec. XX. Odată cu înmulţirea comunicaţiilor, indigoul ar putea deveni depăşit în viitor, deşi „cc” (prescurtare de la copie carbon) rămâne o opţiune a emailului.

36 LAMPA CU ARC ELECTRIC (1809) p260Descoperirea lui Davy marchează un pas important pe calea spre lumina electrică.

“Cele mai imporante descoperiri mi-au fost sugerate de propriile eşecuri.” Sir Humphry Davy

Numele lui Sir Humphry Davy (1778-1829) va fi pentru totdeauna asociat cu faimoasa lampă creată de el pentru mineri, dar prezentarea lămpii sale cu arc electric a fost în multe feluri mai semnificativă.

Considerat unul dintre cei mai mari oameni de ştiinţă britanici, Davy a ajuns renumit pentru fascinantele sale conferinţe publice, inclusiv demonstraţia efectelor gazului ilariant. La vârsta de 22 de ani Davy a fost numit în 1801 director de laborator la noul Institut Regal din Londra, unde a început să lucreze în electrochimie.

Aici va descoperi principiile care au dus la crearea lămpii cu arc. A luat două bare din carbon sub formă de cărbune şi le-a conectat pe fiecare cu o sârmă la terminalele opuse ale unei baterii.

Când a apropiat “electrozii” la câţiva centimetri, s-a declanşat un arc electric între ei şi a închis circuitul.

Efectul colateral era că în timpul acelui arc, vârfurile electrozilor de carbon se încălzeau până la incandescenţă, emiţând o lumină care putea fi descrisă ca fiind cel puţin uimitoare. Dar nu dura mult. În experimentele lui Davy, scânteia care conecta electrozii era curbă datorită mişcării curenţilor de aer, astfel că el şi-a denumit creaţia “lampa cu arc”.

Cu toate că era spectaculoasă, din anumite puncte de vedere invenţia lui Davy era prematură. Bateria însăşi era încă o noutate pentru ştiinţă, prima baterie fiind prezentată de Alessandro Volta, inventatorul ei, cu doar câţiva ani înainte. Davy a trebuit să folosească 2000 de asemenea baterii pentru a aprinde lampa. Din cauza neajunsului că electricitatea nu era încă la îndemână, lampa cu arc nu a putut fi utilizată decât din anii 1870 încolo.

37 AŢA DENTARĂ (1815) p.266Spear Parmly îmbunătăţeşte igiena dinţilor

Oripilat de condiţia îngrozitoare a danturilor pacienţilor săi, dentistul american Levi Spear Parmly (1790-1859) a îndemnat promovarea utilizării a ceea ce se numeşte astăzi aţa dentară. El îndemna oamenii să-şi cureţe dinţii folosind un fir de mătase cerat şi a mers chiar mai departe, afirmând că prin utilizarea în combinaţie a pastei şi periuţei de dinţi s-ar elimina bacteriile de pe gingii. Deşi aceasta era o mică exagerare, folosirea aţei dentare este larg recunoscută astăzi ca fiind una dintre cele mai importante şi mai puţin uzitate forme de igienă orală.

Obiceiul curăţirii între dinţi cu fir sau mici scobitori este anterior lui Spear Parmly dar el a reinventat procedura şi mijloacele de realizare şi a făcut cunoscute efectele folosirii aţei dentare. Cartea lui, “Un ghid practic de întreţinere a dinţilor” a fost publicată în 1819; el recomanda aici folosirea aţei dentare după fiecare masă.

În ciuda cuvintelor lui Spear Parmly, aţa dentară a prins greu şi nu a fost produsă în masă până când Codman şi Shurtleft au brevetat modelul lor în 1874. Însă Johnson & Johnson Corporation a realizat cea mai largă reţea de distribuţie a aţei dentare, creată din acelaşi fir de mătase folosit pentru suturile chirurgicale. În jurul lui 1900 Johnson & Johnson Corporation a cumpărat Codman şi Shurtleft care rămâne un departament activ al companiei.

38 STETOSCOPUL (1816) p.266Laënnec revoluţionează medicina toracelui.

“Stetoscopul este cel mai puternic simbol al unui doctor” – Ariel Rogun, MD, PhD.

Deşi medicul Rene Laënnec (1781-1826) este creditat cu inventarea stetoscopului, doctorii din Grecia antică practicaseră arta “ascultării”. Inspiraţia i-a venit francezului în 1816, când a avut o pacientă tânără şi durdulie cu insuficienţă cardiacă. Foarte stânjenit de faptul că trebuia să-şi lipească urechea de pieptul ei generos, Laënnec şi-a adus aminte că a văzut copii ciocănind un buştean la un capăt şi ascultând la celălalt. Astfel, i-a venit ideea să ruleze nişte hârtii pentru a face un tub pe care l-a aplicat pe pieptul pacientei, rezultatul fiind că a putut auzi clar bătăile inimii.

Această idee a stat la baza realizării de către Laënnec a primului stetoscop adevărat care consta dintr-un tub de lemn lung de aproximativ 22 cm cu diametrul de 2,5 cm, cunoscut ca “monoauricular” pentru că se asculta cu o singură ureche. Laënnec a îmbunătăţit modelul în următorii trei ani; în 1819 a publicat o carte inovatoare în care arăta că dând acces la sunetele interne ale respiraţiei şi circulaţiei sanguine, stetoscoapele permit ca patologia să fie efectuată pentru prima datăpe fiinţe vii.

În 1829, doctorul scoţian Nicholas Comins a proiectat primul stetoscop flexibil, iar în 1852 medicul din New York, George P.Cammann, a creat stetoscopul biauricular prin adăugarea celei de-a doua olive de ascultare. Pentru amplificarea sunetelor a fost adăugat un microfon în 1878.

39 TRANSFUZIA DE SÂNGE (1818) p.270Blundell – pionierul unei proceduri care salvează vieţi

“Cei care folosesc sângele uman pentru a vindeca bolile...păcătuiesc de moarte” Thomas Bratholin, pofesor de anatomie, 1616-1680

James Blundell (1790-1878), obstetrician şi ginecolog la Guy’s Hospital din Londra, a observat că transfuziile sangvine ofereau o posibilă soluţie pentru femeile care aveau hemoragii mari la naştere. Blundell cera la curent cu lucrările lui John Leacock, care în 1816 a raportat experimente cu câini şi pisici, stabilind că donatorul şi primitorul trebuiau să fie de aceeaşi specie.

Prima transfuzie umană supervizată de Blundell nu a fost un caz de obstetrică, ci al unui om de 32 de ani cu cancer la stomac. În 22 decembrie 1818, omului i s-au transfuzat cu o siringă cam 400 grame de sânge în doze mici, provenind de la mai mulţi donatori. În ciuda unei uşoare ameliorări, pacientul a murit după 56 de ore.

Pentru facilitarea transfuziei Blundell a proiectat un aparat, numit Blundell’s Impellor, care consta într-o pâlnie şi o pompă pentru colectarea sângelui donatorului, pentru transfuzia indirectă în venele pacienţilor. Între 1818 şi 1829 Blundell şi colegii lui au efectuat 10 transfuzii dintre care 4 au reuşit, transfuzia rămânând un subiect controversat.

Scriind în 1829 în revista medicală “The Lancet”, Blundell însuşi a raportat pacienţi care “aveau febră, dureri de spate şi de cap şi urină închisă la culoare”. Privind în urmă, savanţii ştiu acum că el descria incompatibilitatea ABO. Totul a fost clarificat în 1900 când Karl Landsteiner, un doctor din Viena, a raportat că serul unor persoane aglutina hematiile altora. Din aceste experimente, Landsteiner a identificat 3 grupe: A,B şi C (redenumită mai târziu O). A patra grupă, AB, mult mai rară, a fost descoperită anul următor. Landsteiner a sugerat că descoperirile lui ar putea fi aplicate în transfuzii, dar ideea nu a fost luată în considerare pentru mai mult de un deceniu.

40 BRAILLE (1824) p.282Braille dă posibilitatea nevăzătorilor să scrie şi să citească cu un sistem bazat pe simţul tactil.

“Invăţând să citesc muzica în braille şi să cânt după ureche m-au ajutat să-mi dezvolt o memorie foarte bună” – Ray Charles, muzician.

Louis Braille (1809-1852) avea 15 ani când a conceput un sistem de puncte în relief pentru reproducerea alfabetului aşa încât să poată fi citit prin atingere. Braille a ajuns nevăzător la vârsta de 4 ani în urma unui accident suferit în şelăria tatălui său şi a fost educat de la zece ani la Institutul Naţional pentru Copii Nevăzători din Paris. El a învăţat să citească folosind litere în relief din lemn proiectate de fondatorul institutului, Valentin Haüy.

În 1821, Charles Barbier, fost căpitan al armatei franceze, a vizitat şcoala. Lui Braille i s-a explicat codul literal pe care îl crease Barbier pentru ca soldaţii să poată comunica noaptea fără sunet sau lumină; sistemul folosea simboluri mari pentru reprezentarea sunetelor, din cratime şi puncte în relief pe hârtie. Cititorul trebuia să palpeze cu degetul ca să recunoască sunetele.

Braille şi-a dat seama că simbolurile compacte lizibile cu o singură atingere a degetului ar fi mai rapide şi mai sigure şi ar da posibilitatea scrisului fără vedere. În 1824 a creat un sistem alcătuit din căsuţe identice, fiecare cu paţiu pentru 6 puncte în relief, aranjate într-un chenar dreptunghiular. Fiecare literă şi cifră e reprezentată de un cod unic de puncte aşezate matricial – sunt posibile 64 de combinaţii – iar secvenţa codurilor este sitematică pentru facilitarea învăţării. Braille a îmbunătăţit şi testat sistemul, a introdus coduri pentru simbolurile matematice şi notaţia muzicală şi a publicat “Metoda de Scris Cuvinte, Muzică şi Cântece prin Puncte” în 1829.

Devenit învăţător la Institutul pentru Copii Nevăzători, a dezvoltat mai departe sistemul astfel încât şi oamenii care văd să poată recunoaşte literele. Deasemenea a colaborat la dezvoltarea unei maşini pentru accelerarea procesului de scriere.

41 BECUL CU LUMINĂ INCANDESCENTĂ (1835) p305Demonstraţiile lui Lindsay arată realitatea luminii electrice costante.

Cu decenii înainte ca Thomas Edison să înregistreze patentul pentru becul electric, scoţianul James Bowman Lindsay (1799-1862) producea lumină electrică uniformă în ceea ce a devenit prototipul becului de lumină modern.

Lucrând pe baza descoperirii luminii incandescente, de succes, dar încă nepractică, a lui Humphry Davy din 1802, Lindsay a reuşit să creeze un bec mai practic. Având asigurată poziţia de lector la Institutul Watt din Dundee, Scoţia, în 1829, Lindsay a început experimentările cu lumină electrică constantă. Şi-a prezentat invenţia în 1835 la o conferinţă publică din Dundee.

Lumina unui bec incandescent este produsă de un filament prin care trece un curent electric. Lindsay spunea că la lumina lui putea citi o carte de la o distanţă de aproximativ jumătate de metru. Aceasta era o îmbunătăţire a luminii lui Davy care nu dura la fel de mult, nu era la fel de strălucitoare şi folosea platină – un material scump. Asistenţa a fost impresionată de lumina lui Lindsay, care nu scotea nici miros, nici fum, nu exploda şi putea fi ţinută pe o masă.

Anii următori Lindsay a continuat să ţină conferinţe publice despre invenţia sa dar mai apoi n-a mai facut multe cu ea. El n-a mai urmărit nici înregistrat vreun patent pentru dispozitivul lui; becul de lumină modern, aşa cum îl ştim, va fi realizat mai tîrziu de alţii, ca Joseph Swan sau Thomas Edison. Chiar şi aşa, invenţia lui Lindsay este considerată un eveniment important în istoria iluminatului, fiind unul dintre primele prototipuri ale becului cu lumină incandescentă de astăzi.

42 ETERUL ANESTEZIC (1842) p.324Long descoperă un nou calmant medical.

Descoperirea proprietăţilor eterului ca anestezic a fost una din cele mai mari decoperiri ale medicinii. Până atunci, pacienţii supuşi chirurgiei trebuiau să se bazeze pe hipnotizare sau alcool.

Americanul Crawford Long (1815-1878) are reputaţia de a fi descoperit efectele eterului luând parte la petrecerile cu gaz ilariant şi la “chefurile cu eter” din timpul facultăţii. Acolo el a observat că cei care erau sub influenţa protoxidului de azot (gazul ilariant) sau a eterului nu simţeau durere în urma loviturilor sau a căzăturilor, până când efectul nu trecea.

Long a înfiinţat un cabinet în Jefferson, Georgia, şi a început să experimenteze cu eterul sulfuric drept anestezic. Prima procedură în care a folosit eterul a fost o operaţie, în 30 martie 1842, pentru îndepărtarea unei tumori din gâtul unui tânăr; după operaţie pacientului nu-i venea să creadă că s-a intervenit. Încurajat de rezultate, Long a început să folosească eterul şi la naşteri, dar nu a publicat rezultatele.

În 1846 dentistul american William Morton a pretins că fusese primul care folosise eterul ca anestezic, ceea ce l-a determinat pe Long să înceapă să noteze rezultatele cercetării sale. În 1849 el le-a prezentat împreună cu dovada lucrărilor sale Colegiului Medical din Georgia, în acelaşi timp aflând că alţi doi doctori, Horace Wells şi Charles Jackson pretindeau acelaşi lucru. Deşi rezultatele lui Long au fost publicate în 1849, nu i s-au recunoscut oficial în timpul vieţii. În 17 iunie 1879, la un an de la moarte, Long a fost recunoscut ca părintele anesteziei, rămânând foarte respectat pentru munca lui în acest domeniu.

43 BANDA DE CAUCIUC (1845) p.333Perry găseşte o nouă utilizare inteligentă a cauciucului.

Deşi amerindienii din America Centrală foloseau cauciucul – făcut din sucul arborelui de cauciuc indigen – încă din 1600 î.e.n., numai în prima jumătate a sec.XIX americanul Charles

Goodyear a făcut un procedeu chimic pentru a face cauciucul viabil comercial. Adăugând sulf latexului natural şi apoi încălzind substanţa, el a “vulcanizat” cauciucul, făcându-l mai tare şi mai durabil. Şase ani mai tîrziu, în 1845, englezul Stephen Perry de la Messrs Perry and Co. a folosit acest proces pentru fabricarea primei benzi de cauciuc vulcanizat din lume.

Înainte de aceasta, Thomas Hancock produsese benzi de cauciuc tăind flacoane de cauciuc din Amerca Centrală în foi şi apoi în fâşii. Pentru a scăpa de resturi el a inventat o maşină – masticatorul – ca să le mărunţească, rezultatul final după mărunţirea resturilor fiind o masă omogenă de cauciuc. Prin urmare se poate cosidera că masticatorul este un precursor al morii moderne de cauciuc utilizată pentru fabricarea benzilor.

Spre deosebire de majoritatea produselor din cauciuc, benzile sunt încă făcute din latex natural, în loc de sintetic, din cauza elasticităţii superioare a primului. Benzile de cauciuc sunt folosite de toate societăţile şi industriile, cel mai mare consumator din lume fiind Poşta din SUA.

44 CLOROFORMUL ANESTEZIC (1847) p.338Simpson reduce durerile naşterii.

“Doctorul Snow a aplicat acel binecuvântat cloroform şi efectul a fost calmant, linişitor şi plăcut.” Regina Victoria a Regatului Unit

James Simpson (1811-1870), profesor de obstetrică la Universitatea din Edinburgh, Scoţia, a fost primul doctor care a folosit cloroformul la naşteri. Era nemulţumit de eter şi a început să caute un înlocuitor, folosindu-se de el şi de prieteni ai lui ca de nişte cobai. În 4 noiembrie 1847 grupul a încercat cloroformul; legenda spune că soţia lui Simpson, aducând cina, i-a găsit pe toţi dormind sub masă. Simpson a realizat imediat avantajele pe care le avea cloroformul faţă de eter; era inflamabil, mai uşor şi mai uşor de administrat; o săptămână mai târziu el administrase deja substanţa la peste 30 de femei la naştere.

Inovaţia lui Simpson a provocat mânia Bisericii şi lumii medicale. Biblia propovăduia că femeile trebuiau să nască în durere, iar doctorii afirmau că durerea e o necesitate biologică. Cu o asemenea opoziţie, cloroformul nu a fost folosit pe scară largă decât din 1853 când Regina Victoria l-a folosit la naşterea ultimului ei copil.Utilizarea ca anestezic a cloroformului a fost abandonată la începutul secolului XX, când s-a demonstrat că fusese cauza unor atacuri de cord fatale.

45 SERINGA HIPODERMICĂ (1853) p.348Pravaz şi Wood realizează simultan un nou mijloc de administrare a medicamentelor.

“Sherlock Holmes şi-a luat… seringa din tocul ei de marochin.” Sir Arthur Conan Doyle – Semnul Celor Patru (1890)

Prima seringă hipodermică practică, capabilă să străpungă pielea fără o incizie prealabilă, a fost realizată simultan în 1858 de Charles Gabriel Pravaz (1791-1853), chirurg francez care lucra în Lyon, şi Alexander Wood (1817-1884), medic scoţian.

Seringa de argint a lui Pravaz avea un piston cu şurub de reglaj pentru administrarea unor doze precise de agenţi coagulanţi pentru tratarea anevrismelor. Wood folosea o seringă de sticlă care-i permitea să urmărească vizual injectarea morfinei în tratamentul pacienţilor săi cu afecţiuni nevralgice. Mai târziu Wood a adăugat şi o scală gradată pentru măsurători mai precise. Seringa a permis pentru prima dată administrarea intravenoasă a anestezicelor şi a ajutat la eliminarea multor dificultăţi aflate în zona încă experimentală a transfuziilor de sânge. Nici una dintre versiuni n-ar fi fost desigur posibilă dacă n-ar fi existat acul tubular care fusese inventat cu 9 ani înainte, în 1844, de către medicul irlandez Francis Rynd.

Înainte de sec. XVII, seringile uretrale făcute din cositor, os şi argint erau uzuale, iar pe la mijlocul sec. XVII au existat încercări de administrare intravenoasă a medicaţiei prin pieile

animalelor. Sir Christopher Wren a participat la experimente în care animalele erau injectate printr-un tub tăiat dintr-o pană de scris. La începutul anilor 1800 se provocau băşici pentru ca pielea să poată fi trasă şi medicamentul administrat. Îmbunătăţirile făcute după 1853 includ acele detaşabile şi seringile făcute numai din sticlă, ceea ce a redus cu mult incidenţa infecţiilor.

46 BECUL BUNSEN (1855) p.351Bunsen îmbunătăţeşte o sursă de căldură de laborator.

“Principiul acestui arzător e doar că gazul iese în aceste condiţii.” – Robert Bunsen

Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899) a fost numit profesor de chimie şi medicină la Universitatea Ruprecht Karl din Heidelberg în 1852. Înainte de a accepta acest post, el a negociat construcţia unei noi clădiri de laboratoare echipată cu conducte pentru gaz carbonic, pe care oraşul începuse să-l utilizeze la iluminatul străzilor.

Bunsen nu era mulţumit de dotarea pe care o avea pentru încălzirea eşantioanelor în laborator. În 1827 Michael Faraday scrisese despre un arzător de gaz, dar flacăra dădea prea multă funingine şi mai mult lumină decât căldură. Ideea lui Bunsen era să amestece gazul cu aer înainte de a fi aprins şi nu la flacără. Deoarece oxigenul şi gazul erau bine amestecate în momentul combustiei, flacăra rezultantă era mai mult fierbinte decât luminoasă şi nu producea funingine aproape deloc.

Un mecanic de la Universitatea Heidelberg, Peter Desaga, a realizat modelul arzătorului bazat pe ideea lui Bunsen. Becul este un tub vertical cu o conexiune la o sursă de gaz inflamabil – atunci era gazul carbonic, în zilele noastre fiind vorba de metan, propan sau butan – cu orificii reglabile pentru admisia aerului. Cu cât este mai mult gaz în amestec, cu atât este mai înaltă flacăra; cu cât se amestecă mai mult oxigen, cu atât flacăra este mai fierbinte.

Împreună cu fizicianul Gustav Kirchhoff, Bunsen a utilizat arzătorul pentru a încălzi eşantioane ca să le poată studia spectrele de emisie. Astfel ei au descoperit elementele cesiu (în 1860) şi rubidiu (în 1861).

Dispozitivul din 1855 al lui Bunsen şi Desaga este foarte asemănător arzătoarelor folosite azi. Totuşi, laboratoarele de cercetare utilizează mai mult manşoanele termice sau plitele fierbinţi deoarece sunt mai sigure şi încălzesc mai uniform.

47 SPECTROMETRUL (1859) p.357Bunsen şi Kirchhoff analizează lumina în termeni de radiaţie electromagnetică.

Sir Isaac Newton, fizician şi matematician englez, lucrând cu un spectrometru primitiv – o prismă gradată de sticlă - a notat în 1666 că cele şapte culori ale curcubeului, dispersate la trecerea luminii albe prin prismă, nu puteau fi împărţite în mai multe culori. Un al doilea salt în cercetarea luminii a avut loc atunci când Joseph von Frauhofer, sticlar german, a descoperit că spectrul solar conţine linii întunecate de absorbţie cu lungime de undă constantă.

Robert Bunsen (1811-1899), profesor de chimie la Universitatea din Heidelberg, lucrând cu Gustav Kirchhofff (1824-1887), a folosit un spectrometru cu prismă pentru evidenţierea liniilor spectrale de emisie produse de elemente încălzite în flacără. În 1859 ei s-au convins că elementele erau unic caracterizate de liniile lor spectrale, aceasta conducând la descoperirea cesiului şi rubidiului. Cercetătorii au realizat de asemenea că liniile Fraunhofer D portocalii au aceeaşi lungime de undă în spectrul solar ca şi liniile emise de sodiu în laborator. Astfel s-a înţeles că spectrometrele se pot folosi pentru analizarea compoziţiei soarelui şi a stelelor.

Din anii 1870, multe firme europene au început să fabrice spectrometre cu prismă care aveau montate scale circulare pe care se puteau măsura poziţiile (şi deci lungimile de undă) ale liniilor spectrale. Rezoluţia a fost îmbunătăţită prin trecerea luminii printr-o serie de prisme. La început, nimeni nu ştia cum se produc aceste linii spectrale. Totuşi, în 1913, Niels Bohr, fizician

danez, a introdus un model al atomului în care liniile spectrale rezultau din mişcarea electronilor de pe o orbită stabilă pe alta.

48 TAHISTOSCOPUL (1859) p.355Aparatul lui Volkmann influenţează subconştientul.

În 1859 medicul german Alfred Wilhelm Volkmann (1800-1877) a construit primul tahistoscop, un aparat capabil să influenţeze subliminal gândirea prin prezentarea unei secvenţe de imagini într-un timp foarte scurt, de până la 10 milisecunde. Folosind obturatoare mecanice similare celor din aparatele de fotografiat, Volkman a arătat oamenilor imagini conţinand cuvinte emoţionale. Oamenii nu percepeau cuvintele în mod conştient, dar proiectau emoţia sugerată imaginii următoare.

Totuşi, din cauze mecanice, obturatoarele nu puteau fi acţionate cu precizie perfectă, de aceea s-au realizat tahistoscoape cu bliţ, care folosesc oglinzi amplasate într-o casetă mare şi o mică lampă ce variază de la stări de întuneric complet la lumină orbitoare în doar câteva milisecunde. Persoana care priveşte prin orificiul aparatului are impresia că fiecare imagine apare în acelaşi loc, ceea ce permite experimentatorului să arate nu numai imagini “subliminale” şi ţintă, dar să poată intercala şi o imagine fără sens sau fără vreo legătură cu celelalte, care are rolul de a întrerupe şi mai profund conexiunile dintre gândirea conştientă şi cea inconştientă.

Tahistoscoapele au fost folosite în cel de-al doilea război mondial pentru a ajuta piloţii să distingă contururile avioanelor inamice; mesajele subliminale sunt folosite în publicitate. Totuşi, există îndoieli dacă această tehnică are realmente vreun succes tangibil.

49 TESTUL SNELLEN (1862) p.366Snellen standardizează testele acuităţii vizuale.

Oftalmologului olandez Hermann Sellen (1834-1908) i-a venit ideea unui test standardizat pentru a măsura cât de bine vede o persoană şi a permite deasemenea compararea capacităţilor vizuale ale mai multor oameni.

Tabelul Snellen, dezvoltat în 1862, constă în 11 rânduri cu litere mari de tipar. Primul rând are litere foarte mari, dimensiunea literelor scăzând cu fiecare rând. Persoana testată îşi acoperă un ochi şi citeşte cu voce tare literele fiecărui rând începând de sus în jos. Cel mai mic rând care poate fi citit corect indică acuitatea vizuală a acelui ochi al persoanei. Apoi, pacientul citeşte literele cu celălalt ochi şi pe urmă din nou cu ambii ochi. Un tabel Snellen tradiţional are doar literele C,D,E,F,L,N,O,P,T şi Z.

Relaţia dintre mărimea literelor şi distanţa de la care pot fi văzute a devenit metoda standard de înregistrare a acuităţii vizuale. Snellen a determinat că o literă cu înălţimea de 8,75mm (0,3 inch - mărimea 20) poate fi identificată de majoritatea oamenilor cu vedere “normală” de la distanţa de 6m (20 picioare). De aceea, fracţia Snellen 20/20 a devenit modelul vederii “normale”. Numărătorul fracţiei este permanent 20, deoarece reprezintă distanţa de testare, iar numitorul fracţiei reprezintă cea mai mică literă pe care o poate vedea persoana de la distanţa de 6 m. Dacă cea mai mică literă văzută e de 17,5mm (0,6 inch - dublul mărimii literei de 20), atunci fracţia Snellen a acelei persoane va fi 20/40. Cea mai mare literă din tabel reprezintă o acuitate vizuală de 20/200 (persoana fiind “oarbă”).

Pentru copiii care nu ştiu să citească au fost făcute tabele cu desene de obiecte obişnuite sau cu cercuri întrerupte. Tabelul Snellen este şi în zilele noastre cel mai utilizat tabel de către doctorii oftalmologi.

50 CAPSATORUL (1868) p.383Gould creează un prototip pentru legatul hârtiei.

Cel dintâi capsator se crede că a aparţinut lui Ludovic XV al Franţei. Capsele făcute manual erau imprimate cu însemnele regale şi folosite pentru prinderea documentelor curţii.

În 1868 Charles Gould a primit un brevet britanic pentru un capsator cu sârme cu care se puteau lega reviste. Invenţia lui folosea sârmă care se tăia la lungime, vârfurile ascuţite erau forţate prin hârtie şi apoi îndoite, dispozitivul fiind un predecesor direct al capsatorului modern.

În 1868 în SUA, Albert Kletzker a brevetat un tip de clemă care folosea o singură capsă mare pentru prinderea hârtiilor însă trebuia să fie îndoită manual. Primul dispozitiv care introducea şi îndoia capsa dntr-o singură mişcare a fost brevetat de Henry R.Heil în 1877.

Primul capsator comercializat cu succes a fost produs de George W.McGill în 1879. Deşi capsele trebuiau încărcate pe rând, aparatul avea o nicovală care le îndoia capetele după inserţie, nicovala aceasta fixă putând fi văzută şi la capsatoarele moderne de azi.

Ameliorările modelelor de bază constau în încărcarea mai multor capse, ori în serie, ori una câte una. În anii 1930 fabricanţii produceau benzi de capse lipite împreună ca un şir de oase de peşte şi capsatoare care se deschideau facilitînd încărcarea.

Capsatoarele sunt omniprezente în birouri fiind un permanent motiv de frustrare atunci când lipsesc. Capsele se folosesc de asemenea în chirurgie pentru suturi.

51 FREZA DENTARĂ ELECTRICĂ (1875) p.398Green reduce durerile tratamentelor dentare.

“Cu cât se rotea freza mai repede, cu atât era mai mic discomfortul pacientului”. Malvin E.Ring, istoric al stomatologiei

Acum 5ooo de ani, oamenii foloseau burghie cu arc pentru a găurii dinţii. Mai târziu, grecii şi romanii îi găureau pentru scopuri rudimentare, dar arta s-a pierdut în Evul Mediu. Frezarea precisă a fost reinventată de medicul francez Pierre Fauchard în 1728, dar multe îmbunătăţiri cruciale făcute ulterior au avut loc în SUA. Dentistul lui George Washington, John Greenwood, a realizat prima freză mecanică, permiţând frezarea mai rapidă şi mai precisă a dinţilor, folosind o pedală mecanică (care învârtea o roată).

În 1864 englezul George Harrington a acţionat freza cu un motor, dar cele mai importante progrese ale epocii au fost făcute în 1868 de George F.Green din Kalamazoo, Michigan, inginer şi inventator american, care a reproiectat freza lui Harrington folosind aer comprimat. El a construit mai multe prototipuri în perioada în care a lucrat la S.S.White Company din Philadelphia, cel mai mare fabricant de produse dentare al timpului . Sistemul pneumatic era greu şi lent, dar a mărit viteza (100 de turaţii pe minut) de cel puţin cinci ori.

În 1875, Green – printre invenţiile căruia putând fi incluse şi o cale ferată electrică şi o batoză – a perfecţionat şi brevetat o freză electrică revoluţionară pentru stomatologie. 40 de ani mai tîrziu, viteza ajunsese la 3000 rotaţii pe minut, iar azi aceasta poate depăşi 400.000 rpm.

52 TUBUL CATODIC (1878) p.410Crookes descoperă că fasciculele de lumină devin fascicule de materie.

“Materia radiantă este proiectată cu viteză mare dinspre polii negativi” William crookes, chimist şi fizician englez.

În a doua jumătate a sec. XIX a avut loc o revoluţie ştiinţifică în care au început să-şi dezvăluie secretele fenomenele fizice, ca de exemplu electricitatea. Primele experimente în acest domeniu au dus la descoperirea tubului catodic, care va conduce mai departe la descoperirea electronului, iar mai apoi, la inventarea televiziunii.

Michael Faraday (1791-1867) a observat că într-un tub de sticlă din care s-a scos majoritatea aerului şi care are un catod şi un anod, se poate observa o uşoară strălucire între electrodul pozitiv şi cel negativ. Experimentările lui Faraday erau însă limitate de imposibilitatea de creere a unui vid total.

În jurul anului 1855 savanţii germani Heinrich Geissler şi Julius Plucker au îmbunătăţit tehnologia vidului şi au reuşit să scoată şi mai mult aer dintr-un asemenea tub. Având astfel un vid mai bun, Plucker a reuşit să obţină o strălucire mult mai mare între electrozi, arătând deasemenea că strălucirea era influenţată de efectele unui câmp magnetic.

William Crookes (1832-1919), fizician şi chimist englez, făcuse deja descoperiri semnificative înainte de a-şi îndrepta atenţia asupra tuburilor cu vid. Folosind tuburile Crookes, care aveau vidul şi mai bun decât cele ale lui Geissler şi Plucker, el a arătat că “razele catodice” care determinau strălucirea, circulau în linie dreaptă, determinând fosforescenţa la lovirea anumitor materiale. Crookes a instalat deasemenea mici giruete care se roteau în tuburi dacă trecea curentul. El a crezut că descoperise a patra stare a materiei – “materia radiantă” – dar adevărata natură a acestui fenomen a fost dezvăluită doar odată cu studiile lui J.J.Thompson, care au arătat că aceste particule erau subatomice.

53 ZAHARINA (1879) p.415Remsen şi Fahlberg fabrică un înlocuitor pentru zahăr.

“Nesănătoasă? Oricine afirmă că zaharina este nesănătoasă este idiot” Preşedintele Theodore Roosevelt

În 27 februarie 1879, Ira Remsen (1846-1927) şi Constantin Fahlberg (1850-1910), doi chimişti de la Universitatea Johns Hopkins din Baltimore, Maryland, lucrau la oxidarea o-toluensulfonamidei, un derivat al gudronului. Legenda spune că ambii oameni de ştiinţă s-au dus acasă la cină şi au simţit un uşor gust dulce al alimentelor, care apăruse datorită mâinilor nespălate. Ziua următoare, şi-au comparat notiţele despre această substanţă dulce misterioasă şi au verificat echipamentul care nu fusese spălat. Rezultatul a fost un îndulcitor artificial fără calorii pe care ei l-au numit mai târziu zaharină. Savanţii au publicat lucrările în 1880, dar numai Fahlberg a solicitat brevetarea.

Datorită absenţei caloriilor şi glucozei, zaharina a avut mare succes la consumatori, deşi exstau semne de întrebare în privinţa efectelor pe care le-ar putea avea asupra sănătăţii. În 1907, autorităţile pentru siguranţa alimentelor au încercat să interzică zaharina, dar au fost împiedicate de preşedintele Theodore Roosevelt, care era un adept al ei. Utilizarea a fost limitată în 1911, dar restricţiile au fost ridicate în timpul războaielor mondiale din cauza lipsei de zahăr.

În anii 1970 şobolanii alimentaţi cu multă zaharină păreau că erau expuşi riscului apariţiei cancerului de vezică; totuşi, unii oameni de ştiinţă au afirmat că acest fapt se datora impurităţilor din zaharină, nu zaharinei însăşi. În anul 2000 preşedintele Bill Clinton a semnat legea privind eliminarea etichetelor de avertizare de pe produsele cu zaharină. Cu toate acestea, proprietăţile zaharinei continuă să fie dezbătute.

54 VACCINUL HOLEREI (1880) p.418Pasteur introduce un nou vaccin.

Chimistul francez Louis Pasteur (1822-1895), una din minţile cu adevărat geniale ale sec. XIX, a avut o muncă revoluţionară în domeniile microbiologiei şi chimiei, care a dus la o lungă listă de descoperiri ştiinţifice. Astăzi el este cel mai bine cunoscut pentru dezvoltarea “pasteurizării” laptelui şi dezvoltarea unor vaccinuri, printre care se numără cel al turbării şi cel al antraxului. Totuşi, descoperirea vaccinului holerei a fost mai mult un accident, deşi era la curent cu lucrările lui Edward Jenner (1749-1823), care inventase vaccinul variolei.

În vara lui 1880 Pasteur conducea experimente cu holeră pe găini; astfel, l-a pus pe asistentul lui Charles Chamberland să inoculeze păsările cu o cultură de bacilul holerei. Acesta n-a făcut-o, dar o lună mai târziu această cultură, acum degradată, a fost inoculată păsărilor care s-au îmbolnăvit, dar n-au murit, aşa că Pasteur a luat încă un grup de păsări, inoculându-le pe toate cu o nouă cultură. Cele care primiseră şi cultura veche au supravieţuit, dar cele din noul grup au murit toate, ceea ce l-a făcut pe Pasteur să-şi dea seama, ca şi Jenner înaintea lui, că bacteriile slăbite induceau imunitatea subiectului. Diferenţa dintre lucrările lui Jenner şi Pasteur era că Pasteur folosea o formă de bacterii generate artificial, ceea ce a permis ca vaccinul să fie produs în cantităţi mari, revoluţionând prevenirea bolii. Ca urmare a succesului cu holera, Pasteur a continuat şi a creat vaccinurile pentru antrax (1881) şi apoi rabie (1895).

În ciuda succeselor lui Pasteur, unii dintre contemporanii săi erau sceptici în privinţa progresele sale în tratarea bolilor infecţioase.

55 INCUBATORUL (1880) p.418Tarnier şi Martin ajută la salvarea nou-născuţilor prematur.

“O persoană care e sănătoasă, are speranţă; iar cine are speranţă are totul.” – proverb arab

Inspirat de incubatoarele pentru găini, care se bazau pe cele descrise în hieroglifele egiptene, un obstetrician francez, Étienne Stéphane Tarnier, a solicitat ajutorul unui avicultor, Odile Martin, pentru construcţia unor incubatoare corespunzătoare nou-născuţilor. Această adaptare a unui model vechi urma să salveze milioane de vieţi omeneşti.

Construcţia era foarte simplă: două compartimente unul peste altul, cel superior cu spaţiu pentru prunc, cel inferior cu apă încălzită de o lampă cu ulei. Compartimentul inferior îl încălzea uşor pe cel superior ,care avea şi o deschidere pentru ca pruncul să poată respira. Din 1880, incubatoarele au evoluat enorm, versiunile moderne utilizând unele dintre cele mai sofisticate echipamente concepute de om.

Având în vedere că aproximativ 14 milioane de copii sunt născuţi prematur anual în lume, nevoia de a-i ajuta este evidentă. Numărul exact al vieţilor salvate de această invenţie este mai dificil de determinat. E greu să ne imaginăm că acum puţin mai mult de un secol, prematurii erau aşezaţi în borcane cu pene spre a fi ajutaţi să treacă de începutul periculos al vieţii lor.

56 ALIMENTAREA PUBLICA CU ELECTRICITATE (1882) p427Edison livrează electricitate maselor.

În toamna anului 1882, o parte a Manhattanului de jos din New York a fost conectată la ceea ce a părut multora un miracol: un sistem electric centralizat, comercial, furnizând energie şi lumină. Centrala de energie era pe Pearl Street, în districtul financiar al capitalei, fiind primul sistem permanent de acest gen. A utilizat curent continuu (spre deosebire de cel alternativ) şi 3000 de becuri electrice. Autorul era neobositul inventator, “vrăjitorul din Menlo”, Thomas A. Edison (1847-1931).

La sfârşitul anilor 1880, una din cele mai mari probleme a ştiinţelor practice era înlocuirea lămpilor mari şi puternice cu arc electric, care se supraîncălzeau, cu lămpi mai mici şi mai sigure. Electric Light Company a lui Edison, sprijinită de de un grup de finanţişti de vază, inclusiv J.P.Mogan şi familia Vanderbilt, a pornit să creeze un circuit paralel în care curentul era divizat unui şir de becuri mici (spre deosebire de circuitul serie al lămpilor cu arc). Scopul era prevenirea întreruperii întregului circuit în urma defectării unei lămpi. Folosind tipul de tehnologie pe care a dezvoltat-o pentru transmiţătorul cu pastilă de carbon şi pentru fonograf în 1877, Edison a fabricat filamente de bec din bambus carbonizat. De asemenea, pentru realizarea sistemului utilizat pe Pearl Street, el a mai inventat generatoare, cutii de conexiuni, siguranţe fuzibile, socluri şi alte echipamente conexe.

A fost nevoie de timp pentru dezvoltarea de reţele extinse cu mari generatoare centrale de energie (spre deosebire de cele din clădirile individuale), astfel încât tot iluminatul cu gaz s-a mai folosit pentru o perioadă. Totuşi, odată cu apariţia becurilor cu wolfram care produceau o lumină mult mai albă, apărute în 1915, a pornit o adevărată revoluţie.

57 PASTILA SOLUBILĂ (1884) p. 432Pastila lui Upjohn facilitează luarea medicamentelor.

“În nicio situaţie să nu luaţi un somnifer şi un laxativ în aceeaşi noapte.” Dave Barry, umorist

În 1884, William Upjohn, un doctor din Michigan, SUA, a inventat prima pastilă solubilă în stomac, având ideea inovatoare de a pune o particulă suport pe o platformă rotativă, în timpul rotaţiei căreia medicamentul era pulverizat pe suport, formând pastila strat cu strat. Numărul de suporturi determina puterea pastilei, rezultatul era o pastilă friabilă care se dizolva după înghiţire. Înainte de realizarea lui Upjohn, pacienţii trebuiau să ia medicamente sub formă lichidă sau având o capsulă tare. Problema consta în inconstanţa concentraţiei lichidelor şi în faptul că nu întotdeauna capsulele se dizolvau, ceea ce nu era benefic pentru pacienţi.

După brevetarea invenţiei sale, în 1886, Upjohn a realizat o maşină pentru producţia în masă a pastilelor, împreună cu fratele lui înfiinţând Upljohn Pill and Granule Company. Reputaţia pastilei friabile s-a răspândit rapid mulţumită strategiei inteligente de marketing a lui Upjohn.

A trimis la mii de doctori mici tocătoare de pin şi eşantioane din pastilele lui friabile şi pastilele dure ale rivalilor, invitând doctorii să zdrobească pastilele pe tocătoare ca să vadă care sunt mai digestibile. Printre produsele de început ale lui Upjohn se numără pastilele cu chinină şi bomboanele laxative. În următorul secol, compania a fabricat 186 medicamente diferite sub formă de pastile. Pastia solubilă se foloseşte şi azi.

58 VACCINUL RABIEI (1885) p.442Pasteur găseşte un antidot pentru o boală mortală.

“Am încasat injecţii contra rabiei pentru că am muşcat capul unui liliac, dar e ok - liliacul a trebuit să încaseze injecţii contra lui Ozzy.” Ozzy Osbourne – vocalist rock

Încă din antichitate teama de rabie era ca teama de o sentinţă de moarte. În 1884 Louis Pasteur (1822-1895) a injectat substanţă provenind de la câini turbaţi unor iepuri, scoţându-le acestora coloana vertebrală după moarte. Când coloanele erau suspendate deasupra unor vapori de hidroxid de sodiu, Pasteur a observat că numărul de supravieţuitori ai agenţilor infecţioşi era cu atât mai mic cu cât coloanele erau mai uscate.

El a făcut o serie de vaccinuri graduale, cel mai puternic conţinând măduvă uscată doar o zi iar cel mai slab măduvă uscată 14 zile. Vaccinul a fost testat pe 42 de câini, 23 dintre ei primind 14 injecţii (începând cu vaccinul cel mai slab şi terminând cu cel mai tare), în timp ce 19 câini n-au primit tratament. La sfîrşitul experimentului toţi câinii au fost expuşi rabiei; dintre cei imunizaţi nu s-a îmbolnăvit niciunul, pe când 13 din grupul de control da. Vaccinul lui Pasteur a fost testat în 1885 cînd o femeie din Alsacia a venit la laborator cu fiul ei muşcat cu 2 zile înainte de un câine turbat. Pasteur a prescris o serie de injecţii cu virulenţă crescândă pe parcursul a 14 zile; băiatul a rămas sănătos.

În 1915 un studiu de 10 ani a confirmat că din 6000 de oameni muşcaţi de un animal confirmat turbat, au murit numai 0,6% din cei care fuseseră vaccinaţi, faţă de 16% care nu fuseseră vaccinaţi.

59 LENTILELE DE CONTACT (1887) p.449Fick, Kalt şi Müller ajută la corectarea vederii.

“O pereche de ochelari puternici sunt uneori suficienţi să vindece o persoană îndrăgostită.” – Friedrich Nietzsche, filozof

De când au devenit bipezi, vederea slabă a fost ca şi o molimă pentru oameni. Soluţiile reale au apărut doar în sec. XIII, odată cu inventarea ochelarilor.

La sfârşitul anilor 1880 doi doctori oftalmologi şi un student la medicină au inventat independent lentilele de contact. Doctorii Adolf E.Fick şi Eugène Kalt intenţionau să-şi ajute pacienţii iar studentul August Müller voia să-şi corecteze propria miopie.

Primele lentile erau de sticlă în contact direct cu ochiul, utilizatorii putându-le purta doar pentru perioade scurte de timp pentru că lentilele provocau dureri, inflamaţii şi hipoxia corneei. În ciuda acestor neajunsuri, între 1935 şi 1939 în SUA au fost vândute mai mult de 10.000 de perechi. În 1949, vânzările ajunseseră la 200.000 datorită materialului plastic PMMA (polimetil metilmetacrilat) şi a inventării lentilelor de contact din plastic a lui Kevin Tuohy din 1948. PMMA mai provoca încă hipoxia corneei, dar a fost înlocuit în anii 1950 cu HEMA (hidroxietilmetacrilat), aceste lentile necesitând însă lustruirea. Bausch & Lomb au introdus a lor revoluţionara SofLens® în 1971. În sec.XXI, numărul oamenilor care poartă lentile de contact a depăşit 100.000.000.

60 COMUNICAŢIILE FĂRĂ FIR (1891) p.476Tesla patentează utilizări practice ale radioului.

“Omul de ştiinţă... nu se aşteaptă ca ideile sale avansate să fie acceptate imediat.” – Nikola Tesla

În 1887 David Hughes făcea transmisii pe distanţe scurte în cod Morse. Un an mai târziu, Heinrich Hertz emitea şi detecta propriile unde radio, dar nu era conştient de utilitatea practică a lor. Abia în 1891 cînd Nikola Tesla (1856-1943) şi-a început cercetările, tehnologia radio a început să se dezvolte.

Tesla, născut în Serbia, trăind pe atunci în New York, era un inventator practic. El a văzut rapid potenţialul pe care îl aveau ciudatele rezonanţe şi interacţiunile determinate de curenţii alternativi din experimentele sale electrice. A lucrat câţiva ani în domeniul radio, a depus câteva cereri pentru brevete, şi-a prezentat ideile la Londra şi a creat un sistem radio pe distanţă mare în New York.

Atenţia lui Tesla a fost distrasă de lungul război dintre sistemul lui de electricitate bazat pe curent alternativ şi cel al rivalului Edison, bazat pe curent continuu, ceea ce i-a lăsat cale liberă lui Guglielmo Marconi să acapareze gloria – şi banii – prin intermediul radio-ului. Deşi Oficiul de Patente al SUA în final a recunoscut inventarea radioului de către Tesla, abia în 1943, după moartea lui, a anulat patentul din 1900 al lui Marconi în favoarea cererilor anterioare ale lui Tesla. Una din invenţiile care au schimbat cel mai mult lumea, radioul ne-a adus televiziunea, telefonul mobil, radarul, accesul fără fir la internet, navigaţia prin satelit, radiotelescopul şi chiar cuptorul cu microunde.

61 FOTOGRAFIA CU RAZE X (1895) p.494Röntgen descoperă cum se poate fotografia interiorul corpurilor fiinţelor vii.

“Pentru recunoaşterea extraordinarelor servicii pe care le-a adus prin descoperirea acestor raze remarcabile.” – Academia Suedeză Regală de Stiinţe, 1901

Radiaţia X este o formă de radiaţie electromagnetică cu lungimi de undă foarte scurte, în domeniul 0,01 – 10 nanometri. Fizicianul german Wilhelm Röntgen (1845-1923) experimenta cu

raze catodice în 1895 când a observat că acestea produceau o altă formă de radiaţii când loveau sticla unui tub catodic. Le-a denumit raze X, de la notaţia necunoscutei în matematică.

Röntgen a descoperit că razele X trec prin materiale moi ca hâîrtia, cartonul şi pânza şi produc fluorescenţă putând fi folosite să formeze imagini pe o placă fotografică acoperită cu bariu. Următoarea lui experienţă a fost pe o fiinţă umană. Şi-a rugat soţia să-şi pună mâna pe o placă fotografică şi a descoperit că razele treceau prin ţesuturi, dar nu şi prin oasele sau verigheta ei. Lui Röntgen i s-a acordat primul Premiu Nobel pentru Fizică în 1901.

Radiaţia X este o formă de radiaţie ionizantă, făcând ioni din atomii pe care îi ciocneşte, ceea ce explică apariţia fluorescenţei. Până în anii 1950 nu s-a ştiut că razele X pot deteriora celulele vii, provocând cancer. Înainte de aceasta, unii, dar nu toţi, din cei care lucrau cu raze X, inclusiv Röntgen, s-au protejat împotriva radiaţiilor folosind scuturi de plumb.

Astăzi ne bazăm pe rolul crucial al razelor X în diagnosticul medical, această aplicaţie dezvoltându-se rapid după descoperirea iniţială a lui Röntgen. Razele X s-au dovedit de nepreţuit şi pentru cristalografii are folosesc tipare de difuzie la investigarea structurii materialelor. Curând după descoperirea lor, efectele nocive ale razelor X au fost folosite pentru tratamente radiografice ale cancerului.

62 IMPLANTUL MAMAR (1895) p.490Czerny introduce chirurgia plastică.

Primul implant mamar cunoscut a fost efectuat în 1895 de chirurgul austriac Vincenz Czerny (1842-1916). Czerny a transplantat un lipom (tumoare benignă din ţesut gras) mare din flancul unui pacient pentru a crea sâni noi unei femei care avusese o mastectomie, dar detaliile nu au fost înregistrate.

La începutul sec. XX au fost folosite injecţii cu parafină pentru mărirea sânilor, dar metoda a fost oprită datorită complicaţiilor dezastruoase avute, ca de exemplu apariţia cancerului “de ceară”. Au fost încercate şi alte substanţe printre care: fildeş, bile de sticlă, cauciuc, cartilaj bovin.În anii 1920 s-au încercat transplanturi de ţesut gras, grăsimea fiind prelevată chirurgical din zonele de pe abdomen şi fese şi transferată la sâni. Procedura nu avea succes deoarece corpul absorbea rapid grăsimea, lăsând sânii cu un aspect asimetric şi neuniform. Totuşi, tansplanturile actuale de ţesut gras sau musculos propriu au mai multe şanse să dea rezultate bune.

Pe de altă parte, există două tipuri principale de implanturi mamare: cu soluţie salină sau cu gel siliconic. Implanturile saline, fabricate pentru prima dată în Franţa în 1964, folosesc un înveliş de elastomer siliconic umplut cu apă sărată. Aceste implanturi sunt inserate goale şi umplute după aceea, aşa că cicatricea e mai mică decât în cazul implanturilor siliconice.

Implanturile siliconice, realizate prima dată de chirurgii plastici Thomas Cronin şi Frank Gerow în 1962, au un înveliş siliconic umplut cu gel siliconic înainte de operaţie. În urma unor raportări sporadice de cazuri în care gelul siliconic a cauzat dereglări are ţesutului adiacent, implanturile au fost fabricate din substanţe mai stabile, pentru eliminarea posibilităţii migrării siliconului.

63 HEROINA (1898) p.498Hoffmann realizează o substanţă considerată iniţial ca înlocuitoare potrivită a morfinei.

“[heroina] nu are efect halucinogen, aşa că nu prezintă nici un risc de adicţie” Boston Medical and Surgical Journal (1990)

Pe parcursul sec. XIX, savanţii au căutat un înlocuitor al morfinei care să nu dea dependenţă. Morfina, un calmant, a fost un derivat extras prima dată din macul alb indian (Papaver somniferum) în 1803 de farmacistul german Friedrich Setürner. Heroina a fost procesată prima dată în 1874 de C.R. Alder Wright, chimist la St.Mary’s Hospital Medical School din Londra. El a fiert

mai multe ore pe o plită un amestec de alcaloid morfină anhidră cu anhidridă acetică şi a produs o formă mai puternică a morfinei, diacetilmorfina.

Dar heroina a devenit populară numai cÂnd a fost resintetizată, 23 de ani mai tîrziu, de Felix Hoffmann (1868-1946), chimist german de la compania farmaceutică Bayer. După ce substanţa a fost testată de muncitorii de la Bayer, ei spuneau că se simţeau „eroic”, de unde şi numele de heroină. Din 1898 până în 1910 Bayer a comercializat heroina drept cură pentru dependenţa de morfină şi ca o componentă a pastilelor şi siropului de tuse pentru că scădea respiraţia. în 1899 Bayer producea o tonă de heroină pe an şi o exporta în 23 de ţări.

Apoi, întrucâtva spre jena lui Bayer, s-a descoperit că heroina se transformă în morfină când este metabolizată de ficat şi că de fapt este doar o formă mai puternică şi cu acţiune mai rapidă a acestei substanţe. În 1914 în SUA a fost scoasă în afara legii utilizarea heroinei fără reţetă, o sentinţă din 1919 determinând că era ilegal ca doctorii s-o prescrie dependenţilor.

Astăzi abuzul de heroină este o problemă serioasă în multe ţări ale lumii. Utilizarea ei în medicină pentru cazuri de dureri atroce este strict controlată.

64 ASPIRINA (1899) p.501Hoffmann inventează unul din cele mai populare calmante din toate timpurile.

Efectele unor substanţe asemănătoare aspirinei se cunosc din antichitate. Romanii foloseau scoarţă de salcie pentru a reduce febra. La începutul secolului XIX s-a descoperit că scoarţa şi frunzele de salcie conţin o substanţă numită acid salicilic. Cu toate ca acesta scade durerea şi febra, dă deranjamente la stomac..

În 1832 chimstul francez Charles Frederick Gerhardt a încercat să elimine aceste efecte secundare combinând acidul salicilic cu clorura de acetil, dar procesul dura prea mult şi a renunţat. În 1899 chimistul german Felix Hoffmann (1868-1946), care lucra pentru compania farmaceutică Bayer, a aflat de lucrările lui Gerhardt şi a căutat medicamentul care să aline simptomele de artrită ale tatălui său. Hoffmann a simplificat metoda şi a realizat acidul acetilsalicilic. A luat acasă o mică fiolă pentru tatăl lui care a avut prima noapte fără dureri după ani de zile. Hofmann a denumit medicamentul aspirină (cu “a” de la acetil şi “spir” de la Spiraea ulmaria, planta din care se extrage acidul salicilic).

Bayer a început marketingul pentru aspirină în iulie 1899 cu succes instantaneu. La început se vindea ca pulbere, apoi în 1914 compania a introdus tabletele. Dar numai în 1971 savantul britanic John Vane a identificat modul de acţiune al apirinei: scade producerea unor prostaglandine (substanţe chimice asemănătoare hormonilor) care provoacă inflamaţii, febră, durere şi aglomerarea trombocitelor.

Pe lângă efectele asupra durerii şi febrei, se mai cunoaşte acum că aspirina reduce riscul îmbolnăvirii cordului, preeclampsiei gravidelor şi chiar al cancerului de colon.

65 LAMPA CU VAPORI DE MERCUR (1901) p512Hewitt, pionierul iluminatului fluorescent.

“Experienţa e o lampă discretă care îl luminează numai pe cel care o poartă.”- Louis-Ferdinand Celine, scriitor şi medic

În cea de-a doua jumatate a sec.XIX exista un interes considerabil pentru efectele curentului electric care trece prin gazele închise la joasă presiune în tuburi de sticlă. Germanii Julius Plücker ş Heinrich Geissler au observat că dacă gazul era format din vapori de mercur, atunci se emitea o lumină albăstruie.

Un inginer de electricitate din Statele Unite, Peter Cooper Hewitt (1861-1921) a început să experimenteze cu aceste tuburi cu mercur şi a produs unele care dădeau multă lumină dezagreabilă albastră-verzuie. O parte din lumină, fiind în spectrul ultraviolet, era invizibilă. Faptul că lipsea emisia de lumină roşie, făcea ca oamenii să apară ca nişte cadavre fără sânge. Efectele periculoase

ale emisiei de ultraviolete puteau fi atenuate dacă se depunea pe tub un strat de substanţă chimică fluorescentă care absoarbe ultravioletele şi emite energie de lungimi de undă mai mari.

Hewitt a patentat lampa sa cu vapori de mercur în 1901 şi a înfiinţat o companie pentru fabricarea lămpilor împreună cu întreprinzătorul american George Westinghouse. Cu toate că în acel timp era folosită în principal în industrie şi în studiouri fotografice, lampa cu mercur a lui Hewitt este precursoarea iluminatului fluorescent modern.

Fabricaţia lămpilor cu mecur este ieftină, ele având şi o durată lungă de funcţionare. Mercurul se încălzeşte însă destul de greu; este nevoie şi de electrozi auxiliari pentru pornirea excitaţiei. Lămpile cu mercur au o eficienţă luminoasă destul de mică în comparaţie cu alte lămpi cu descărcări electrice, având şi dezavantajul că nu pot fi pornite şi oprite rapid.

66 RADIOTERAPIA (1901) p.505Savanţii utilizează radiaţiile în scop pozitiv la tratarea cancerului.

La sfârşitul sec. XIX progresul ştiinţific a fost uriaş, incluzând şi naşterea terapiei cu radiu, adică terapia cancerului cu radiaţie. Röntgen descoperise razele X în 1895 şi Becquerel i-a umat curând, descoperind radioactivitatea în 1896. Nu le-a luat mult timp fizicienilor vremii să pună la treabă sursa de energie nou descoperită, primul raport asupra utilizării unei substanţe radioactive pentru tratarea unei boli fiind publicat înainte de sfârşitul secolului.

La început, utilizarea radiaţiei a fost ridicol de rudimentară, doctorii pur şi simplu expunând diverse neoplasme la o sursă de radiaţie fără nici un control asupra cantităţii de radiaţie la care era expus un pacient şi în absenţa oricarei posibilităţi de delimitare a zonei expuse. Rapoartele despre tratarea sau chiar vindecarea cancerului erau foarte răspândite şi se credea că radiaţia promitea foarte mult. Din păcate, exuberanţa iniţială a fost înlocuită de un zel mult atenuat când s-a dovedit că expunerea la radiaţie putea crea alte probleme medicale în viitor.

După ce au fost definite unităţile discrete de radiaţie în anii 1920, s-a putut cuantifica dozarea radiaţiei. Aceasta, corelată cu experimentele pe animale, a condus la un mod mai potrivit de utilizare în medicină, marcându-l ca o terapie promiţătoare a cancerului. Sisteme de iradiere mai avansate tehnologic permiteau deasemenea o mai mare penetrare a ţesuturilor pentru tratarea unei mai mari varietăţi de tumori. Apariţia unor studii mai bune de imagistică şi a calculatoarelor mai performante a însemnat iradierea cu doze de radiaţie mai precise, ducând la salvarea sau cel puţin ameliorarea a nenumărate vieţi.

67 TRANSFOCATORUL (1901) p.515Allen îmbunătăţeşte focalizarea fotografierii.

Deşi primul transfocator a fost inventat în 1901, de Clile C.Allen, succesul comercial a venit doar la sfârşitul anilor 1980. Înainte de aceasta, standardul fusese obiectivul cu focar fix, dar nu a mai fost menţinut din cauza efortului fizic necesar fotografierii subiectelor de dimensiuni diferite pentru care aparatul trebuia deplasat înainte şi înapoi. Un transfocator funcţionează permiţând fotografului să scurteze sau să lungească distanţa focală, ceea ce amplifică sau micşorează mărirea unui subiect. Lungimea focală este distanţa dintre lentile şi punctul din aparat unde converg razele luminii. Schimbarea acestei lungimi permite mărirea sau micşorarea câmpului vizual fotografiat.Există multe modele diferite de transfocatoare, unele putând avea până la 30 de lentile între părţile mobile, dar toate au o lentilă focalizatoare finală, care asigură că imaginea rămâne clară şi precisă când lungimea focală se modifică. Aceasta a fost o îmbunătăţire majoră a lentilelor vari-focale din sec.XIX, care nu rămâneau focalizate după schimbarea lungimii focale, trebuind refocalizate de fiecare dată. Transfocatorul lui Allen a fost instrumentul care a făcut fotografierea mai eficientă şi relativ mai uşoară.

Primele transfocatoare aveau tendinţa de a da imagini de joasă calitate, prin comparaţie cu cele obţinute cu obiective fixe, dar cu apariţia fotografiei digitale şi optimizarea acesteia pe

computer, aparatele cu transfocatoare moderne le-au ajuns repede din urmă pe cele cu obiective fixe.

68 ELECTROCARDIOGRAFUL (1903) p.522Aparatul lui Einthoven impulsionează puternic diagnosticarea problemelor coronariene.

Electrocardiograful (EKG sau ECG) este un instrument menit să înregistreze curenţii infimi generaţi în inimă, care sunt folosiţi la diagnosticarea diferitelor tipuri de afecţiuni coronariene. La sfârşitul sec. XIX, fiziologii au înţeles că batăile inimii generau curenţi electrici, dar îi puteau măsura doar plasând electrozi direct pe miocard.

Willem Einthoven (1860-1927), medic şi fiziolog olandez, a adaptat un galvanometru cu fir pentru a fi folosit în cardiologie. Galvanometrele cu fir fuseseră la început folosite pentru amplificarea semnalelor electrice transmise prin cablurile submarine. Galvanometrul lui Einthoven, pe care acesta l-a produs în 1903, consta dintr-un “fir” de cuarţ suspendat vertical într-un câmp magnetic puternic. La trecerea curenţilor infimi prin fir, acesta devia şi întrerupea un fascicul de lumină, umbra fiind imprimată pe hârtie fotografică.

Primele prototipuri erau greoaie, cântăreau sute de kilograme, trebuiau să fie operate de 5 tehnicieni şi necesitau ca pacienţii să-şi bage mâinile şi picioarele în găleţi cu apă rece; cu toate astea instrumentul era suficient de sensibil ca să detecteze semnalele electrice când inima se contracta şi relaxa. Einthoven a studiat electrocardiograme normale şi anormale ca să dea doctorilor puncte de referinţă pentru interpretarea rezultatelor. În anii 1920 atacurile de cord puteau fi diagnosticate din modele caracteristice anormale. Ulterior au apărut ECG mai uşoare, portabile, iar după al doilea război mondial galvanometrul cu fir a fost înlocuit de dispozitive cu imprimare directă.

69 CONTORUL GEIGER (1908) p.546Geiger şi Rutherford inventează un dispoztiv pentru detecţia radiaţiilor.

În 1908 fizicienii Hans Geiger (1882-1945) şi Ernest Rutherford (1871-1937) studiau atomii de heliu ionizat la Universitatea Manchester şi vroiau confirmarea datelor de la contoarele cu scintiaţie cu cristal. Noul lor contor “Geiger” consta dintr-o sârmă conectată la înaltă tensiune de-a lungul axei centrale a unui tub închis de alamă, conţinând CO2 la joasă presiune. Când particulele încărcate intrau în cameră printr-o fereastră, ciocneau şi ionizau moleculele de CO2, ducând la o schimbare a tensiunii sârmei centrale, care era înregistrată de un galvanometru. Se putea înregistra o rată de numărare de 5 la 10 pe minut. Curând după aceea, au apărut contoare mai sofisticate folosind heliu gazos şi înregistrare fotografică a tensiunii, crescând rata numărării la 1000 pe minut. În 1928 Walther Müller (unul dintre studeţii la doctorat ai lui Geiger), a îmbunătăţit caracteristicile electrice, făcând posibilă detectarea electronilor.

Problema principală a fost timpul de revenire – “timpul mort” dintre înregistrarea unei particule şi posibilitatea înregistrării următoarei. Acesta a fost considerabil redus în anii 1930 prin introducerea alcoolului etilic la CO2 ca agent de accelerare, concentrând astfel rapid ionizarea creată la trecerea unei particule.

Multe contoare Geiger au fost folosite în industria de armament nuclear în timpul celui de-al doilea război mondial şi apoi în energetica nucleară. Instrumentele au devenit robuste şi ieftine; sunetul lor caracterisic, ca un păcănit rapid, a ajuns un clişeu comun al filmelor despre războiul rece şi science-fiction.

70 LAMPA CU NEON (1910)p.556Claude luminează lumea cu gaze nobile.

“... flashul unui neon tăia noaptea / şi atingea sunetul liniştii” – Paul Simon “Sunetul Liniştii”

În urma inventării becului electric de către Edison şi Swan, a început o cursă de urmărire pentru îmbunătăţirea designului şi performanţelor. Inginerul chimist francez Georges Claude (1870-1960) lucra la o invenţie pentru separara oxigenului din aer, spre a fi folosit la sudură şi în spitale; experimentele lui au rezultat în descoperirea gazelor “nobile” – heliu, argon, krypton, xenon, radon şi neon – numite aşa pentru că nu reacţionează cu alte elemente (n.t.- s-a dovedit ulterior că totuşi se pot obţine compuşi cu aceste gaze, denumirea lor fiind schimbată în gaze “rare”).

Conştient de cursa pentru obţinerea becului perfect, Claude experimenta trecând curent electric prin tuburi conţinând divese gaze nobile la joasă presiune. În 1902 el a descoperit că neonul dădea, chiar şi la un curent mic, o lumină intensă portocalie. Nu l-a interesat cât de intensă era lumina, dar Jacques Fonseque, un agent publicitar, a văzut potenţialul pentru aplicaţiile ei, cei doi începând sa producă firme cu neon, modelând tuburile de sticlă şi folosind diverse amestecuri de gaze nobile pentru obţinerea altor culori. În 1910 Claude a arătat publicului la Paris prima lampă cu neon. În 1912, Claude şi Fonseque au vândut prima firmă cu neon unei frizerii în Paris, iar în 1919, imediat după terminarea primului război mondial, au instalat o imensă inscripţie luminoasă deasupra intrării Operei din Paris.

Însă utilizarea lămpilor cu neon a luat amploare în Statele Unite. Prima firmă de acolo, produsă în fabrica lui Claude în 1923, a fost instalată la un comerciant de autovehicule în Los Angeles. În 1927, în New York existau 750 de reclame cu neon. În anii de dinaintea Marii Crize din anii ’30, iluminarea cu neon devenise un simbol al opulenţei şi extravaganţei din America.

71 CRISTALOGRAFIA CU RAZE X (1912) p.558Von Laue şi Ewald studiază atomii cristalelor.

„Cristalele au crescut în roci ca nişte flori aritmetice...supuse unei geometrii absolute.“ – Anne Dillard, scriitoare americană

Cristalele sunt solide – ca sarea, diamantul sau cuarţul – care au atomii costituenţi (sau moleculele) dispuşi într-o anumită ordine. Aceste tipare se repetă în toate direcţiile. Razele X penetrează solidele şi sunt împrăştiate de norii de electroni din jurul fiecărui nucleu atomic. Deoarece reţelele atomilor sunt strict regulate, difuzia RX nu e întâmplătoare. Măsurarea intensităţii razelor X în diferite direcţii şi în unghiiuri specifice la care are loc difuzia permite calculul separării reţelelor atomilor cristalului. Studiul poziţionăriii şi ordonării atomilor cristalelor se numeşte cristalografie. Radiaţiile X au lungimi de undă de acelaşi ordin de mărime cu dimensiunea atomilor tipici şi deasemenea cu distanţarea reţelelor solide de atomi.

În 1912 Max von Laue (1879-1960) şi Paul Ewald (1888-1985) au sugerat că reţelele regulate ale atomilor din cristal s-ar putea manifesta ca liniile unei reţele de difracţie. Laue a direcţionat un fascicul RX într-un cristal de sfalerit (blendă). Pe o placă fotografică plasată în spatele cristalului el a observat că razele X difuzate au produs un set de modele circulare de pete în jurul petei mai mari făcute de fasciculul central. A calculat separaţiile reţelei cristaline din unghiurile de difuzie.

De atunci, razele X au fost folosite pentru testarea metalelor, substanţelor chimice şi eşantioanelor biologice. S-au făcut progrese imense în domeniile chimiei organometalice şi supramoleculare. Dorothy Hodgkin a utilizat cristalografia Rx pentru calcularea structurii atomice a colesterolului, vitaminei B12, penicilinei, insulinei, etc. Razele X sunt folosite azi pe larg în industria farmaceutică.

72 OŢELUL INOXIDABIL (1913) p.564Brearley ralizează un aliaj “fără rugină”.

“Brearley şi-a lansat în mare vogă în lume “oţelul fără rugină” (redenumit ulterior în “oţel inoxidabil” cronică IP: Invenţii Accidentale

Oţelul inoxidabil este un aliaj de fier şi crom. Nu este corodat în contact cu aerul sau apa, rămâne strălucitor şi poate fi lustruit. Cromul, care are mare afinitate faţă de oxigen, protejează fierul formând un strat molecular de oxid de crom la suprafaţă, prevenind contactul dintre fier şi oxigen.

Harry Brearley (1871-1948) era şeful colectivului de cercetare la compania Brown Firth din Sheffield, Anglia, când firma a fost angajată să producă un metal rezistent la eroziune pentru ţevi de tun. Brearley a experimentat cu diverse aliaje fier-crom, care aveau punctul de topire mai ridicat decât oţelul. El a variat procentul de crom între 6 şi 15 şi a schimbat şi conţinutul de carbon, până când a realizat un aliaj cu 12,8% com şi 0,24% carbon. Aliajul era impresionant de rezistent la coroziune, Brearley realizând potenţialul lui pentru fabricarea tacâmurilor.

Brearley nu a studiat primul proprietăţile aliajelor fier-crom. Metalurgul francez Pierre Berthier (1782-1861) făcuse asemenea aliaje, iar alţii lucrau la aceeaşi problemă în acelaşi timp, printre care Leon Guillet care a realizat un aliaj fier-crom-nichel în 1906. În 1908, Uzinele Krupp din Germania au fabricat oţel crom-nichel pentru coca unui iaht care din păcate s-a scufundat.

73 VACCINUL ANTRAXULUI (1918) p.574Smith dezvăluie o medicaţie revoluţionară.

Înainte de a fi fost inventat un vaccin eficace pentru antrax, boala era o problemă majoră pentru agricultură şi o tară economică. Antraxul este o boală potenţial fatală care afectează oamenii şi animalele, fiind transmisă prin spori pe calea aerului. Înainte de a fi pe deplin înţeleasă, boala era numită a “zdrenţărosului” sau a “lânarului” deoarece apărea cel mai mult la oameni care lucrau cu piei de animale.

În 1877, medicul prusac Robert Koch (1843-1910) a făcut în sfârşit o legătură între infecţia cu antrax şi sporii bacteriei numită “bacillus antracis”. La sfârşitul sec. XIX, renumitul savant Louis Pasteur (1822-1895) a realizat pentru antrax un vaccin cu două doze pe care îl testase pe oi, dar păstrarea lui îi reducea rapid eficacitatea şi efectul era uneori fatal.

Savantul australian John McGarvie Smith (1844-1918) şi colaboratorul lui de cercetare John Gunn (1860-1910) au realizat un vaccin sigur, cu o singură doză. Deşi cei doi erau în relaţii amicale, niciunul n-a admis că descoperitorul era celălalt. După moartea lui Gunn în 1910, Smith a refuzat să facă publică formula, recurgând chiar la amenajarea unui laborator în propria casă pentru începerea producţiei vaccinului.

După ce ani de zile a rezistat presiunii la care a fost supus de către ministrul australian al agriculturii, W.C.Grahame, pentru a divulga secretul, Smith a fost în final de acord să-şi publice lucrările, în 1918 el predând îndelung căutata formulă guvernului statului, prin dr. Frank Edgar Hall. Deasemea Smith a donat 10000 dolari pentru înfiinţarea institutului John McGarvie Smith unde vaccinul putea fi produs în masă şi distribuit.

74 VACCINUL BCG (1921) p.580Calmette şi Guerin luptă cu tuberculoza.

“Lansarea vaccinului BCG a fost... o operaţiune comercială gigantică şi necinstită” – dr.Jean Elmiger, doctor şi homeopat elveţian

De la descoperirea lui în 1921, vaccinul BCG (Bacilul-Calmette-Guerin) a fost dat la peste un miliard de persoane din toată lumea în scopul prevenirii tuberculozei.

În sec. XIX, tuberculoza a ucis mulţi adulţi, Robert Koch dovedind în 1882 că bacteria “tubercle bacillus” era cauza, însă nu funcţiona folosirea ei, nici formă moartă nici tratată, pentru prevenirea infecţiei. Bacteriologul francez Albert Calmette (1863-1933) şi colegul său chirurgul veterinar Camille Guerin (1872-1961), au progresat semnificativ când au descoperit că bacilii rezultaţi din cultura tuberculozei bovine pe un amestec de glicerină-bilă-cartof erau mai puţin viruleţi. Prin 1906, după mai multe subculturi, ei au produs o tulpină de bacili vii care erau atât de slabi, încât nu puteau îmbolnăvi, dar puteau fi folosiţi drept vaccin.

Au testat vaccinul prima dată pe oameni în 1921, în 1928 fiind folosit la inocularea cu succes a 116000 de copii francezi.

Mai recent, se raportează mai multe cazuri de tuberculoză împreună cu creşterea numărului de tulpini de bacterii multi-rezistente, ceea ce a condus la trialuri ale unui nou vaccin pentru complementarea vaccinului BCG. MVA85A conţine o proteină găsită în toate tulpinile tuberculozei care tinde să amplifice reacţia celulelor T deja activate de vaccinul BCG. Noul vaccin este testat în regiunea Western Cape din Africa de Sud.

75 MICROELECRODUL (1921) p.579Hyde facilitează studiul celulelor individuale.

Idei Hyde (1857-1945), neurfiziolog american, i-a fost dificil ca femeie în mediul ştiinţific la începutul anilor 1900. Născută în Davenport, Iowa, din imigranţi germani, ea a luptat ca să găsească o universitate care s-o accepte. Până la urmă a obţinut o diplomă la Universitatea Cornell şi apoi a devenit prima femeie cu doctorat în ştiinţe obţinut la Universitatea Heidelberg din Germania. În ciuda acestui fapt, nu i s-a recunoscut inventarea microelectrodului decât după moarte. De atunci, microelectrozii au revoluţionat neurofiziologia. Electrodul lui Hyde era atât de mic, încât la acea vreme metodele ei erau printre primele capabile să studieze celule individuale.

Cercetările lui Hyde s-au axat pe mecanismul respiraţiei şi sistemele nervoase ale unui şir de fiinţe, de la cosaşi, până la oameni. În timpul lucrărilor ei, a inventat microelectrodul ca să poată aplica stimuli electrici sau chimici unei celule şi să înregistreze activitatea electrică a unei celule individuale. În acest mod ea a putut afla exact ce se întâmplă când o celulă sau un nerv conduce electricitate.

Dar numai după 20 de ani, când microelectrodul a fost reinventat, din cauza necunoaşterii muncii de pionierat a lui Hyde, el a fost folosit în studii pe scară largă. Astăzi microelectrozii sunt o componentă esenţială a aparaturii necesare examinării impulsurilor electrice din creier. Dacă Hyde ar fi fost recunoscută la vremea ei, poate că microelectrodul ar fi fost folosit cu decenii mai devreme de către neurofiziologi. Este dificil de apreciat cu câi ani a fost întârziată cercetarea, din simplul motiv al vederilor sexiste faţă de oamenii de ştiinţă femei.

Experienţele trăite de Hyde au făcut-o să fie foarte interesată de educaţia femeii, ea petrecându-şi ultimii ani ţinând conferinţe despre problematica femeii.

76 BLITZUL CU XENON (1923) p.592Edgeton luminează fotografierea.

“Viaţa nu e un şir de detalii semnificative iluminate de un flash şi nemişcate pentu totdeauna. Fotografiile sunt.” Susan Sontag, scriitoare şi critic.

Pionierul blitzului cu xenon a fost Harold Edgerton (1903-1990), un profesor de inginerie electrică la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT). Era un expert al stroboscopului şi un fotograf creativ ale cărui imagini instantanee sunt faimoase în lume.

Lămpile flash cu xenon, folosite în lumina stroboscopică fotografică pot da un intens fulger de lumină care durează între o milionime şi a mia parte dintr-o secundă, depinzând de volumul şi cantitatea gazului din bec. Flashurile pot fi repetate până la de câteva sute de ori pe secundă. Xenonul este conţinut la o presiune între 1% şi 10% dintr-o atmosferă într-un tub de obicei din

cuarţ. Descărcarea are loc la aplicarea unei înalte tensiuni în comutaţie unui catod mic, ionizând astfel gazul. Apoi, dintr-un condensator încărcat, se aplică un curent de ordinul a o mie de amperi prin tub care excită atomii de xenon. Aceştia îşi revin imediat, emiţând flashul de lumină.

Xenonul este extrem de eficient pentru conversia energiei electrice în radiaţie vizibilă. Lungimea flashului e determinată de distanţa dintre electrozi. Proiectarea atentă a formei şi compoziţiei electrozilor poate asigura că fiecare flash iese cu aceeaşi energie. Xenonul dă un flash cu un larg spectru continuu, având şi multe linii spectrale, dar cu frecvenţe în toată gama spectrului vizibil, astfel că lumina apare albă ochiului omenesc. Dacă e nevoie de mai multă radiaţie infraroşie, se poate folosi kryptonul.

77 LAMPA FLUORESCENTĂ (1926) p.602Germer un bec cu lumină mai rece şi mai eficientă

Dacă se poate spune despre cineva că a “inventat” lumina fluorescentă, acela este probabil Edmund Germer (1901-1987), deşi mulţi oameni de ştiinţă şi inventatori, inclusiv Heinrich Gessler şi Thomas Edison au contribuit la crearea ei.

Un bec fluorescent funcţionează la trecerea unui curent electric printr-un amestec de vapori de mercur şi un gaz inert de joasă presiune, aceasta determinând atomii să “mişte”, emiţând lumină ultravioletă. Din păcate nu putem vedea ultravioletele, de aceea, interiorul tubului este acoperit cu un strat de pulbere de fosfor care absoarbe ultavioletele şi emite lumină vizibilă care este mai rece şi mai eficientă decât cea incandescentă.

Probabil că din cauza faptului că procesul de fabricaţie era mai complicat decît al becurilor incandescente, la scară comercială, lampa incandescentă a fost realizată doar în anii ’20, în pofida multiplelor experimentări efectuate pe parcursul primelor decenii ale sec. XIX. În 1926, lui Jacques Risler i s-a acordat un brevet pentru un tub cu neon având un strat fluorescent, utilizat în principal pentru reclame, dar în afară de aceasta becul fluorescent a rămas în obscuritate.

Brevetul primit de Germer, Meyer şi Spanner era pentu o lampă cu vapori de mercur la presiune mare care deşi nu a intrat în producţie, era similară cu una pentru care exista o cerere de brevetare depusă de General Electric, care la acea dată încerca să realizeze o lampă fluorescentă. După o luptă avocăţească, General Electric i-a plătit pe Germer şi ceilalţi şi a obţinut patentul, devenind astfel producătorul dominant de tuburi fluorescente.

78 AEROSOLUL (1926) p.599Rotheim inventează sprayul.

Inofensivul tub de spray a fost subiect de controversă în presă în decursul timpului. Un mijloc ieftin de a se ameţi cineva este inhalarea solvenţilor din anumiţi aerosoli, având efect asemănător cu o uşoară beţie. Sprayurile cu vopsele sunt curent folosite la grafitti prin pulverizare, dar în timpul anilor 1970, conştientizarea crescândă a faptului că clorfluorocarbonul deteriora stratul de ozon a dus la acordul pentru eliminarea graduală a CFC prin protocolul Montreal. În ciuda aspectelor negative ale produsului, sprayul este o invenţie omniprezentă, larg utilizată astăzi în lume.

Aerosolii datează de la sfârşitul anilor 1800, sprayurile metalice fiind testate din 1862. Adevăratul salt al tehnologiei aerosolilor a avut loc în 1926, când Erik Rotheim (1898-1938), inginer chimist norvegian, a descoperit că substanţa utilă putea fi amestecată în tub cu un propulsor sub formă de vapori de lichid presurizaţi, permiţând dispersarea acestora printr-o mică duză orientabilă.

Cheia aerosolului este propulsorul. Gazul folosit se află în spray sub formă de vapori de lichid presurizaţi la o temperaură puţin mai mică decât punctul de fierbere (de obicei un pic sub temperatura camerei). Când lichidul este eliberat prin duză, se evaporă şi devine gaz, propulsând astfel produsul sub formă de spray.

În ciuda detractorilor, invenţia lui Rotheim a adus îmbunătăţiri şi multă comoditate în diverse zone de activitate, de la vopselele-spray care dau un strat uniform maşinilor reparate, până la arabescurile apetisante de frişcă.

79 PLĂMÂNUL DE FIER (1927) p.604Drinker şi Shaw concep un respirator cu incintă.

Doctorii care tratau pacienţi cu poliomielită au observat că, deşi mulţi suferinzi în faza acută nu puteau respira când acţiunea virusului paraliza muşchii toracelui, cei care supravieţuiau acestei faze de obicei îşi reveneau complet. Aceste observaţii au arătat necesitatea găsirii unei strategii de menţinere a respiraţiei până când pacienţii pot respira independent din nou.

În 1927, Philip Drinker şi Louis Agassiz Shaw, ingineri chimişti la Harvard, au conceput un respirator cu incintă pentru menţinerea respiraţiei. Sistemul consta dintr-o incintă în care era introdus pacientul, al cărui cap ieşea la aer pe la unul din capete printr-o gaură căptuşită cu cauciuc pentru etanşare. Aerul era pompat din incintă creând astfel o presiune mai mică şi determinând toracele să se extindă şi, deci, pacientul să respire.

Primul “plămân de fier” a fost instalat în 1927 la Bellevue Hospital din New York, având primul pacient în 1928, o fetiţă de 8 ani cu poliomielită ajunsă în stare comatoasă din lipsă de oxigen. La un minut după ce a fost pornit aparatul, fetiţa şi-a revenit şi a cerut îngheţată. Aparatul a fost îmbunătăţit ulterior cu o platformă glisantă pe rotile ca a mecanicilor auto, cu hublouri prin care personalul medical putea trata. Proiectantul John Haven Emerson a realizat un plămân de fier care putea modifica ritmul respiraţiei şi care în plus costa doar jumătate ca să fie produs.

Plămânul de fier a ajutat la salverea a mii de vieţi în timpul epidemiilor de poliomielită din anii 1940 şi 1950. În 1959, 1200 pacienţi foloseau asemenea respiratoare în SUA, dar odată cu apariţia vaccinului polio, această cifră a scăzut în 2004 la numai 30.

80 STIMULATORUL CARDIAC (1928) p.613Lidwell descoperă cum se poate menţine ritmul normal al inimii cu un dispozitiv electronic.

Stimulatorul cardiac este un dispozitiv electronic implantat chirurgical, care stabilizează inima la normal în urma unui ritm cardiac mic sau neregulat. Primul stimulator artificial a fost inventat de dr. Mark Lidwell, anestezist australian care a realizat un aparat exterior, alimentat cu curent alternativ, care necesita prezenţa unui ac introdus în ventricul. În 1928, Lidwell a utilizat dispozitivul pentru resuscitarea unui nou născut cu stop cardiac la Crown Street Women’s Hospital din Sydney. Lidwell a raportat cazul la cel de-al treilea Congres al Societăţii Medicale Australiene în 1929, dar nu a ieşit în evidenţă, datorită controverselor din acea vreme aupra cercetăriilor efectuate pentru prelungirea artificială a vieţii omului.

În 1932, fiziologul american Albert Hyman (1893-1972), a realizat independent un instrument electromecanic, acţionat de un motor cu resort şi manivelă, pe care îl numea pacemaker artificial. Primul stimulator intern a fost realizat de suedezul Rune Elmqvist şi implantat unui pacient la Spitalul Universitar Karolinska de chirurgul Ǻke Senningen. Aceste prime modele erau alimentate de baterii mercur-zinc care ţineau numai 2-3 ani. În 1973 a fost descoperită bateria cu litiu-iod care ţine în jur de şase ani.

Astăzi se implantează numai în SUA vreo 100.000 de stimulatoare. Modelele moderne au posibilităţi sofisticate de programare şi sunt extrem de compacte. Dispozitivul conţine un generator de impulsuri, un detector care urmăreşte ritmul cardiac şi comandă stimularea şi o baterie litiu-iod care durează între 7 şi 15 ani.

81 ELECTROENCEFALOGRAFUL (EEG) (1929) p.614Berger înregistrează activitatea electrică a unui creier.

Deseori credem că gândurile sunt instantanee, dar în realitate ele sunt limitate de anumite reacţii chimice şi impulsuri electrice din creierul nostru. Dat fiind că aceste fenomene fizice însoţesc gândirea, rezultă de asemenea că dacă se insistă ar trebui să se poată măsura activitatea electrică, în ciuda naturii ei aparent efemeră. Înregistrarea acestor impulsuri – electroencefalografia – a evoluat cu viteza melcului, până în momentul lucrărilor lui Hans Berger (1873-1941).

În 1875 medicul englez Richard Caton a realizat că putea măsura activitatea cerebrală a animalelor cu un galvanometru. Un medic polonez, Adolph Beck, şi el lucrând cu animale, a realizat progrese, observând locaţia unor impulsuri senzoriale şi schimbarea activităţii în urma stimulării cu zgomote puternice sau lumină strălucitoare. Legătura dintre modelele animale şi umane nu a fost bine înţeleasă în acea perioadă, trebuind să treacă mai multe decenii până când cineva a făcut acest salt.

Hans Berger a început să experimenteze înregistrarea activităţii electrice a creierului în anii 1920. El şi-a îmbunătăţit tehnica lucrând în secret şi, ciudat, având ca acoperire prelegeri despre telepatie. Folosindu-şi fiul, Klaus, ca subiect de cercetare, Berger a înregistrat prima EEG în 1924 şi a continuat câţiva ani experienţele. Şi-a publicat opera în 1929, revoluţionând lumea neurologiei. Astăzi, EEG este utilizată pentru evaluarea epilepsiei, afecţiunilor somnului şi multor altor probleme neurologice.

82 CICLOTRONUL (1929) p.615Lawrence accelerează particule la viteze mai mari ca niciodată.

Denumirea pare să fie a unei biciclete de efort din anii 1950, dar ciclotronul este bunicul celor mai puternice acceleratoare de particule de astăzi. După ce studiase iniţial chimia, Ernest Lawrence (1901-1958) a trecut la fizică, luându-şi doctoratul în 1925, la Universitatea Yale. În acea vreme, explorările naturii materiei începuseră să dea rezultate interesante. La Cambrige, Anglia, Ernest Rutherford folosise particule atomice ca proiectile cu care bombarda atomi. În 1919, el reuşise să bombardeze nucleul unui atom de hidrogen şi să-l facă să absoarbă un nucleu de heliu, creând oxigen.

Acest tip de activitate a ajuns totuşi la o limită tehnică. Particulele atomice provenind de la materialele natural radioactive erau prea puţine şi nu aveau energia necesară pentru continuarea experimentelor pe care Rutherford voia să le facă. În 1927 el a lansat o provocare fizicienilor pentru găsirea unor metode de obţinere a unei surse “copioase” de particule de mare energie.

Lawrence a răspuns apelului şi doar doi ani mai târziu, în 1929, a prezentat ideea care va deveni rapid un ciclotron. El a fost inspirat experimentând cu un câmp magnetic care obliga particulele încărcate să se mişte pe traiectorii circulare. Aceasta face particulele să treacă prin acelaşi câmp magnetic accelerator în mod repetat. În 1931 primul său model a fost gata de producţie. Primul ciclotron era un dispozitiv relativ simplu, măsurând doar cîţiva cm diametru, putând accelera ioni de hidrogen la energii mult mai mari decât fusese realizabil înainte prin orice metodă. Noul domeniu al fizicii energiilor mari în sfârşit apăruse.

83 INTENSIFICATORUL DE IMAGINI (1930) p.621Kubetsky concepe tubul fotomultiplicator.

“Orice tehnologie poate fi utilizată în bine sau rău. Depinde de voi cum o folosiţi” - Vladimir Zvorîkin, om de ştiinţă

În 1930, fizicianul sovietic Leonid Kubetsky (1906-1956) a propus o metodă de amplificare a curenţilor fotoelectrici slabi. El a folosit efectul fotoelectric, unde energia fotonilor este convertită în energia electronilor mobili. Aceşti electroni pot fi apoi acceleraţi. Când ei ciocnesc o placă

fluorescentă, sunt emişi câţiva fotoni, convertind energia din nou în lumină vizibilă. Dispozitivul, un tub fotomultiplicator, poate mări iluminarea de 50 de ori. Folosite în serie, aceste tuburi pot crea o cascadă de fotoni, producând un câştig al iluminării mai mare de 50.000 de ori.

În anii 1930, Vladimir Zvorîkin lucra la RCA la ceea ce a devenit primul televizor viabil comercial. Pentru depăşirea problemei semnalelor mici, Zvorîkin a folosit un fotomultiplicator similar. Modelul lui Zvorîkin, apărut în 1936, a avut succes pe piaţă, Kubetski fiind în general necunoscut înafara URSS.

Armata a văzut rapid potenţialul acestor dispozitive. Lucrând cu G.A.Morton la RCA, Zvorîkin a realizat prima generaţie de dispozitive pentru vedere nocturnă. Acestea detectau lumina infraroşie, invizibilă pentru ochiul liber. Tuburile fotomultiplicatoare şi-au găsit utilitatea şi în astronomie în 1937, făcând acum posibilă şi observarea luminii slabe venită de la stelele îndepărtate. Tuburile au fost deasemenea utilizate şi în imagistica medicală.

84 MICROSCOPUL ELECTRONIC (1931) p.627Ruska reuşeşte o mărire mai amplă.

“O minte slabă este ca un microscop, care măreşte lucrurile neînsemnate, dar căruia îi scapa cele grandioase” Lordul Chesterfield, aristrocrat englez

Primele microscoape au fost făcute de echipa Hans şi Zacharias Jansen, tată şi fiu, în jurul anului 1590. Aceşti producători olandezi de ochelari au realizat un microscop cu magnificarea de numai 20.

În 1673, olandezul Anthony van Leeuwenhoek a descoperit bacteriile, celulele sanguine, protozoarele, spermatozoizii cu un microscop care mărea de 300 de ori. În 1886, Ernst Abbe avansase considerabil tehnica, microscopul lui ajungând la limita rezoluţiei în lumină vizibilă – cam 2000 angstromi (0,0002mm).

Pentru o rezoluţie mai bună e nevoie de ceva cu lungime de undă mai mică. Ernst Ruska şi profesorul lui, Max Knoll (1897-1969), au realizat că dacă electronii sunt acceleraţi în vid, lungimea de undă ar putea fi de 100.000 ori mai mică decât a luminii vizibile. Aceste fascicule de electroni ar putea fi apoi focalizate cu bobine magnetice pentru a produce imagini. A construit primul microscop electronic în 1931, care în mod ironic, avea o rezoluţie mai mică decât cel al lui Jansen, dar în 1933 făcuse unul cu rezoluţie mai mare decât cele cu lumină vizibilă. În 1939 se produceau primele microscoape electronice pentru comercializare.

Lui Ruska i s-a acordat Premiul Nobel în fizică pentru realizarea microscopului electronic.

85 LAMPA ANGLEPOISE® (1932) p.629Carwardine foloseşte un principiu simplu pentru direcţionarea luminii potrivit necesităţilor individuale.

“Irosim lumina degeaba, precum lămpile ziua...” Shakespeare: Romeo şi Julieta

George Carwardine (1887-1948) avea o fabrică de automobile; acolo i-a venit ideea de a monta nişte arcuri pe un braţ metalic cu orientare reglabilă şi mentinere a poziţiei. Proiectul imita mişcarea braţului omenesc şi se inspira din principiul tensiunii constante. L-a brevetat în 1931, dar doar anul următor i-a venit ideea să încline temporar direcţia unei lămpi.

A ataşat un suport greu şi o lampă direcţională braţului cu arcuri mobil, ceea ce permitea lămpii să fie orientată şi să rămână fixă în orice poziţie. Carwardine a observat că lămpile erau utile în procesul de asamblare din fabrica sa, dîndu-şi curând seama că nimic nu le împiedica să fie folosite în birouri sau aiurea. Prin adăugarea unui abajur, lumina putea fi îndreptată într-o direcţie anume, lampa având avantajul consumului mai mic de energie decât al modelelor competitoare, pretinzând că dă cu un bec de 25W la fel de multă lumină ca o alta cu un bec de 60W. Abajurul deasemenea servea la îndepărtarea fasciculului şi evitarea intrării luminii în ochii lucrătorului.

Acţiunea direcţională a lămpii s-a dovedit a fi ideală pentru utilizarea în birouri, în special pentru iluminarea cărţilor şi documentelor. Produsul a avut un succes imediat. Astăzi lămpile Anglepoise® sunt obişnuite în birourile de pretutindeni, în decursul timpului proiectul original al lui Carwardine neavând decât schimbări minore.

86 SCAUNUL CU ROTILE PLIANT (1932) p.630Jennings proiectează un produs lider de piaţă.

După ce şi-a rupt coloana într-un accident de mină, lui Herbert Everest i-a displăcut atât de mult scaunul cu rotile greoi pe care îl folosea, încât a cerut ajutorul unui prieten inginer, Harry Jennings, pentru a-l ajuta să proiecteze un alt model. Obiectul pe care l-a realizat Jennings a revoluţionat piaţa scaunelor cu rotile.

Deşi scaunele cu rotile există din sec. XVI (se crede că primul a fost construit pentru regele Filip al II-lea al Spaniei), nu prea au evoluat până cam în 1909, când au apărut primele modele uşoare făcute din ţevi de oţel în loc de lemn. Acestea aveau unele caracterisici mobile, dar cadrul pliant în X a fost secretul proiectului de succes al lui Jennings. Înainte de acesta, toate scaunele cu rotile cu caracteristici rabatabile erau bazate pe un cadru în T sau în I. Utilizarea unui ansambu pliant în X nu numai că a realizat o rigiditate mai mare, dar a şi însemnat că scaunul putea fi pliat prin împingerea lateralelor una spre alta cu roţile rămânând montate.

De fapt, acest scaun cu rotile a fost atât de revoluţionar, încât Everest şi Jennings au pornit o afacere lansând o companie numită, fără imaginaţie, Everest şi Jennings. Compania a avut succes masiv şi a dominat piaţa la început, atât de mult încât Departamentul de Justiţie al SUA le-a intentat un proces antitrust pentru tentativa de monopolizare a pieţii.

87 TIOPENTALUL DE SODIU (1932) p.630Volwiler şi Tabern injectează anestezice în siguranţă.

Tiopentalul de sodiu a fost descoperit în 1932 de Ernest H.Volwiler (1893-1992) şi Donalee L.Tabern (1900-1974), doi savanţi în căutarea unui anestetic care să poată fi injectat direct în fluxul sanguin. Lucrând la Laboratoarele Abbott, perechea a petrecut 3 ani analizând sute de substanţe, pentru a găsi una care să inducă inconştienţa înainte de operaţia chirurgicală, fără prea multe efecte secundare.

Tiopentalul de sodiu a fost testat prima dată pe om în 8 martie 1934 de dr. Ralph M.Waters în cursul investigării proprietăţilor lui. S-a constatat că se induce anestezia timp de 10-30 de minute, prin deprimarea sistemului nervos central în cel mult 60 de secunde de la injecţie, precum şi că provoacă surprinzător de puţină analgezie. Din acest motiv, a fost folosit în mod obişnuit pentru a facilita medicilor administrarea prin inhalare a anesteticelor cu efect de mai lungă durată după ce pacienţii adorm confortabil. Tiopentalul de sodiu a fost primul anestetic general injectabil intravenos şi care a generat o întreagă nouă familie de barbiturice cu acţiune rapidă inclusiv Brevital şi Surital.

După atacul de la Pearl Harbor, tiopentalul de sodiu a fost asociat unui număr de decese, deoarece au fost administrate doze excesive unor pacienţi în şoc traumatic. Ca aproape toate anesteticele, tiopentalul provoacă deprimarea cardiovasculară şi respiratorie, rezultând hipotensiune şi reducerea ritmului respiraţiei.

Mai târziu, utilizarea tiopentalului de sodiu s-a extins. CIA l-a folosit ca tratament pentru inducerea adevărului în timpul interogatoriilor, deoarece în doze mici pacienţii deveneau relaxaţi, fără a-şi pierde cunoştinţa. În unele state din SUA drogul a mai fost folosit şi ca una din componentele injecţiei letale.

88 SPECTROFOTOMETRUL (1935) p.640Hardy realizează un instrument pentru măsurarea intensităţii radiaţiei electromagnetice.

Spectrofotometrele sunt folosite pentru măsurarea intensităţii radiaţiei electromagnetice. De obicei măsurătorile sunt filtrate într-un domeniu spectral foarte îngust, iar instrumentul este utilizat pentru detectarea variaţiilor strălucirii, după ce radiaţia luminoasă ori a trecut printr-un eşantion, ori a fost reflectată de acesta. Dispozitivele iniţiale utilizau observaţia directă a omului pentru determinarea diferenţelor de intensitate a celor două fascicule.

Arthur Hardy (1895-1977), fizician la MIT, a decis să înlocuiască ochiul uman cu noile fotocelule cu cesiu şi astfel să detecteze electronic intensităţile. Ideea era să realizeze un spectrofotometru care scanează automat în spectru vizibil şi să traseze o diagramă caracteristică care să arate variaţia intensităţii luminoase funcţie de lungimea de undă. S-au folosit splitere de fascicul şi polarizoare rotative, iar cele două fascicule au fost comparate prin comutarea rapidă între ele folosind tehnica fotometrului cu licărire. Lucrând în colaborare cu General Electric, primul aparat operaţional a fost realizat în 1935. Curând după aceea, Biroul Naţional pentru Standarde, folosea spectrofotometrele lui Hardy pentru testarea coloranţilor şi vopselelor şi pentru stabilirea standardelor de culori. Sistemul complet automatizat era extrem de scump, aşa încât au fost fabricate modele mai ieftine cu scanarea spectrului cu puncte fixate manual.

Spectrofotometrele au intrat şi în dotarea laboratoarelor industriale şi ştiinţifice. Instrumente similare au fost folosite pe larg pentru monitorizarea variaţiei stratului de ozon în funcţie de anotimp şi latitudine; descoperirea găurii din stratul de ozon de deasupra Anctarcticii a fost făcută cu un spectrofotometru.

89 NYLON (1935) p.641Înlocuitorul mătăsii al lui Carothers are un succes imens.

Wallace Carothers (1896-1937) era un chimist excelent, care în timpul facultăţii a fost numit şef al departamentului de chimie a Tokio College, Missouri. După ce a devenit profesor la Harvard a fost atras în industrie de compania de chimicale DuPont, care înfiinţase un laborator ştiinţific pentru a cerceta noi produse.

În 1928 el a condus un colectiv care se ocupa de materiale artificiale, fiind interesat de acetilenă şi familia ei de compuşi. După ce a realizat primul polimer de cauciuc sintetic - produs în masă de DuPont sub numele de neopren în 1931 – s-a ocupat de crearea unei fibre sintetice artificiale care să poată înlocui mătasea. Japonia era principala sursă de mătase a SUA, dar relaţiile comerciale slăbeau pe măsură ce situaţia politică dintre cele două ţări se înrăutăţea. Mătasea devenise scumpă şi greu de găsit.

În 1935, Carothers făcuse progrese semnificative spre fibra asemănătoare mătăsii prin realizarea unei reacţii chimice între monomeri, având ca rezultat o fibră polimerică şi apa ca produs secundar. Dacă pe parcursul reacţiei apa era îndepărtată atunci rezulta o fibră chiar mai rezistentă. Această fibră se numeşte acum nylon şi a fost prezentată lumii în 1938. În timpul războiului a înlocuit mătasea în fabricarea paraşutelor şi apoi şi-a găsit o piaţă imensă şi lucrativă pentru ciorapii de nylon. În prezent, nylonul contribuie la industria multimiliardară a textilelor.

Foarte ambiţios, Carothers a suferit o gravă depresie, iar disperat fiind că nu mai era inspirat, în aprilie 1937 s-a sinucis luând o doză de cianură de potasiu.

90 pH-METRUL ELECTRIC (1935) p.638Beckman construieşte primul instrument de precizie.

În 1934, Glen Joseph, chimist la laboratorul California Fruit Growers Exchange încerca să măsoare precis aciditatea produselor pe bază de sucuri de citrice. În acea vreme, metoda cea mai obişnuită pentru măsurarea pH, mărime care arată aciditatea sau alcalinitatea unei substanţe, era

utilizarea hârtiei de turnesol, care-şi schimbă culoarea în funcţie de aciditate. Nu-i era utilă însă lui Joseph, pentru că bioxidul de sulf, conservant al sucurilor citrice, decolora hârtia.

El a încercat să folosească electrozi de sticlă, dar aceştia se puteau sparge şi dădeau un semnal foarte slab. În final, a apelat la un vechi coleg de clasă, Arnold Beckman (1900-2004), pe atunci angajat ca profesor la Caltech, care i-a spus lui Joseph că avea nevoie de tuburi cu vid. Până la urmă Beckman însuşi a construit instrumentul, care a funcţionat atât de bine, încât Joseph a mai comandat unul pentru laboratorul lui.

Beckman şi-a dat seama că realizase ceva important şi a depus o cerere în 1934 pentru brevetarea “acidimetrului”, care a fost pus anul următor în vânzare la preţul de 195 de dolari de către National Technical Laboratory. În ciuda preţului piperat (în special în comparaţie cu hârtia de turnesol care nu costa mai nimic), compania a reuşit să vândă 87 de instrumente în primele 3 luni de producţie. În 1939 Beckman a părăsit catedra pentru a conduce permanent National Technical Laboratory şi a continuat să inventeze multe instrumente de laborator importante.

pH-metrul a fost un instrument revoluţionar pentru laboratoarele ştiinţifice. Esenţial este că a fost primul instrument de precizie portabil cu care se puteau efectua pe loc măsurători exacte şi de încredere, ceea ce le mărea savanţilor timpul pentru a se concentra asupra cercetărilor în loc să-l utilizeze construind aparatură complicată pentru măsurători simple.

91 SCUTECELE DE UNICĂ FOLOSINŢĂ (1936) p.645Bruk este primul care a realizat un produs de unică folosinţă.

A fost nevoie de o fabrică de hârtie suedeză, de o casnică din Connecticut şi de un inginer de la Proctor & Gamble pentru a scăpa părinţii de neplăcerile schimbărilor scutecelor.

Fabrica de hârtie Pauliström Bruk a pus hârtie tratată în pantaloni de cauciuc şi a produs astfel primele scutece care se aruncau la coş după utilizare. Aceste scutece de hârtie n-au impresionat industria de articole pentru bebeluşi. Un produs cu mai mare succes comercial a apărut cu peste un deceniu mai târziu, mulţumită unei casnice inventive pe nume Marion Donovan (1917-1998).

Înlocuind pantalonii de cauciuc cu nylon şi eliminând de tot hârtia, Donovan a creat în 1946 produsul numit “Boater”. Scutecele simple de nylon ale lui Donovan depăşeau de departe pantalonii de cauciuc dintr-un motiv foarte simplu: iritaţia.

“Noi nu puteam s-o spunem, dar vindecau intr-adevăr iritaţia şi mulţi doctori le recomandau” spunea Donovan despre ale sale “Boater”. Când a fost lansat pe piaţă în 1949, Boater a avut succes la părinţi. Donovan a tras lozul cel mare când a vândut drepturile de autor cu 1 million de dolari în 1951.

Donovan s-a concentrat pe realizarea unui scutec etanş şi de unică folosinţă. Ea a reluat utilizarea hârtiei tratate, în scurt timp arătând prototipuri diverselor companii şi fiind mereu refuzată. La sfârşitul anilor 1950, una dintre aceste companii, Proctor & Gamble, a preluat ideea scutecelor de hârtie şi a solicitat inginerului Victor Mills (1897-1997) s-o perfecţioneze. În 1961, Proctor & Gamble a prezentat lumii marca “Pampers”.

92 BANCA DE SÂNGE (1937) p.646Drew separă sângele în hematii şi plasmă şi înfiinţează prima bancă de sânge.

Charles Drew (1904-1950) este recunoscut ca fiind creatorul băncii de sânge moderne. În 1937 el a făcut descoperirea cheie prin care separa hematiile de plasmă (partea lichidă a sângelui care poate fi transfuzată oricui) şi le-a refrigerat separat, permiţând păstrarea mai îndelungată a sângelui şi reconstituirea lui ulterioară.

În februarie 1941, Drew a fost numit directorul primei American Red Cross Blood Bank şi a lansat proiectul “Plasmă pentru Britania”, în cadrul căruia a colectat mii de unităţi de plasmă pentru efortul de război britanic. Cu aceste eşantioane, armata britanică şi-a înfiinţat propriul serviciu de transfuzii sangvine, unde plasma uscată sub formă de pulbere putea fi păstrată şi transformată în

lichid prin adăugarea apei distilate şi sterile. După război, doctorii care observaseră eficienţa terapiei cu transfuzie, au început să solicite ca sângele să fie pus la dispoziţie şi pentru tratarea pacienţilor civili.

O descoperire anterioară (1915) a lui Richard Lewishon a arătat că adăugarea de citrat de sodiu sângelui proaspăt recoltat face ca acesta să nu coaguleze, deschizând astfel calea dezvoltării băncilor de sânge.

În 1950 flacoanele din sticlă casantă au fost înlocuite cu pungi de plastic, permiţând dezvoltarea unui sistem cu eşantioane multiple de sânge. Durata de păstrare a sângelui a fost prelungită prin adăugarea unui conservant anticoagulant, CPDA-1, în 1979 facilitând schimburile dintre băncile de sânge. O ironie a sorţii, Drew a murit în accident de maşină în Carolina de Nord, fiind rănit pera grav pentru a beneficia de propria invenţie.

93 FIBRA DE STICLĂ (1938) p.652Slayter şt Thomas creează un nou izolator.

Fibrele de sticlă, extrem de fine, se obţin prin extrudarea sticlei topite la diametre specificate. Sticlarii au experimentat cu fibre de sticlă cu mult înainte ca apariţia şi îmbunătăţirea maşinilor unelte să permită marilor industriaşi fabricarea unui produs practic.

Produsul, denumit în mod obişnuit “fibră de sticlă” a fost inventat în 1930 ca formă de izolator de Russell Games Slater (1896-1964) – el a renunţat la numele Russell de tânăr – şi John Thomas de la Owens-Illinois Glass Company, care împreună cu Corning Glass, a format în 1938 compania Owens-Corning pentru fabricarea fibrelor de sticlă prin metoda lui Slayter şi Thomas.

Fibrele de sticlă au fost descoperite – ca multe altele – întâmplător. În timp ce asistentul lui Thomas, Dale Kleist, împrăştia sticlă topită pentru o lucrare, s-au format mici fibre. Thomas şi-a dat seama că acest proces poate fi folosit pentru îmbunătăţirea fabricaţiei fibrelor de sticlă. Thomas şi Slayter au perfecţionat procesul, ajungându-se la ceea ce se numeşte acum metoda cu jet de aburi. Sticla topită extrudată prin multe mici orificii pe “placa perie”, este lovită de un jet de aburi sau de aer comprimat care trage filamentele la lungimi mari. Partea importantă a invenţiei lui Slayter şi Thomas a fost metoda de aplicare a jetului, astfel încât filamentele să nu se spargă sau să se rupă.Utilitatea fibrelor de sticlă e practic infinită. Însuşi Slater a deţinut peste 90 de brevete în tehnologia fibrelor de sticlă. Pe lângă izolatori, sunt folosite la echipamente medicale, textile ignifuge, electronice, acoperiri pereţi etc. În 1953 Owens-Corning a format un parteneriat cu General Motors pentru fabricarea primei caroserii auto integral din plastic întărit cu fibre de sticlă, Chevrolet Corvette.

94 TEFLONUL (1938) p.652Plunkett descoperă un nou polimer util.

“Am observat aproape instantaeu că acest material era altfel şi că avea potenţial” Lois Plunkett

În 1938, cercetătorul chimist Roy Plunkett (1910-1994) lucra la laboratorul DuPont Jackson din New Jersey, încercând să îmbunătăţească agenţii refrigeranţi, făcându-i netoxici şi neinflamabili. Plunkett şi tehnicianul lui Jack Rebok au produs 45 kg de tetrafluoretilenă (TFE) şi au ţinut-o îmbuteliată la gheaţă carbonică. Când au vrut să folosească gazul, din butelie nu ieşea nimic, deşi cântărea la fel de mult. Gazul se transformase într-o pulbere albă.

Plunkett şi alţii de la DuPont au observat că substanţa era foarte alunecoasă şi s-a dovedit a fi un bun lubrefiant. Era rezistentă la agenţi chimici şi la căldură, alte substanţe nu aderau la ea. Materialul rezista până la temperatura de 260°C. Plunkett şi colegii lui şi-au dat seama de potenţialul acestui nou polimer, iar DuPont a început marketingul. La început teflonul (noul nume comercial al acestei substanţe) era atât de scump încât nimeni nu părea interesat să-l cumpere; totuşi această situaţie s-a schimbat treptat odată ce materialul a fost folosit în aplicaţii militare şi industriale, iar mai târziu pentru uz casnic, în special tigăi fără aderenţă. Teflonul, patentat în 1941,

este folosit pentru acoperirea ţesăturilor, cablurilor şi metalelor – trei sferturi din oalele şi tigăile vândute în SUA sunt teflonate – şi deasemenea în industrii ca aerospaţială şi farmaceutică.

95 DIODA SEMICONDUCTOARE (1939) p.658Ohl netezeşte drumul către tranzistor.

Russel Ohl (1898-1987) era un talent precoce, care la vârsta de 16 ani era deja student la Universitatea Pennsylvania. După o perioadă ca transmisionist în armată şi o scurtă carieră de învăţător, Ohl a intrat în sfârşit în cercetarea industrială din SUA. Primele aparate radio puteau recepţiona numai transmisii de frecvenţă joasă. La laboratoarele Bell din Holmodel New Jersey, Ohl a lucrat pentru crearea unui receptor radio îmbunătăţit pentru frecvenţe înalte. El a experimentat acolo cu materiale semiconductoare despre care credea că vor depăşi performanţele lămpilor cu vid utilizate în radiourile existente. Expert în comportamentul cristalelor, Ohl a investigat diferite materiale semiconductoare, ca germaniul şi siliciul. Cristalele erau încălzite şi odată răcite, erau tăiate pentru a fi folosite.

În 1939, Ohl lucra cu un eşantion de siliciu care avea o fisură la mijloc. Când a testat rezistenţa electrică a probei, el a observat că atunci când ea era luminată, curentul dintre cele două părţi ale fisurii creştea semnificativ. Ca efect al acestei impurităţi accidentale din siliciu, atomii dintr-o parte a fisurii aveau electroni în plus, pe când siliciul cristalizat din cealaltă parte avea un deficit. Ohl a dedus că aceste impurităţi au făcut ca diferite zone ale siliciului să fie mai mult sau mai puţin rezistente la trecerea curentului electric, şi că bariera dintre aceste zone cu purităţi diferite duce la funcţionarea semiconductorului. Ohl a denumit cele două zone “p” şi “n” (pozitiv şi negativ), iar bariera dintre ele “joncţiunea p-n”. În decursul cercetării care a urmat, Ohl a reuşit să arate că prin super-purificarea cristalelor de germaniu putea crea diode semiconductoare care se puteau comporta în moduri predictibile şi măsurabile.

96 DDT (1940) p. 658Muller brevetează un insecticid puternic.

“Faţă de puţine chimicale are omul o aşa mare datorie ca faţă de DDT” Academia Naţională de Stiinţe, 1970

În 1874, chimistul austriac Othmar Zeidler, a realizat una din cele mai faimoase substanţe din toate timpurile: diclordifeniltricloretan (DDT); el era interesat mai mult de fabricarea decât de utilizarea substanţelor chimice. Paul Hermann Muller (1899-1965) a început să cerceteze insecticide pe când lucra la J.R. Geigy Corporation din Elveţia. În 1939 Muller sintetizase independent DDT, i-a studiat utilizarea ca insecticid şi a văzut că era letal pentru ţânţari, gândacii de Colorado, păduchii de corp şi alte peste. Studiile lui Muller au arătat că DDT în doze mici este inofensiv pentru oameni. În 1940 i s-a acordat un brevet în Elveţia, iar în 1942 produsele pe bază de DDT au ajuns pe piaţă. Aproape imediat eficienţa DDT a fost recunoscută ca inegalabilă în combaterea unor boli infecţioase precum febra galbenă, febra dengue şi malaria, toate răspândite de ţânţari. Utilizarea DDT a eradicat malaria în insule întregi şi a dovedit că insecticidele sunt un mod de combatere a bolii. Totuşi, la începutul anilor 1970 utilizarea DDT a fost universal interzisă din motive de mediu.

97 CAUCIUCUL SILICONIC (1940) p.660Rochow realizează un înlcuitor al cauciucului.

“Cel mai important experiment...din toată istoria industriei siliciului.” – Herman Liebhafski, chimist GE.

În anii 1930 era o nevoie disperată de înlcoitori ai cauciucului natural. Utilizările cauciucului creşteau, dar sursa – copaci în general din Asia – secase. Al doilea război mondial a făcut curând imposibilă obţinerea cauciucului natural. Totuşi, de câteva decenii, exista şi cauciucul sintetic. Rusul Seghei Lebedev a realizat prima imitaţie, cauciucul butadienic (BR) în 1910. De atunci, savanţii au fost într-o continuă cursă pentru fabricarea de mari cantităţi de BR mai rapid şi mai ieftin sau pentru descoperirea următoarei imitaţii importante.

Acel înlocuitor s-a dovedit a fi cauciucul siliconic creat de americanul Eugene Rochow (1909-2002). În primii 5 ani de la prima zi de lucru în cadrul laboratoarelor de cercetare ale General Electric (GE), Rochow a realizat unul dintre cele mai importante materiale ale epocii moderne - cauciucul siliconic (SR). Imitaţie unică, cauciucul lui Rochow a fost primul fără legături carbon-carbon, în locul lor fiind legături siliciu-carbon care conferă SR proprietăţi unice. Mărirea producţiei reţetei SR a lui Rochow nu era uşor de făcut; eliminarea sau reciclarea produselor secundare era dificilă, un ingredient era inflamabil, altul era controlat de o companie concurentă. Într-un an, Rochow avea o reţetă mai bună. Din munca lui a rezultat industria cauciucului siliconic, care la sfârşitul sec. XX producea aproape trei milioane de tone de cauciuc şi derivatele lui pe an.

98 PRODUCEREA PENICILINEI (1941) p.660 Heatley iniţiază fabricarea penicilinei.

În 1938 Howard Florey (1898-1968) şi Ernst Chain (1906-1979), doi patologi de la Universitatea Oxford, au citit un articol publicat cu 9 ani mai devreme despre o substanţă numită penicilină. Autorul, Alexander Fleming, relata cum sporii mucegaiului Penicillium notatum au intrat în culturile sale de bacterii şi au ucis o parte din acestea.

Florey şi Chain au înţeles semnificaţia observaţiei lui Fleming şi au obţinut o cultură a mucegaiului iniţial. La început au avut dificultăţi să obţină suficientă penicilină, dar Norman Heatley (1911-2004), un biochimist din echipă, a găsit metode de izolare a penicilinei fără s-o distrugă. Urmărind efectele penicilinei extrase asupra unor şoareci infectaţi cu bacterii, au observat că şoarecii trataţi au supravieţuit, iar ceilalţi nu.

Al doilea război mondial fiind în desfăşurare, echipa şi-a dat seama de enormul potenţial al penicilinei în tratarea rănilor de război. În 1941 Heatley a călătorit în SUA ca să înceapă producţia comercială a penicilinei. Lucrând cu o echipă la Northern Regional Research Laboratory, Peoria, Ilinois, el a mărit recolta de penicilină de 34 de ori adăugând mălai şi lactoză fermentaţiei. În ziua Z era disponibilă penicilină pentru tratarea nelimitată a trupelor aliate.

În 1945 Florey, Chain şi Fleming au primit Premiul Nobel. În discursul de acceptare, Fleming a anticipat problema rezistenţei la antibiotice, adică bacteriile vor dezvolta rezistenţă la penicilină şi alte antibiotice din cauza utilizării prea intense.

99 CALCULATORUL ELECTRONIC DIGITAL (1941) p.663Zuse construieşte primul computer electromecanic.

Cele două războaie mondiale au dus la multe progrese în toate zonele ştiinţei şi tehnologiei. După cum a descoperit Konrad Zuse (inginer german, 1910-1995), nu era o perioadă uşoară pentru dezvoltarea invenţiilor finanţate independent.

În 1936 Zuse a inventat Z1, un calculator binar electromecanic, complet dispărut în bombardamentele celui de-al doilea război mondial, care n-au lăsat nici o urmă din el sau schemele lui. Lucrul la Z2 a fost dificil pentru că războiul i-a făcut lui Zuse imposibilă colaborarea cu alţi

ingineri de calculatoare din Anglia sau SUA, dar l-a terminat totuşi în 1940. Z3, o versiune mai sofisticată a lui Z2, a fost terminat în 1941, finanţat în parte de DVL (Institutul German pentru Experimentări în Aviaţie). A fost primul computer digital electromecanic din lume complet funcţional comandat prin programe. Din păcate şi acesta a fost distrus de război, dar s-a avut grijă mai mare de Z4 care a fost mutat din ţară în ţară pentru a i se asigura supravieţuirea.

Una din motivaţiile principale ale lui Zuse pentru crearea computerului a fost să uşureze viaţa colegilor lui ingineri şi oameni de ştiinţă. Îi era profund neplăcut să efectueze calculele lungi şi care luau mult timp pe care le solicita profesia sa atât de des. În perioada în care studia ca inginer de construcţii civile, a început să viseze la o maşină care să rezolve problemele astea enervante în locul lui.

Deşi Z3 original a fost distrus, în 1960 a fost construită o reproducere funcţională a lui, expusă permanent la Deusches Museum din München.

100 SPECTROMETRUL DE ELECTRONI (1944) p.669Un colectiv MIT măsoară energia electronului.

“N-am putut reduce explicaţia la nivelul unui începător. Asta înseamnă că de fapt n-o înţelegem.” Richard Feynman despre comportamentul electronului.

Primul spectrometru a fost conceput la MIT de Martin Deutsch (1917-2002) şi Robley D.Evans (1907-1995). Electronii sunt un produs secundar al reacţiilor nucleare, primele spectrometre de electroni au fost folosite pentru monitorizarea radiaţiilor de la testele nucleare care au avut loc spre sfârşitul celui de-al doilea război mondial. De atunci au devenit instrumente obligatorii oricărei misiuni ştiinţifice spaţiale.

Cea de-a patra stare de agregare a materiei este plasma, în care câţiva din electronii exteriori ai atomilor au devenit liberi. Electronii sunt particule fundamentale relativ simple, ale căror masă, sarcină şi secţiune de ciocnire sunt cunoscute. Ceea ce rămâne necunoscut sunt viteza şi direcţia mişcării.

Un spectrometru de electroni le măsoară energia cinetică prin înregistratea modului în care este curbată traiectoria mişcării la deplasarea printr-un cîmp magnetic sau electrostatic.

Ionosfera superioară a pămîntului e plasmă, ca şi vântul de particule emise de soare. Procesele fizice interersante ale aurorelor au loc atunci când acest vânt solar loveşte o ionosferă planetară; spectrometrele de electroni fiind folosite pentru măsurarea distribuţiei energiilor. Amplasate într-o navă cosmică, ele pot deasemenea măsura cum variază spectrul energiei electronilr în funcţie de direcţia de deplasare a lor.

101 CATETERUL DE UNCĂ FOLOSINŢĂ (1944) p.669Sheridan îmbunătăţeşte asistenţa medicală printr-un tub.

„Întotdeauna am fost de părere că un cateter n-ar trebui folosit de mai multe ori.“ – David Sheridan

Acum o jumătate de secol, cateterele urinare erau din bumbac laminat şi împletit, fiind curăţate şi refolosite. Nu numai că întorceau stomacul pacienţilor pe dos, dar cateterele prezentau şi un risc crescut de infecţii cu consecinţe potenţial fatale.

Totul s-a schimbat în urma visului lui David Sheridan (1908-2004). În timp ce lucra finisând pardosele, acest american, fiu al unor imigranţi ruşi, a decis că putea face un cateter mai bun. Acel vis, coroborat cu ideea că al doilea război mondial putea întrerupe aprovizionarea spitalelor din SUA cu catetere de la furnizorii francezi, l-a determinat pe Sheridan să acţioneze. Având numai opt clase, Sheridan a inventat o maşină cu care din tuburi de cauciuc făcea catetere care puteau fi folosite o singură dată. O bandă vopsită pe cateter asigura vizibilitatea sub raze X astfel încât se putea determina poziţionarea corectă a cateterului.

Deşi el a început cu umilul cateter urinar, Sheridan a avansat curând la alte tuburi, mai sofisticate. A inventat un tub endotraheal care permite pacenţilor să respire în timpul operaţiilor chirurgicale. Dar totuşi toate acestea au pornit de la un tub care permite oamenilor să urineze.

102 SINCROTRONUL (1945) p.673McMillan şi Veksler măresc energia particulelor încărcate.

“Ca să putem observa cele mai mici particule din univers a trebui să construim cea mai mare maşinărie din lume” The Guardian

Ciclotronul era un accelerator de particule subatomice care utiliza un câmp magnetic pentru a forţa particulele să parcurgă o traiectorie circulară într-o cameră cu vid subţire de formă toroidală, având pentru accelerare un cîmp electric cu frecvenţă fixă. Apoi, acesta a evoluat în sincrotron, în care ambele câmpuri, cel magnetic şi cel electric, puteau fi modificate. Prin scăderea frecvenţei tensiunii aplicate odată ce electronii se mişcau mai repede, tensiunea de accelerare şi particulele în mişcare orbitală puteau fi sincronizate. Această stabilitate a fazei asigura că particulele care mergeau prea repede erau accelerate mai puţin decât cele prea lente, rezultatul fiind un nor stabil de particule care erau accelerate împreună treptat. În 1945 au fost înaintate două propuneri pentru un sincrotron, una de către Edwin McMillan (1907-1991) în SUA şi cealaltă de către Vladimir Veksler în URSS.

Curând au fost construite mai multe sincrotroane. Coliziunile dintre particulele pe care le accelerau puteau fi folosite pentru studiul structurii lor, iar radiaţia emisă de aceste particule putea fi utilizată ca sursă de investigaţii în zonele spectrale utravioletul îndepărtat şi regiunile RX.

Terminat în 1983, Tevatron de la Fermi National Accelerator Lab din SUA are 6,3 km diametru şi accelerează protoni şi antiprotoni la energii imense, lăsându-i apoi să se ciocnească. O mărire de şapte ori a energiei finale se obţine de către, mai noul, Mare Accelerator de Hadroni (27km diametru) la Laboratorul European pentru Fizica Marilor Energii (CERN) de la graniţa Elveţia - Franţa.

103 CHIMIOTERAPIA (1946) p.680Gilman şi Goodman tratează limfomul.

Eficacitatea chimioterapiei împotriva cancerului a fost descoperită plecând de la iperită (gaz muştar), o armă letală folosită în tranşeele primului război mondial. Observaţiile în urma autopsierii soldaţilor expuşi la gaz au arătat distrugerea ţesutului limfatic şi măduvei osoase. Savanţii timpului au dedus că iperita ar putea distruge celulele canceroase din nodulii limfatici, dar nu s-a făcut nimic. La începutul lui 1942 Alfred Gilman(1908-1984) şi Louis S.Goodman (1906-2000), doi farmacologi de la Universitatea Yale, au fost recrutaţi de Departamentul pentru Apărare al SUA pentru investigarea aplicaţiilor potenţial terapeutice ale gazului azot muştar (un derivat al iperitei) asupra limfoamelor. După provocarea limfoamelor unor şoareci şi iepuri, ei au continuat să arate că puteau să-i trateze cu agenţi muştar.

Etapa următoare a fost injectarea cu mustină (un agent anticancer prototip) a unui pacient cu limfom non-Hodgkin al cărui cancer devenise rezistent la radiaţii. Iniţial pacientul a răspuns bine, doctorii observând masa tumorală devenind mai moale în două zile, dar din păcate efectul benefic a durat doar câteva săptămâni. În 1946, guvernul le-a permis să publice primul articol despre folosirea azot muştarului în tratamentul cancerului, arătînd prima “dovadă” că se putea trata cancerul şi cu agenţi farmacologici.

Azot muştarul a devenit un model pentru descoperirea următoarelor clase chimioterapeutice, medicamente care deteriorează centrii de comandă a diviziunii celulelor, inhibând astfel diviziunea în continuare. Treptat, chimioterapia a devenit tratament standard pentru multe cancere, deseori în combinaţie cu chirurgia şi iradierea; azot muştarul a fost inclus în chimioterapia multidrog a maladiei lui Hodgkin.

104 DEFIBRILATORUL (1947) p.682Beck utilizează electricitatea pentru refacerea ritmului regulat al inimii după un stpo cardiac.

“Defibrilatoarele ar trebui să fie la fel de obişnuite ca stingătoarele de incendii”- Michael Tighe, salvat de un defibrilator portabil.

Defibrilatorul este un aparat care dă un şoc electric inimii prin torace, cu scopul de a restabili pulsul regulat. Este utilizat pentru tratarea fibrilaţiei ventriculare, situaţie în care miocardul nu se mai contractă în mod coordonat, împiedicând astfel pomparea sângelui prin corp. Fără tratament, deseori survine moartea.Claude Beck (1894-1971), chirurg cardiolog american, a efectuat cu succes prima procedură de defibrilare în 1947 la Case Western University din Cleveland, Ohio. Beck opera un băiat de 14 ani cu malformaţie congenitală şi tocmai închidea toracele, când băiatul a intrat în stop cardiac. Beck l-a redeschis imediat şi, după un masaj cardiac manual fără succes, a încercat şi dispozitivul de defibrilare care era în fază de studiu. Aparatul lui Beck avea padele de argint (de mărimea unei linguri mari) puse pe inimă şi alimentate cu curent alternativ de 60Hz.

În 1954, William B.Kouwenhoven, lucrând cu William Milnor, au demonstrat prima defibrilare prin toracele închis al unui câine. Doi ani mai târziu, Paul Zoll a continuat cu efectuarea primei defibrilări cu toracele închis al unei inimi umane. Astăzi, defibrilatoarele sunt la îndemână în aşezămintele medicale, iar defibrilatoare automate externe se găsesc chiar în locuri ca malluri, stadioane pentru uzul populaţiei. Oamenii consideraţi a avea un risc extrem de fibrilaţie au electrozi implantaţi care generează automat şocuri electrice dacă este detectată o schimbare a pulsului.

105 LENTILA INTRAOCULARĂ (1949) p.697Ridley implantează prima lentilă artificială din lume.

Până în anii 1950 oamenii suferind de cataractă orbeau lent, fără speranţă de vindecare. Astăzi, în cele mai multe cazuri, li se poate reda vederea, aşa cum o aveau în adolescenţă, în numai 30 de minute. Autorul acestei incredibile realizări este oftalmologul britanic Harold Ripley (1906-2001), deşi a trebuit să lupte cu omologii lui pentru ca să i se recunoască acest fapt.

În timpul celui de-al doilea război mondial, Ridley a tratat mulţi piloţi răniţi la ochi de fragmente de Perspex® din parbriz. A observat că Perspex® nu reacţiona cu ochii şi şi-a dat seama de faptul că fiind inert şi uşor, combinat cu proprietăţile optice, îl făcea ideal pentru construirea lentilelor înlocuitoare pentru ochii răniţi. El a împărtăşit informaţia savantului optician John Pike, care l-a ajutat să proiecteze şi să realizeze prima lentilă intraoculară. Ridley a implantat-o în 1949 unei femei de 49 de ani, într-o operaţie în două etape.

În ciuda faptului că era o realizare de excepţie, procedura n-a fost privită aşa de comunitatea medicală sceptică. Anterior, chirurgii oftalmologi îndepărtau din ochi numai obiecte străine, tumori etc şi nu implantau nimic în ei. Stând hotărât în faţa ridiculizărilor dispreţuitoare, în timp genialitatea i-a fost recunoscută. Invenţia a marcat o schimbare majoră în practica oftalmologică şi a ajutat la dezvoltarea implementării dispozitivelor artificiale în medicină.

Astăzi procedura lui Ripley este o operaţie de rutină, anual chirurgii implantând peste 6 milioane de lentile. Mai mult de 60 milioane de oameni cu cataractă au beneficiat de invenţia lui. Din 1999 lentilele intraoculare se folosesc deasemenea pentru corectarea defectelor grave de focalizare a ochiului.

106 VACCINUL POLIO (1952) p711Salk realizează un vaccin injectabil salvator.

În zilele noastre virusul poliomielitei, mortal sau debilitant, este endemic doar în patru ţări: Afganistan, India, Nigeria şi Pakistan, fapt care se datorează cercetărilor revoluţionare susţinute de medicul şi biologul american Jonas Salk (1914-1995).

În 1947, la Universitatea din Pittsburgh, Salk a combinat lucrările sale la vaccinul gripei cu căutarea unui vaccin împotriva poliomielitei. Virusul era mortal în 5-10% din cazuri, când pacienţii paralizau şi astfel nu mai puteau respira. Opinia medicală din acel timp era că doar un virus viu putea da imunitate completă, dar Salk a dovedit contrariul. În 1952, el a utilizat formaldehida pentru a dezactiva virusul polio şi a realizat un vaccin capabil încă să provoace un răspuns imunitar în gazdă. După testările inţiale pe maimuţe şi apoi pe pacienţi la Căminul D.T.Watson pentru Copii Dezabilitaţi, succesele lui Salk l-au convins să testeze pe el, familie, echipă şi alţi voluntari.

În 1954, într-unul din primele trialuri, dublu-orb şi placebo controlat, s-au dat vaccinuri unui milion de copii între 6 şi 9 ani şi placebo unui alt milion de copii de aceeaşi vârstă. După un an, copiii trataţi cu vaccin deveniseră imuni la maladie. În 1952 au fost înregistrate în Statele Unite 57628 cazuri de poliomielită. În urma folosirii vaccinului, acest număr a scăzut cu 85-90% în următorii doi ani.

În 1961, versiunea injectabilă a vaccinului lui Salk a fost înlocuită cu una orală realizată de Albert Sabin cu o doză activă pe o bucată de zahăr. Mai recent, SUA şi Marea Britanie au revenit la forma injectabilă a virusului dezactivat.

107 RECUNOAŞTEREA VORBIRII (1952) p.714Bell creează calculatoare care recunosc vorbirea.

Vocea ei a fost descrisă odată ca sunând ca doi licitatori de tutun care luptă pentru un chiştoc. Vorbirea sintetizată a lui Audrey era realizare de vârf în 1952. Acronim stângaci pentru Automatic Digit Recognition, Audrey a fost un computer analog la Bell Laboratories, dar nu era renumit pentru vocea lui primitivă. Savanţii de la Bell Laboratories încercaseră mulţi ani să găsească o tehnologie care să poată recunoaşte vorbirea umană iar Audrey a fost prima soluţie operaţională.

Aplicaţiile potenţiale ale unui calculator capabil să convertească cuvinte rostite de oameni direct în text digital sunt evidente, dar însăşi numărul variaţiilor calităţii vocilor umane, diferitele intonaţii şi pronunţii arată că recunoaşterea fără greşeală a vorbirii umane este o sarcină enormă. Audrey putea recunoaşte doar numerele rostite de la unu la zece şi folosea semnale luminoase pentru a ilustra ce a auzit – sau credea că a auzit, în urma comparării sunetelor rostite cu modele memorate şi a deciziei maximei similarităţi.

Tehnologia era plină de promisiuni; Bell Laboratories voia s-o transforme într-o operatoare care să formeze numerele de telefon în locul omului. Problema era precizia. Audrey trebuia “obişnuită” cu specificul fiecărei voci umane, doar aşa se putea garanta o precizie de 98%, total nesatisfăcătoare pentru aplicaţiile comerciale.

După anii 1950, rapida creştere a puterii de calcul a permis multor colective să experimenteze cu propriile lor sisteme de recunoaştere vocală. Pot fi chiar cumpărate pentru computerul de acasă şi programate cu expresii specifice pentru jocuri fără folosirea tastaturii.

108 CLONAREA (1952) p.712Briggs şi King copiază genetic organisme.

Când majoritatea oamenilor se gândeşte la clonare, îi vine în minte filmele science fiction sau oaia Dolly; totuşi clonarea exista cu mult înainte. Cuvântul în sine vine din cuvântul din greaca veche, care înseamnă rămurică, şi se referea iniţial la altoirea plantelor la începutul anilor 1900; sensul actual datează din anii 1950.

Oamenii de ştiinţă responsabili pentru ceea ce azi se numeşte clonare, nu porniseră să creeze un model genetic identic al unui organism – aşa cum sunt definite clonele actualmente - ci doar încercau să înţeleagă cum are loc evoluţia embrionului spre adult. Laureatul Nobel Hans Spemann a început să experimenteze cu embrioni de salamandră în anii 1930. Folosind ca instrument un fir de păr, el a manipulat un nucleu de salamandră care se diviza, în aşa fel ca să aibă două nuclee în două

celule diferite. Rezultatul, două salamandre identice, l-a făcut pe Spemann să se întrebe dacă un nucleu de la o fiinţă adultă poate fi plasat într-un embrion şi divizat în acelaşi mod.

Robert Briggs (1911-1983) şi Thomas King (1921-2000) au preluat problema câteva decenii mai târziu. Briggs, aparent neştiind de lucrările lui Spemann, a presupus deasemenea că transplantul unui nucleu de adult într-un ovul fertilizat enucleat va rezulta în final într-un animal adult complet dezvoltat. A solicitat colaborarea lui King în legătură cu aspectele de microchirurgie a manipulării cantităţilor atât de mici de materie şi în curând perechea a reuşit să implanteze nuclee de la broaşte Leopard într-un ou enucleat. În 1952 – cu 44 de ani înainte ca Dolly să fie primul mamifer clonat - ei au reuşit clonarea unui organism pentru prima dată, când oul folosit de ei a ajus să formeze mormoloci.

109 APARATUL CARDIO-PULMONAR (1953) p.716Aparatul lui Gibbon este o de3scoperire majoră pentru chirurgia cardiacă.

În octombrie 1930, un tânăr chirurg rezident era de gardă când o pacientă cu un cheag în artera pulmonară făcea eforturi să respire. Operaţia de care ea avea nevoie nu fusese niciodată efectuată cu succes în SUA. Dezvoltată în Germania, “operaţia Trendelenburg” avea o rată de supravieţuire de 6%. După 17 ore, era clar că pacienta nu va supravieţui fără să fie operată, aşa că nefiind nimic de pierdut, procedura a fost efectuată cu succes, dar totuşi a survenit decesul.

În următorii 23 de ani, dr. John Heysham Gibbon şi soţia sa Mary, au lucrat la producerea unui aparat care să poată da sânge oxigenat când inima e oprită. În 1935 el a folosit un prototip de aparat bypass cardio-pulmonar cu care a menţinut o pisică în viaţă timp de 26 de minute. Sângele venos intra în aparat, unde era trecut peste un cilindru pentru a lua oxigen şi apoi pompat înapoi într-o arteră.

S-au făcut multe îmbunătăţiri, iar în 1951 s-a făcut prima dată un bypass coronarian unui om, pacient care însă a murit. 15 luni mai târziu, în 6 mai 1953, funcţionarea inimii unei fete de 18 ani a fost înlocuită timp de 26 de minute de aparatul lui Gibbon, timp în care a fost reparată o gaură mare a inimii. Se ştie că ea a mai trăit cel puţin 30 de ani.

Acest model a fost utilizat numai de câteva ori; aparatele Gibbon îmbunătăţite şi alte tipuri au permis chirurgilor să facă multe operaţii folosind bypass cardio-pulmonar pentru corectarea defectelor inimii, înlocuirea valvelor si repararea anevrismelor aortice.

Gibbon, pionier al cardio-chirurgiei, a murit în 1973 de atac de cord.

110 ULTRASONOGRAFIE MEDICALĂ (1953) p.722Edler şi Hertz dezvoltă imagistica medicală

De la încercările de început, tehnica de imagistică pentru diagnostic bazată pe ultrasunete – care foloseşte unde sonore pentru vizualizarea organelor interne ale corpului – şi-a găsit utilitatea în majoritatea domeniilor medicale. Primele experimente au fost făcute de dr. George Ludwig de la Naval Medical Research Institute din Bethesda Maryland, la sfârşitul anilor 1940.

Ludwig a folosit cu succes ultrasunetele pentru detectarea calculuilor biliari umani implantaţi unui cîine.

Inge Edler (1911-2001), cardiolog suedez, a dus ideea mai departe. El era frustrat de limitările tehnologiei disponibile pentru examinarea inimii. În timp ce lua decizii asupra afecţiunilor cordului înainte de efectuarea operaţiilor la Spitelul Universitar Lund, el a constatat că în urma cateterizării inimii şi efectuării radiografiilor, contrastul nu dădea suficiente informaţii despre valva mitrală a inimii. L-a întrebat pe Carl Hertz (1920-1990), care lucra în fizică nucleară la Universitatea din Lund, dacă radarul ar putea fi soluţia. Hertz i-a spus că nu, dar a sugerat că ultrasonografia ar putea funcţiona.

După ce au împrumutat un reflectoscop cu ultrasunete, în 29 octombrie 1953 ei au reuşit să obţină cîteva ecouri bune pe un ecran care mişca sincronizat cu bătăile inimii. Şase săptămâni mai târziu, ei au folosit metoda pentru a efectua o explorare a creierului. Între timp în Scoţia, fizicianul

Ian Donald de la maternitatea din Glasgow dezvolta deasemenea utilizarea ultrasunetelor pentru aplicaţii obstetrice.

Astăzi, ecograful utilizează sonde cu traductori acustici care trimit impulsuri într-un organ. Este potrivit pentru vizualizarea muşchilor şi ţesuturilor moi şi nu are efecte secundare pe teren lung cunoscute.

111 TETRACICLINA (1955) p.736Conover realizează un antibiotic cu spectru larg.

“Un antibiotic pentru toate anotimpurile, folosit dintr-o duzină de cauze, fără înlocuitor...” James McCallum, din poezia “Doxyciclina”

Lumea a existat multă vreme fără antibiotice, dar imediat ce au fost descoperite a început cursa pentru a găsi mai multe. Penicilina şi streptomicina au fost izolate din aceeaşi formă de fungi, căutarea continuând pentru produse provenind din bacteriile naturale.Diverse colective de cercetare căutau în toate direcţiile, una promiţătoare începând să apară grupurilor care studiau anumiţi fungi care trăiesc în sol, organisme numite actinomicete. Laboratoarele Lederle au găsit în eşantioane de praf un antibiotic acum uitat, aureomicina.

În curând a urmat apoi Pfizer cu terramicina, de asemenea uitat. Ambele antibiotice aveau spectru larg, acoperind domeniul bacteriilor gram-pozitive şi gram-negative, ceea ce a stârnit curiozitatea de a se afla modul de acţiune al lor.

Lloyd Conover (n.1923) a făcut un progres studiind antibioticele derivate din actinomicete. A înţeles că ambele aveau o structură comună care se va dovedi a fi componenta activă. Substanţa nouă, numită tetraciclină, reprezentând întâi o substanţă naturală, a fost modificată pentru producerea unui medicament mai puternic; rezultatul şi derivatele sale, doxiciclina şi minociclina sunt si azi folosite în tratarea diferitelor afecţiuni.

112 BETA BLOCANTELE (1956) p.736Black găseşte un medicament pentru reducerea stresului inimii.

Beta blocantele sunt medicamente care inhibă acţiunea stimulentă a noradrenalinei - hormonul “luptă sau şterge-o”- reducând prin asta forţa bătăilor şi efortul inimii. Astăzi sunt larg folosite pentru tratarea anginei, hipertensiunii, aritmiei şi îmbunătăţirea funcţiei miocardului în cardiomiopatie.

Betablocantele au fost descoperite în 1956 de Sir James Black (n.1924), un doctor scoţian lucrând pentru ICI în Marea Britanie. Black avea motive şi personale şi profesionale să manifeste interes în afecţiunile cardiovasculare.Tatăl lui a făcut un infarct fatal în urma unui accident de maşină, fapt ce l-a determinat pe Black să reflecteze asupra rolului stresului în producerea de adrenalină, angină şi atacuri de cord.

Pe vremea aceea, multe dintre medicamentele folosite pentru tratarea anginei erau vasodilatatoare (determinau dilatarea vaselor sanguine), în special nitriţii care măreau afluxul de sânge şi deci cantitatea de oxigen spre inimă, având însă efecte secundare neplăcute, ca înroşirea feţei şi durerile de cap. Black a lansat ipoteza că în loc de tratarea anginei prin creşterea oxigenării inimii, ar fi posibil prin scăderea solicitării acesteia. Black recunoaşte că a fost influenţat de articolul publicat în 1948 de savantul american Raymond Alquist, care sugera că efectele noradrenalinei de accelerare sau încetinire a inimii sunt mediate de receptori ai organului ţintă, numiţi receptori alfa şi beta. Black şi colegii lui au testat diferite substanţe chimice pentru găsirea structurilor care blochează receptorul beta fără să-l stimuleze. Primul beta-blocant sintetizat şi comercializat a fost propanololul, de atunci au fost produşi mulţi agenţi beta-blocanţi diferiţi.

113 SÂNGELE SINTETIC (1956) p.740

Sângele sintetic este un înlocuitor al hematiilor, proiectat cu scopul de a transporta oxigen şi bioxid de carbon prin corp. Realizarea sângelui artificial este de dorit din cauza problemelor asociate transfuziilor, în special riscul transmiterii bolilor virale ca SIDA şi hepatita. De asemenea, există dificultăţi la transportul şi păstrarea sângelui (cel sintetic se păstează sub formă de pulbere), precum şi în numărul permanent insuficient de donatori.

În 1956 Thomas Chan (n.1933), lucrând la un proiect anual de cercetare la Universitatea McGill, Montreal, a creat primele celule artificiale sangvine. Amenajând un laborator în camera sa de cămin, Chan a folosit diverse materiale improvizate (inclusiv atomizoare de parfum) şi soluţie de celuloză nitrată (material folosit pentru acoperirea rănilor) pentru crearea unui sac permeabil care să poată transporta hemoglobina. Hemoglobina poate fi extrasă din sânge de la donatori, sânge de vaci, plante şi fungi; este modificată pentru a se asigura stabilitatea înainte de a fi folosită în corpul uman.

Sângele sintetic nu a devenit încă o alternativă pentru cel uman dar a fost folosit şi în afara cercetării. Se pun întrebări legate de etica utilizării şi acceptarea lui de către oameni. În Europa s-a lucrat axat pe purtători de oxigen bazaţi pe hemoglobină (numiţi HBOC) iar în SUA pe perfluorocarboni (PFC), un grup de fluide sintetice de tip teflon. Însă compuşilor HBOC şi PFC le lipsesc încă două ingrediente ale sângelui real: leucocitele luptătoare împotriva infecţiilor şi trombocitele care ajută coagularea. Savanţii nu au găsit încă un înlocuitor care să aibă toate funcţiile sângelui.

Fabricarea sângelui artificial este în studiu de mai bine de 50 de ani, însă va mai dura.EuroBlood Substitutes Program este însă mai avansat şi extragerea hemoglobinei din viermii marini a dat rezultate satisfăcătoare, care sunt confirmate de testele preclinice.

Dificultatea constă însă în faptul că recolta de hemoglobină nu poate acoperi cererea mondială. Astfel că „a treia generaţie” de sânge artificial urmează să se producă, însă prin „încapsularea de molecule de hemoglobină”.

114 PILULA ANTICONCEPŢIONALĂ (1956) p.744Pincus şi Rock inventează anticoncepţionalul pentru femei.

În 1952, Gregory Pincus (1903-1967), biolog la Fundaţia Worchester pentru biologie Experimentală din SUA, a demonstrat că o formă sintetică a hormonului progesteron, cunoscută ca norethindron, inhiba ovulaţia la iepuri şi şobolani. Norethindronul fusese realizat cu un an înainte de Carl Djerassi, chimist la compania Syntex din Mexico City. Fusese iniţial creat cu scopul producerii mari de concentraţii de progestreon pentru tratarea dereglărilor menstruale. Avea avantajul că era mai activ decât hormonul uman şi de asemenea că era eficace atunci când era administrat pe cale orală. Margaret Sanger, fondatoarea Ligii Americane de Control al Naşterior, a sesizat potenţialul realizării lui Pincus. Ea a obţinut ajutorul moştenitoarei Katharine McCormick, care a fost de acord să finanţeze cercetarea pentru realizarea unei pilule contraceptive.

Pincus a produs pilula cu ajutorul ginecologului John Rock (1890-1984), catolic devotat care dorea îmbunătăţirea concepţiei la cuplurile infertile. Pilula rezultantă, combinând estrogen şi progesteron, funcţiona păcălind glanda pituitară, făcând-o să creadă că femeia era gravidă. Atunci glanda pituitară opreşte producţia de hormoni FSH şi LH, esenţiali pentru eliberarea ovulului. Au fost demarate trialuri clinice în Puerto Rico, în 1956, şi anul următor FDA a aprobat norethindronul lui Syntex. S-a trecut la utilizarea contraceptivă în 1960.

“Pilula” a fost folosită de milioane de femei din toată lumea, dar a fost înconjurată de controverse de la început. Criticii spuneau că interfera cu ciclurile naturale ale femeilor, încuraja libertatea sexuală a celor necăsătorite şi chiar submina ordinea socială. Suporterii contraziceau, spunând că avea potenţial pentru contracararea sărăciei, reducerea morţilor nenecesare şi eliberarea femeilor de frica de sarcini nedorite.

115 DOZATORUL DE AEROSOLI (1956) p.7433M inventează un medicament pentru suferinzii de astm.

Pe tot globul, în jur de 300 de milioane de oameni suferă de astm. De peste 50 de ani, mulţi dintre aceştia au beneficiat de dozatorul de aerosoli. Însă ideea de a fi creat un dispozitiv care să dea plămânilor doze măsurate de medicamente sub formă de aerosoli nu a venit de la un savant ci de la o fată de 13 ani. Susie Maison şi-a întrebat tatăl de ce sprayul ei pentru astm, un nebulizator voluminos de sticlă cu care se tot lupta, n-ar putea fi introdus într-un flacon ca sprayul pentru fixativ pentru păr. Dl. Maison, pe atunci preşedinte al Laboratoarelor Riker (achiziţionate de 3M Pharmaceuticals în 1970), a transmis ideea companiei unde un colectiv a început să o transforme în realitate.

Ei au studiat dispozitivele folosite pentru parfumuri aerosol şi au încercat amestecarea medicaţiei, isoprotenerol sau epinefrină, cu propulsoare ca alcool, acid ascorbic sau clorofluorocarbon. Primele trialuri au arătat eficienţa acestei metode de administrare a medicaţiei, iar primele dozatoare de aerosoli au fost lansate în martie 1956. Un aerosol pentru angină cu nitrat de amil a fost lansat în acelaşi an. Primul inhalator nazal cu aerosoli în suspensie a apărut în 1957. Dezvoltarea inhalatoarelor orale şi nazale a dus la modele mai bune, în 1970 fiind lansat primul inhalator acţionat de respiraţie. Folosirea clorfluorocarbonului ca propulsor pentru aerosoli a fost înlocuită în 1987 cu hidrofluorocarbonul din cauza legilor pentru protecţia stratului de ozon. Acest fapt a fost o problemă pentru industrie deoarece toate materialele au trebuit reconsiderate şi retestate sub aspectul eficacităţii şi siguranţei.

Dozatoarele cu aerosoli sunt îmbunătăţite continuu, pentru a deveni mai eficiente şi uşor de folosit. Aprofundarea comportamentului particulelor a însemnat că şi alte produse, mai puţin potrivite folosirii în dozatoare cu aerosoli – ca de exemplu insulina – au început să fie utilizate prin această metodă.

116 REŢEAUA NEURONALĂ ARTIFICIALĂ (1957) p.748Rosenblatt creează primul computer pentru simularea memoriei umane.

Studiul memoriei umane s-a schimbat mult în 1943 când Warren McCulloch şi Walter Pitts au scris un articol despre cum ar putea funcţiona neuronii. (Neuronii sunt celulele care compun ţesutul din partea sistemului nervos implicată în procesele de învăţare şi recunoaştere.) Şase ani mai târziu, D. O. Hebb a descris întărirea conexiunilor neuronale care avea loc de câte ori erau folosite.

La începuturile cercetărilor asupra inteligenţei artificiale, Frank Rosenblatt (1928-1971) – specialist în computere la Laboratorul Aeronautic Cornell din New York – studia modul de funcţionare al ochilor unei muşte. El a observat că atunci când o muscă sesizează pericol, reacţia e mai rapidă decât poate creierul procesa informaţia. A realizat perceptronul, primul calculator pentru învăţarea de noi abilităţi, folosind o reţea neuronală care imita procesele gândirii umane. Perceptronul avea un strat de noduri de intrare şi ieşire interconectate. Fiecare conexiune este “ponderată” în scopul stimulării diferenţiate a altui nod. În 1960, a urmat perceptronul Mark 1 al lui Rosenblatt, prima maşină care “învăţa” să recunoască şi să identifice tipare optice.

Utilitatea a crescut odată cu apariţia perceptroanelor “backprop” care includ nivele “ascunse” care măresc mult complexitatea. Apoi John Hopfield a introdus modelul său de reţele neuronale care pot memora tipare, aşa încât atunci când apare o informaţie chiar şi parţială, se poate apela întregul model, ca la oameni.

Astăzi, reţelele neuronale sunt fundamentul recunoaşterii optice a caracterelor utilizată în scannere, prognoze meteo, detectoare de bombe şi chiar predicţii ale pieţelor financiare.

117 FERTILIZAREA IN VITRO (1959) p.753Chueh Chang realizează o procedură de reproducere pentru a ajuta cuplurile infertile.

Fertilizarea in vitro (FIV) presupune clinicieni care recoltează ovule din ovarele femeii şi care permit spermatozoizilor să le fecundeze înafara uterului. Ovulele fertilizate sunt apoi puse înapoi în uter în speranţa că va urma cu succes o sarcină. Fiind considerată, îndoielnic, una din cele mai semnificative realizări din medicina reproducerii, FIV a fost utilizată în toată lumea pentru cupluri infertile, cu peste un milion de copii născuţi prin această tehnică. Astăzi FIV continuă să fie controversată în termeni medicali, legali, şi morali, dar a câştigat o acceptare socială mai largă.

Povestea începe cu biologul chinez Min Chueh Chang (1908-1991), care după cel de-al doilea război mondial s-a dus în SUA să lucreze cu pionierul pilulei orale contraceptive Gregory Pincus. Acesta afirma că utlizase FIV cu succes pentru iepuri în 1935, afirmaţie privită cu neîncredere, niciunul dintre savanţi nereuşind să repete procedura cu succes. Totuşi Chang a descoperit că spermatozoizii trebuie să se maturizeze în interiorul femelei înainte de a avea capacitate de fertilizare. I-a luat până în 1959 lui Chang, în competiţie cu alţii, să demonstreze în sfârşit FIV la iepuri prin transferarea ovulelor fertilizate de iepuri negri în uterul unei iepuroaice albe care a născut apoi iepuraşi negri. Activitatea ulterioară a lui Chang şi a altora a dus la cunoaşterea condiţiilor necesare FIV la alte specii.

În Anglia, Patrick Steptoe şi Robert Edwards au folosit aceste cunoştinţe pentru oameni. După ani de încercări şi opoziţii, ei au produs primul copil “în eprubetă” în 1978 prin naşterea Louisei Brown.

118 CIRCUITUL INTEGRAT (1959) p.752Kilby şi Noyce pavează drumul spre computerul personal.

Când în 1958 Bobby Fischer a devenit cel mai tânăr mare maestru de şah din istorie, puţini spectatori ar fi crezut că într-o zi o maşină ar putea fi capabilă să-l învingă.

După inventarea tranzistorului, aparatura electronică a devenit şi mai complexă. Mii de componente de diferite dimensiuni rebuiau lipite împreună pentru a forma un circuit şi erau aglomerate în spaţii din ce în ce mai mici, ceea ce necesita mult timp, era scump şi puţin fiabil. În cadrul programului Micro-Module al US Army’s Signal Corps se construiau module de componente precablate de dimensiuni standard gata pentru interconectare dar totuşi problema de bază nu a fost rezolvată.

Texas Instruments lucrau la proiectul Micro-Module când Jack Kilby s-a angajat la ei în 1958. În scurt timp el a văzut o soluţie mai bună: deoarece componentele pasive ca rezistenţele şi condensatoarele puteau fi făcute din acelaşi semiconductor ca dispozitivele active precum tranzistorii, ar trebui să fie posibilă fabricarea lor, într-un singur proces, dintr-un singur bloc, sau “monolit”, al aceluiaşi material, astfel creându-se un circuit complet sau integrat (IC). Prototipul lui, bazat pe germaniu şi format dintr-un tranzistor, un condensator şi trei rezistenţe conectate prin sîrme subţiri de aur, a fost primul circuit integrat din lume. S-a acordat un brevet în februarie 1959. În acest timp, Robert Noyce, de la Fairchild Semiconductors, lucra la un circuit unitar, ideile lui privind depunerea conexiunilor componentelor direct în timpul fabricaţiei au fost cheia realizării circuitelor integrate. În cele din urmă, IC au dus la apariţia primului computer personal.

119 LASERUL (1960) p.758Maiman inventează un dispozitiv optic versatil.

Laserii (prescurtare de la Lumină Amplificată prin Stimularea Emisiei Radiaţiei) fac acum parte din viaţa cotidiană. Ei sunt o componentă cheie a playerelor de CD şi DVD şi a scanerelor de la casele supermarketurilor. Capacitatea lor de direcţionare a energiei cu precizie punctuală le conferă un spectru larg de utilizări ca: freze dentare, tăiere metale, sudură, bisturie pentru chirurgie oftalmologică.

Procesul laser începe prin excitarea optică a unei populaţii de atomi, astfel încât numărul celor cu energie mai mare e superior celorlalţi. Apoi revenirea la starea normală eliberează fotoni care la rândul lor excită alţi atomi, care şi ei vor reveni în stare stabilă eliberând fotoni, astfel creându-se o cascadă de fotoni. Substanţa laser este conţinută într-o cavitate rezonantă care are oglinzi la ambele capete. Fotonii parcurg cavitatea de la un capăt la celălalt şi înapoi stimulând reacţia; sistemul emite lumină coerentă dacă emisia stimulată este mai mare decât pierderile datorate absorbţiei şi difuziei. Una dintre oglinzi este de fapt o semioglindă, radiaţia care trece prin ea formează fasciculul de lumină laser.

Albert Einstein a discutat despre emisia stimulată încă din 1916, dar fenomenul a fost realizat prima dată în 1954 folosind microunde (de aceea MASER). În mai 1960 Theodore Maiman (1927-2007), care lucra la Laboratoarele de Cercetare Hughes din California, a folosit un tub din cristal de rubin sintetic cu care a realizat primul laser în impulsuri operaţional.

În prezent există multe feluri de materiale pentru laseri. Unele sunt solide ca rubinul şi granatul altele gazoase ca heliul, sau soluţii lichide de pigmenţi organici.

120 LAMPA CU HALOGEN (1960) p.760Mobz avansează în misiunea de a găsi o lampă mai luminoasă şi mai eficientă.

Din 1916, când Langmuir a inventat lampa cu filament de wolfram, cercetătorii de la General Electric Company (GEC) au căutat să producă becuri mai eficiente. Una din problemele becului cu filament de wolfram (sau incandescent), este că tungstenul se evaporă în timpul funcţionării. Acest fapt nu numai că rezultă în depunerea unui strat absorbant pe interiorul becului, ci şi slăbeşte filamentul, ducând la ruperea lui. Dilema producătorului este că filamentele mai fierbinţi sunt mai eficiente dar evaporarea mai rapidă le scurtează viaţa.

Inginerul cercetător al GEC Fredrick Moby a făcut un mare pas înainte în 1960, când a plasat un filament de wolfram încălzit electric la temperatură mare într-o incintă umplută cu gaz halogen (de obicei vapori de iod sau brom). Lămpii cu halogen i s-a ataşat un soclu standard de bec. Nu numai că lampa astfel realizată avea o eficienţă luminoasă mai mare, dar şi viaţa ei (2000 pînă la 4000 de ore), era dublă faţă de cea a becurilor anterioare cu wolfram. La un bec incandescent, 98% din energia electrică e transformată în căldură şi numai 2% în lumină. La un bec cu halogen aceste cifre devin 91% şi 9% deci acesta e mai economic.

Moby lucra în paralel cu alţi cercetători GEC implicaţi în proiect. În 1959 Elmer Fridrich şi Emmet Wiley au brevetat de asemenea un tip de bec îmbunătăţit.

Obţinînd mai multă lumină cu acelaşi consum de energie, becurile cu halogen sunt ideale pentru farurile maşinilor. De asemenea în birouri se consumă mai puţină energie pentru aerul condiţionat folosit pentru contracararea încălzirii provocate de sistemul de iluminare.

121 DIODA ELECTROLUMINISCENTĂ (LED) (1962) p.764Holonyak creează primul LED emiţător de lumină.

“Voiam să lucrez în spectrul vizibil… şi toţi ceilalţi lucrau în infraroşu.”- Nick Holonyak

LED-ul (dioda electroluminiscentă) este un dispozitiv cu semiconductori. Toţi semionductorii au capacitatea de a conduce variabil curent electric din cauza impurităţilor (determinate de urme de aditivi chimici) din structura lor. O impuritate de tip n adaugă un electron semiconductorului, iar una de tip p creează un gol de electroni. Electronii, particule încărcate negativ, se vor deplasa în mod natural din zone cu mulţi electroni (negative), în zone cu puţini (pozitive). Într-o diodă, un strat de material de tip n este plasat lîngă unul de tip p, formând o structură sandwich între doi electrozi. Acest aranjament permite curentului electric (un flux de electroni) să circule într-o singură direcţie, dinspre electrodul stratului de tip n spre cel al stratului de tip p.

Când un electron “cade” într-un gol, el eliberează energie sub forma unui foton. Astfel, la trecerea electronilor dintr-o parte în cealaltă a diodei se emite lumină a cărei lungime de undă depinde de tipurile de materiale folosite în semiconductori.

În 1962, Nick Holonyak (născut în 1928), a creat o diodă din cristale de GaAsP, aceasta a produs lumină vizibilă, devenind primul led în spectrul vizibil. Folosind principii similare, el a construit un prototip de laser cu semiconductori, precursor al laserilor cititoare de cd-uri de azi.Ledurile sunt folosite în ceasuri digiale şi afişaje pentru multe aparate electronice, ledurile cu infraroşii sunt utilizate în telecomenzi. Deoarece ledurile disipă mai puţină căldură decât becurile convenţionale, ele sunt deasemenea folosite în sisteme de iluminare eficiente energetic, lămpi sau lanterne.

122 PROTEZA DE ŞOLD (1962) p.766Charnley schimbă perspectivele oamenilor cu defecte la şold.

“Singurul tip de operaţie care ar putea fi întotdeauna universal ar fi o artroplastie” – John Charnley, conferinţă în 1959

În fiecare an, la nivel mundial, se efectuează pese 800.000 de operaţii de protezare a şoldului, care permit beneficiarilor să ducă o viaţă fără dureri, având şi mobilitate în urma înlocuirii articulaţiilor şoldului uzate, deteriorate sau bolnave, cu proteze artificiale.

Munca de pionierat a chirurgului englez John Charnley (1911-1982) a făcut ca artroplastia cu frecare mică să devină procedura standard de aur pentru înlocuirea şoldului. În timpul investigărilor celor mai bune căi de tratament al osteoartritei şi altor afecţiuni care limitează mişcările şoldului, Charnley a trecut de la metoda de fixare a fracturilor prin compresiune la luarea în considerare a înlocuirii articulaţiei. Într-o prelegere la divizia East Denbigh şi Flint a Asociaţiei Medicale Britanice în 1959, el a spus: “În ortopedie, chirurgii speră la o operaţie de şold uşoară, sau, dacă o operaţie bună este dificilă…ar trebui să fie universal aplicabilă.”Charnley a întâmpinat opoziţie de la colegii săi dar a insistat, lucrând la Spitalul Wrightington din Wigan, Anglia. Modelul lui includea o secţiune femurală tijă-cap sferic şi un soclu de şold din polietilenă, ambele ataşate de os cu ciment acrilic pentru oase. El a efectuat prima operaţie cu succes în 1962.

Charnley a redus pericolul de infecţie în teatrul operator folosind o incintă cu aer purificat, costume care acopereau tot corpul personalului chirurgical şi un sistem de tavă pentru instrumente. Deasemenea el urmărea eficacitatea fiecărei operaţii, convingând pacienţii să-i predea articulaţiile ca să poată examina fiecare interfaţă os-ciment şi să-şi îmbunătăţească tehnica.

Astăzi, înlocuirile de şold continuă să evolueze pe măsură ce oamenii trăiesc mai mult şi depăşesc cei 10 ani ai duratei protezelor lor. Cercetarea de materiale mai bune va duce la modele mult mai durabile care ar tebui să reducă necesitatea înlocuirii şoldurilor artificiale.

123 INIMA ARTIFICIALĂ (1963) p. 770Winchell găseşte un mijloc de a menţine circulaţia sângelui în timpul operaţiilor pe cord deschis.

“Valvele şi camerele nu se prea deosebeau de ochii mobili şi gura unei păpuşi.”- Paul Winchell

Inima artificială este un aparat care pompează sângele în corp şi este proiectat pentru înlocuirea inimii naturale, când nu mai lucrează eficient, din cauza unor afecţiuni ca insuficienţa cardiacă. Paul Winchell (1922-2005), un ventriloc la TV în SUA, a fost surpinzătorul inventator al inimii artificiale.

La o petrecere colegială, Winchell l-a întâlnit pe chirurgul dr.Henry Heimlich, inventatorul manevrei Heimlich în cazuri de sufocare. După ce l-a observat pe Heimlich în sala de operaţii, Winchell s-a gîndit că o inimă artificială ar putea menţine pomparea sîngelui în timpul procedurilor

dificile pe cord deschis. Cu sfaturile lui Heimlich, el a proiectat o inimă artificială şi a construit primul prototip. A depus o cerere pentru obţinerea unui brevet, în 1956, pe care l-a primit în 1963.Winchell a donat drepturile asupra proiectului Universităţii din Utah, pemiţându-i lui Robert Jarvik şi altora să construiască o inimă artificială, numită Jarvik-7. Jarvik a făcut-o în formă de ovoid pentru a se potrivi în corpul uman şi a folosit poliuretanul, un material mai potrivit. Jarvik-7 avea 2 pompe (ca ventriculele), fiecare cu un mecanism în formă de disc care pompa sângele dinspre valva de intrare spre cea de ieşire. În 2 decembrie 1982, dr.Willem DeVries a implantat prima inimă artificială dentistului pensionar dr.Barney Clark, care a supravieţuit 112 zile având aparatul implantat.

Inimile artificiale, denumite în mod obişnuit dispozitive ajutătoare pentru ventricule, sunt folosite acum ca o punte pentru menţinerea pacienţilor cu insuficienţă cardiacă în viaţă, până când e pusă la dispoziţie o inimă de la un donator. Modelele moderne sunt mult mai mici, nu necesită depozitarea sângelui pentru că se folosesc pompe de injecţie cu debit constant pentru menţinerea permanentă a circulaţiei sângelui prin corp.

124 VALIUM (1963) p.771Sternbach descoperă un medicament pentru calmarea anxietăţii.

“Ea fuge la dulăpiorSă-şi ia micul ajutor...” (trad)- The Rolling Stones – “Mother’s Little Helper” (1967)

Valium a fost în 1978 la apogeul celui mai prescris medicament pentru stări de tensiune şi anxietate. Valium a fost descoperit în 1963 de Leo H. Sternbach (1908-2005), un chimist polonez lucrând în SUA pentru Hoffmann-La Roche. El voia să creeze o pilulă “răcoritoare” mai bună, după ce s-a aflat că barbituricele luate în supradoză creau dependenţă şi toxicitate.

Sternbach a început prin a jongla cu compuşi pe care îi lăsase deoparte cu 20 de ani înainte şi a observat că unul, Ro-5-0690, avea efecte sedative şi hipnotice asupra şoarecilor. Hoffmann-La Roche au denumit medicamentul Librium, care a fost primul din clasa benzodiazepinelor. Acestea acţionează prin deprimarea activităţii sistemului de activare reticulară (RAS) care comandă activitatea mentală a creierului. În 1963, Sternbach a sintetizat o versiune mai simplă a moleculei de Librium. De cinci până la zece ori mai puternic decât predecesorul, medicamentul a fost denumit Valium şi folosit la tratarea insomniei şi dereglărilor cu panică şi fobie.

S-a făcut aluzie la Valium în cîntecul “Mother’s Little Helper” (“micul ajutor al mamei”) al grupului Rolling Stones, despre o casnică utilizatoare de Valium care o ajuta să se ocupe de o familie solicitantă. Autobiografia din 1979 a lui Barbara Gordon “I’m Dancing as Fast as I Can” (“dansez cît de repede pot”) a dus la recunoaşterea riscului de dependenţă fizică a utilizatorilor constanţi şi simptomele de sevraj determinate de Valium la întreruperea bruscă a tratamentului. Din acest motiv, actualmente se prescrie Valium numai pentru maximum două săptămâni.

125 LASERUL CU DIOXID DE CARBON (1964) p.773Patel creează o sursă de lumină specializată.

“Atomii se comportă ca şi moliile, căutând zonele cu intentitate mai ridicată a laserului” Steven Chu, fizician

Laserul cu CO2 este considerat cel mai util şi versatil tip de laser. A fost inventat în 1964 de Kumar Patel (n.1938) în timp ce lucra la Bell Laboratories în New Jersey.

Laserele cu CO2 emit lumină în infraroşu cu lungimea de undă între 9 şi 11 microni. Mediul activ din laser este un amestec de CO2, azot şi heliu. Moleculele de azot care vibrează datorită unui curent electric, nu-şi pierd energia prin emisie de electroni şi vor excita moleculele de CO2 care produc lumina laser. Heliul are dublu rol: asistă transferul de căldură din gaz în urma descărcărilor şi ajută revenirea moleculelor de CO2 la starea stabilă. În general gazul este conţinut într-o incintă

etanşă, având la un capăt o oglindă metalică şi la celălalt una semiopacă din seleniură de zinc prin care trece fasciculul laser.

Patel a găsit multe aplicaţii dispozitivului său; ca rezultat laserul cu CO2 are mai multe aplicaţii practice azi decât orice alt tip de laser. A îmbunătăţit spectroscopia de mare rezoluţie şi saturaţie, a contribuit la fuziunea indusă cu laser şi la optica neliniară şi e chiar folosit pentru injecţia optică folosită pentru noi tipuri de laseri.

126 VACCINUL RUBEOLEI (1965) p.783Meyer şi Parkman testează un nou vaccin.

În 1814, cercetători germani au descris pentru prima dată “pojarul german” – mai târziu cunoscută ca rubeola din latinescul “rubellus”, însemnând roşiatic. Rubeola e un virus ARN cu o singură bandă care se transmite de la om la om pe cale respiratorie. De obicei are o formă uşoară (simptoele incluzând febră uşoară, ganglioni limfatici inflamaţi, apoi o erupţie generalizată; la gravide este însă o altă situaţie. În fetuşi poate rezulta în sindromul congenital al rubeolei, condiţie caracterizată prin surditate, retardare mintală, cataracte, defecte cardiace şi afecţiuni ale ficatului şi splinei.

Între 1963 şi 1964 în SUA a avut loc o epidemie de rubeolă în urma căreia 50000 de copii s-au născut cu dizabilităţi permanente cauzate de virus. Tragedia a determinat Institutele Naţionale de Sănătate să declanşeze o campanie pentru găsirea unui vaccin. Doi pediatri, Harry Martin Meyer (1928-2001) şi Paul Parkman (n.1932) au izolat virusul rubeolei şi apoi au continuat să-l multiplice dintr-o cultură în alta de celule hepatice ale unei specii de maimuţe africane. După doi ani şi 77 de culturi succesive ei au inoulat maimuţe rhesus cu ceea ce au numit HPV-77 (high passage virus). Maimuţele vaccinate n-au avut niciun simptom de rubeolă, dezvoltând anticorpi pentru virus, în timp ce nici cele din aceleaşi cuşti, care rămăseseră nevaccinate, nu s-au infectat. Echipa a început în 1965 primele trialuri clinice pantru femei şi copii şi din nou s-a constatat că virusul nu s-a răspândit şi că subiecţii au dezvoltat anticorpi. Vaccinul rubeolei a fost îmbunătăţit ulterior în vaccinul denumit MMR pentru pojar, rubeolă şi oreion.

127 PROTEZA MOTORIZATĂ (1968) p.799O echipă MIT creează un braţ artificial motorizat.

Samuel Anderson a realizat în 1949 primul model acţionat electric funcţional al unui braţ artificial. Proictat pentru muncitori cu amputări, dispozitivul era foarte masiv şi era conectat la o sursă externă de putere.

Reinhold Reiter, student la fizică la Universitatea München a brevetat prima proteză mioelectrică de braţ. Necesitând de asemenea o sursă externă, folosea semnalele contracţiei musculare de la bicepşii rămaşi pentru comanda închiderii şi deschiderii mâinii. Era masivă şi realizată cu lămpi electronice. Tranzistoarele ar fi făcut tehnologia mai fezabilă, dar nu au fost inventate decât în 1948, când în Germania fusese deja efectuată reforma monetară care a dus la pierderea finanţării proiectului.

În 1958, o echipă rusă condusă de A.E.Kobrinski a realizat o mână mioelectrică controlată de muşchii supravieţuitori ai încheieturii. Companiile Otto Bock Orthopaedic Industry Germania şi Viennatone Austria au comercializat variante ale “mâinii ruseşti”.

Primul braţ mioelectric de succes este “Cotul Boston”. Matematicianul Norbert Weiner, ortopedul Melvin Glimcher, Amar Bose, Robert Mann şi alţii de la MIT au creat în 1968 prototipuri funcţionale şi o proteză de braţ viabilă în 1974.

Dispozitivul funcţiona având senzori în soclu care sesizau curenţii generaţi de contracţiile musculare; aceste semnale slabe erau amplificate şi comandau mişcarea protezei cu ajutorul unor motoraşe cu baterii. Se aşteaptă ca progresele viitoare să includă şi transmiterea senzaţiilor tactile şi termice.

128 MOUSE-UL PENTRU COMPUTER (1968) p.794Engelbart şi English îmbunătăţesc enorm interfaţa utilizator-computer.

La conferinţa de toamnă asupra computerelor în 1968 din San Francisco au fost prezentate un număr remarcabil de “premiere”. Printre ele s-au aflat şi prima video conferinţă, prima utilizare a hiper textului (fundamentul linkurilor web actuale), prima prezentare, de către Institutul de Cercetare Stanford (SRI), a NLS (sistemul online), precursorul revoluţionar al softului modern de server. Asemenea prezentări impresionante au distras uşor atenţia publicului de la o altă premieră importantă, mişcată de mâna cercetătorului SRI Douglas Engelbart (n.1925): mouse-ul computerului.

Departe de dispozitivele actuale elegante şi ergonomice, primul mouse era o cutie de lemn cu roţi şi un cablu gros. Engelbart şi colegul lui Bill English (n.1929) au venit cu ideea prima dată în 1963 şi au creat dispozitivul ca parte foarte mică a unui proiect mult mai mare de computer. Ei căutau ceva care să permită utilizatorilor să interacţioneze uşor cu computerul. Primul prototip avea un cablu în faţă, atât de incomod încât a fost mutat în spate, devenind o “coadă”, ceea ce a dus la numele dispozitivului. “Arăta exact ca un şoricel cu coadă aşa că aşa l-am şi numit în laborator” spunea Engelbart.

Nici Engelbart, nici English nici SRI n-au pus vreodată pe piaţă mouse-ul. Următorul laborator care a lucrat cu el, PARC (Centrul de Cercetare Palo Alto al lui Xerox) i-a adus câteva modificări dar nici ei nu l-au prezentat maselor. Acest lucru a fost făcut de Steve Jobs, fondatorul Apple Inc., în anii 1980. Compania lui Jobs a cizelat mouse-ul făcându-l accesibil, disponibil şi parte integrantă a computerului personal. Or fi făcut Apple mouse-ul faimos, dar Engelbart şi English au fost totuşi primii.

129 IMPLANTUL COHLEAR (1969) p.809Implantul lui House stimulează nervii auditivi.

Implantul cohlear este un dispozitiv electronic implantat chirurgical care care redă într-o oarecare măsură simţul auzului unui om cu surditate profundă. Funcţionează prin stimularea directă a nervilor auditivi cu impulsuri electrice.

Americanul William House (n.1923) este creditat ca fiind primul chirurg care a implantat dispozitive de tip cohlear. În 1957, House a citit un articol scris de doi chirurgi francezicare au introdus un electrod în nervul auditiv al unui surd şi au arătat că acesta putea percepe sunete cînd nervul era stimulat. În 1961, House a implantat dispozitive cohleare în 3 pacienţi care au avut oarecare îmbunătăţiri. După cercetarea celei mai bune poziţii a electrozilor, în 1969 House a creat primul implant portabil.

În ciuda criticilor ostile şi temerilor că stimularea electrică a cohleei ar putea distruge ţesutul cerebral sau transmite infecţii, în decembrie 1984 implanturile cohleare aveau deja aprobarea şi sigiliul FDA şi nu mai erau considerate experimentale. Sunetul este captat de un microfon plasat lîngă ureche şi transmis unui procesor de vorbire amplasat pe corp unde este analizat şi convertit în semnale electrice transmise unui receptor implantat chirurgical în spatele urechii. Receptorul trimite semnalele prin intermediul unui electrod în urechea internă de unde impulsurile electrice sunt transmise creierului.

Pe tot parcursul anilor 1990 au fost făcute îmbunătăţiri, în special miniaturizării procesoarelor de vorbire care puteau fi încorporate unor dispozitive ca protezele auditive. În final, primele dispozitive integral implantabile au fost realizate în 2005.

130 CATETERUL CU BALON (1969) p.805Fogarty concepe un dispozitiv neinvaziv anti cheaguri.

“Procedura lui Fogarty a fost primul exemplu de succes de chirurgie vasculară mai puţin invazivă.” - arhiva “Inventor of the Week”

Thomas Fogarty (n.1934) lucra ca asitent chirurgical la Good Samaritan Hospital din Cincinnati, Ohio, când a observat dificultăţile pe care chirurgii le aveau la înlăturarea cheagurilor de sânge formate în artere şi vene. Operaţia, deseori durând între 9 şi 12 ore, necesita deschiderea vasului pe toată lungimea, de multe ori rezultatul fiind amputarea membrului sau moartea pacientului.

Fogarty a conceput o metodă care putea elimina necesitatea chirugiei invazive. Era nevoie de un cateter uretral, care e suficient de flexibil şi rezistent pentru a putea fi împins printr-un vas de sânge şi străpunge un cheag.

Lucrând în mansarda lui, Fogarty a avut şi inspiraţia de a-şi folosi îndemânarea la făcut momeli pentru pescuitul la muscă pentru ataşarea la cateter a unui vârf de deget al unei mănuşi de latex, care putea fi umflat cu ser odată ce era trecut de cheag. Ideea era că balonul se extinde la dimensiunea arterei şi apoi este tras înapoi afară cu cheag cu tot.

În 1961, cateterul de embolectomie cu balon al lui Fogarty, denumire dată de procedura de îndepărtare a cheagurilor, a fost folosit pentru prima dată asupra unui pacient. S-a făcut o mică incizie, cateterul a fost apoi condus prin artera blocată a pacientului; odată umflat şi tras înapoi afară, a ieşit într-adevăr cu cheag cu tot.

Astăzi, cateterul cu balon al lui Fogarty (patentat în 1969) este încă cea mai frecventă tehnică pentru îndepărtarea cheagurilor. Tehnologia s-a extins şi în angioplastie, când baloanele sunt umflate pentru lărgirea îngustărilor arterelor coronare care dau simptome de angină.

131 INTERNETUL (1969) p.804ARPA (agenţia proiectelor cu cercetare avansată) realizează prima reţea de calculatoare.

“Informarea din internet e ca şi băutul apei de la un hidrant de incendiu” Mitchell Kapor, inginer software.

În 1963, Agenţia Proiectelor cu Cercetare Avansată (ARPA), înfiinţată de Ministerul Apărării al SUA, a început construcţia unei reţele de calculatoare. Motivată de frica de ameninţarea nucleară sovietică, avea ca scop conectarea calculatoarelor din diferite locaţii, cercetătorii putând schimba electronic date fără a avea căi fixe, micşorând astfel vulnerabilitatea la atacuri – inclusiv nucleare.

Datele erau convertite în semnale telefonice folosind un modem (modulator-demodulator), realizat de AT&T la sfârşitul anilor 1950. În anii 1960 s-au făcut progrese esenţiale, inclusiv “comutarea pachetelor” – sistemul de pachetare, etichetare şi direcţionare a datelor, care permite transferul lor între maşini prin reţea. Paul Baran (n.1926) a propus acest sistem care fragmenta fiecare mesaj în părţi mici. Acestea erau trimise în reţea care le va direcţiona (“comuta”) apoi spre destinaţia dorită. Astfel, dacă fragmentele unui mesaj mergeau de la Seattle la New York via Dallas dar Dallas devenea brusc off-line, reţeaua le direcţiona automat prin Denver. Diferitele părţi – sau “pachete” – ale unui mesaj merg pe rute diferite, la destinaţia lor fiind reasamblate în mesajul iniţial, chiar dacă au ajuns în altă ordine. Baran şi-a publicat conceptul în 1964, iar 5 ani mai târziu, noua reţea – numită ARPANET – a devenit operaţională.

Deoarece ameninţarea unui război nuclear a scăzut la începutul anilor 1970, ARPANET a fost redenumită Internet şi deschisă efectiv tuturor utilizatorilor. De atunci, dezvoltarea e-mail, crearea WorldWideWeb şi a tehnologiei de navigare a permis internetului să devină o posibilitate pentru comunicaţii intense.

132 PLASTURII TRANSDERMICI (1971) p. 827 Invenţia lui Zaffaroni îmbunătăţeşte administrarea medicamentelor.

Cei care sufereau de fobia injecţiilor şi pastilelor trebuie să se fi bucurat când FDA a SUA a aprobat primul plasture transdermic în 1979. Acest mod nou de administrare a medicamentelor avea toate calităţile injecţiilor şi pastilelor, dar fără neajunsuri.

Pentru realizarea plasturilor transdermici, biochimistul Alejandro Zaffaroni (n.1923) nu a fost motivat de confortul pacientului, ci de intenţia de a imita modul de eliberare temporizată a hormonilor în organism, crezând că metodele de medicamentaţie disponibile nu erau destul de sofisticate. A înfiinţat compania ALZA în 1969, iar în 1971 i s-a acordat un brevet SUA pentru “pansament pentru administrarea medicamentelor”. Marile companii farmaceutice au considerat că plasturii nu duceau nicăieri. Într-un interviu, Zaffaroni a spus ”credeam că industria va analiza ceea ce făceam noi şi va spune ‘Ia uite ce metodă bună’. Dar n-au făcut-o.”

Totuşi, industria farmaceutică a realizat curând că plasturii lui Zaffaroni aveau sens şi puteau fi o afacere bună. La începutul anilor 1980, primul plasture transdermic, cu un medicament pentru răul de mişcare, a fost pus în vânzare. Imediat au urmat plasturii cu nitroglicerină pentru inimă, existând în prezent şi plasturi pentru dependenţa de nicotină, tratamentul durerii, terapia cu hormoni şi multe alte aplicaţii.

Plasturii transdermici sunt o afacere de miliarde de dolari, 3 fiind numai în SUA. Totul a început la ALZA, pornită de Zaffaroni, care a fost vândută în 2001 gigantului farmaceutic Johnson & Johnson (vestit pentru faima Band-Aid®) cu 10 miliarde de dolari. Nu-i rău pentru o idee cosiderată de industrie ca neducând nicăieri.

133 ORGANISME MODIFICATE GENETIC (1971) p.820Chakrabarty ocoleşte un proces evolutiv.

Din vremuri imemoriale, oamenii au încercat să amelioreze calităţile altor specii. Selecţionări în creşterea de animale şi plante au dus la cai mai rapizi, recolte mai rezistente, diverse rase de câini. Dezvoltarea ştiinţei moleculare face ca un proces, care până atunci se baza pe şansă şi selecţionări timp de generaţii, să poată fi realizat rapid prin proiectare.

Funcţionează în felul următor: întâi se identifică trăsătura care se doreşte introdusă în organismul de interes; apoi se găseşte o genă sau un set de gene care au codul acestei trasături în alt organism. Cu circumstanţe favorabile, ar trebui să fie posibilă introducerea acestor gene în organismul receptor, de unde ele vor fi transmise generaţiilor următoare.

Unul dintre pionierii acestei tehnologii a fost Ananda Chakrabarty (n.1938). El a lucrat cu plasmide bacteriene – mici inele ADN transferabile între bacterii. Chakrabarty voia să producă bacterii care să descompună ţiţeiul, pentru a ajuta la curăţarea deversărilor. Erau cunoscute 4 specii de Pseudomonas care metabolizează petrolul, dar nici o combinaţie nu a dus la vreun rezultat pozitiv. Transferând plasmide între specii, Chakrabarty a unit 4 gene intr-o specie, obţinând o bacterie nouă, cu un metabolism al ţiţeiului mult îmbunătăţit. Acesta a devenit primul organism care a devenit obiectul unui brevet.

Astăzi, modificarea genetică a culturilor, animalelor şi microorganismelor este un domeniu de cercetare diversificat şi de succes. Utilizarea bacteriilor pentru producerea insulinei, comercializată pentru prima dată de Genentech în 1982, este unul din cel mai de succes rezultat al acestei tehnologii. Totuşi capacitatea de manipulare a vieţii la nivel celular ridică multe obiecţii; aplicaţii ca obţinerea de culturi rezistente la paraziţi întâmpină o opoziţie tenace.

134 TOMOGRAFIE COMPUTERIZATĂ (CT scan sau CAT scan) (1971) p.826Hounsfield realizează o nouă tehnologie imagistică.

Conrad Röntgen (1845-1923) a fost primul care a făcut radiografii ale unei persoane, câştigând primul Premiul Nobel pentru fizică în 1901. Filmele Rx se mai numesc uneori în onoarea lui Röntgenografii. Pentru prima dată chirurgii au putut vedea şrapnel şi gloanţe în interiorul corpului uman. Cu toate acestea, radiografiile erau bidimensionale. Pentru a vedea şi adâncimea obiectului, trebuia să fie făcută o a doua radiografie, de obicei perpendicuară pe prima. De asemenea, radiografiile nu redau bine ţesuturile moi ale corpului.

Au fost încercate multe tehnici pentru îmbunătăţirea imaginilor produse de razele X dar problemele au fost rezolvate numai după descoperitea tomografiei asistate de calculator (CT scan). Godfrey Hounsfield (1919-2004) a conceput CT scanul în1968, iar în 1971 un prototip de scanner a fost instalat la Spitalul Atkinson Morley din Wimbledon pentru a fi folosit în trialuri medicale. În CT, tubul Rx este rotit astfel că se fac mai multe imagini din diferite unghiuri, permiţând vizualizarea adâncimii. Filmele Rx sunt înlocuite de detectori sensibili, iar un calculator reconstruieşte imaginea. Deoarece detectorii sunt de o sută de ori mai sensibili decât filmele Rx, se pot decela variaţii subtile ale densităţii ţesuturilor. Prima utilizare a noii tehnologii a fost pentru deosebirea ţesutului cerebral sănătos de cel bolnav. În anul 1975 au fost comercializate CT mai mari care puteau scana întregul corp. În anii 1960, Allan Cormack (1924-1998) a început să lucreze la tehnica matematică necesară reconstrucţiei imaginilor. Cormack şi Hounsfield au primit în 1979 Premiul Nobel pentru medicină sau fiziologie.

135 IMAGISTICA PRIN REZONANŢĂ MAGNETICĂ (1971) p.822Damadian investighează celulele vii prin scanări.

Deşi Raymond Vahan Damadian (n.1935) este creditat cu ideea de a folosi rezonanţa magnetică nucleară pentru a vedea în interiorul corpului uman, Paul Lauterbur (1929-2007) şi Peter Mansfield (n.1933) au efectuat munca cea mai strâns legată de tehnologia imagisticii cu rezonanţă magnetică nucleară (RMN). Această tehnologie foloseşte atomii de hidrogen care rezonează la bombardarea cu energie magnetică. RMN dă imagini tridimensionale, fără radiaţii nocive, având mai multe detalii decât tehnologiile mai vechi. În timp ce studia medicina în New York, Damadian a început investigarea celulelor vii cu un aparat cu RMN. În 1971, el a descoperit că semnalele durau mai mult în celulele tumorale decât în cele sănătoase. Metodele utilizate în acea vreme nu erau însă nici eficiente nici practice; totuşi, în 1974, Damadian a primit un brevet pentru un asemenea aparat spre a fi folosit de doctori pentru detectarea celulelor canceroase.

Adevăratul progres a avut loc atunci când Lauterbur, chimist american, a introdus gradienţii câmpului magnetic astfel putându-se determina originea undelor radio emise de nucleele obiectului scanat, prin asta el a creat primele imagini RMN în două şi trei dimensiuni. Mansfield, fizician englez, a folosit o tehnică matematică care a accelerat scanarea şi a dus la imagini mai clare.Damadian a continuat cu construcţia unui aparat RMN pentru tot corpul în 1977, realizând primele scanări RMN întregi ale inimii, plămânilor şi pereţilor toracelui ale firavului său student, Larry Minkoff, deşi într-un mod foarte diferit decât cel al imagisticii moderne.

136 IMPRIMANTA LASER PENTRU COMPUTERE (1971) p.818Starkweather inventează un proces pentru tipărirea de mare calitate a textelor şi graficii.

În 1969, în timp ce toată lumea experimenta cu LSD, Gary Starkweather lucra din greu la departamentul de cercetare al Xerox în Webster, New York, făcând experienţe cu imprimante laser. Doi ani mai târziu, el, care între timp câştigase un Oscar pentru munca de la Pixar asupra scanării filmelor, a construit primul sistem de tipărire cu laser.

Printerul laser se bazează pe principiul că, asemenea magneţilor, opusele se atrag. Procesul de printare cu laser începe cu laserul care aplică informaţia dorită pe tamburul imprimantei.

Fasciculul inversează sarcina pozitivă a tamburului, încărcând negativ anumite zone, care atrag tonerul, o pulbere încărcată pozitiv.

După ce un conductor aplică o sarcină puternic negativă hârtiei de tipărit, o curea angrenează hârtia peste tambur. Tonerul este atras de pe tambur de către hârtie, a cărei sarcină electrostatică este apoi neutralizată. Înainte ca hârtia să fie scoasă, trebuie să fie trecută prin cuptor, care constă dintr-o pereche de cilindri încălziţi care topesc pulberea toner, determinând astfel fuzionarea cu hârtia. Singurul lucru care împiedică arderea hârtiei de aceşti cilindri este viteza cu care trece printre ei.

Xerox nu şi-a dat seama de potenţialul imprimantei laser, descurajându-l pe Starkweather să-şi dezvolte invenţia. În plus, atunci când în sfîrşit ei au început să producă modele comerciale, au scăpat perspectiva afacerii abundente de comercializare a tonerului şi hârtiei. Hewlett-Packard au început vânzările primelor imprimante laser personale din lume în 1980, lăsând Xerox într-un nor de praf de toner.

137 MICROPROCESORUL (1971) p.829Invenţia lui Hoff pune la îndemâna maselor computerele.

La sfârşitul anilor 1960, lui Ted Hoff (n.1937) de la Intel i s-a solicitat să construiască câteva calculatoare pentru un client japonez. Metoda tradiţională ar fi fost realizarea câtorva circuite integrate diferite – cipuri de siliciu – care să facă treaba. Chiar dacă acestea ar fi suficient de mici pentru a fi puse în calculatoare de mână, computerele programabile capabile să facă o varietate de operaţii ar fi fost totuşi aparate foarte mari.

A venit natural ideea combinării circuitelor integrate de dimensiuni mici cu puterea computerelor programabile. Hoff a hotărât că va face un singur circuit integrat care să poată fi programat să facă multe lucruri diferite. Asociat cu colegii lui Stan Mazor (n.1941) şi Federico Faggin (n.1941), Hoff a înghesuit un întreg computer pe un singur cip de siliciu, ataşat cu o mică memorie căreia să-i dea instrucţiunile. Toată gama lui de calculatoare folosea acelaşi cip, dar fiecare avea instrucţiunile proprii pentru funcţionare.

Intel a remarcat rapid că aveau literalmente în palmă un calculator programabil de uz general având puterea dispozitivelor care ocupaseră încăperi întregi înainte cu un deceniu. Încheind o afacere cu fabricantul de calculatoare, Intel şi-a menţinut dreptul de a-şi vinde cipul şi altora, scoţând pe piaţă în 1971 procesorul Intel 4004.

4004, primul microprocesor comercial, a fost deasemenea primul pas în revoluţia care va avea loc în lume în anii 1970 şi 1980, luând computerele din instalaţiile lor industriale cu aer condiţionat şi ducându-le în case, maşini şi chiar maşini de spălat.

138 POŞTA ELECTRONICĂ (E-MAIL) (1971) p.828Tomlinson realizează un program, permiţând comunicarea între reţelele de calculatoare.

În 1969 o companie pe nume Bolt Barenek and Newman a câştigat contractul pentru realizarea reţelei de comunicaţii numită ARPANET, care va permite savanţilor şi cercetătorilor să folosească şi posibilităţile computerelor celorlalţi. În timpul cercetării, un inginer, Ray Tomlinson (n.1941), a început să experimenteze cu codurile a două programe. SNDMSG permitea membrilor aceleiaşi reţele să schimbe mesaje între ei, iar CPYNET permitea transferul fişierelor între două reţele distincte. Tomlinson s-a gândit că prin combinarea celor două putea crea un sistem care să facă posibil transferul mesajelor între utilizatori diferiţi din reţele independente.

Una din deciziile cele mai semnificative luate de Tomlinson a fost alegerea simbolului @ pentru separarea numelui utilizatorului de numele reţelei gazdă. A fost o decizie relativ de logică, dar care a reînviat acest simbol cam ezoteric, salvându-l din pragul extincţiei lingvistice.

Nebănuind semnificaţia globală pe care o vor avea cele 200 de linii de cod care formau programul e-mail, Tomlinson a neglijat să noteze ce a scris în primul e-mail trimis vreodată (el spune că era ceva banal, ca “QWERTYUIOP” sau “TESTING 1 2 3 4”).

Se zice că atunci când Tomlinson a demonstrat prima dată programul unui coleg, acesta i-a spus să nu arate sistemul nimănui pentru că nu făcea parte din fişa postului. De atunci, Tomlinson a spus că deşi nu exista crearea e-mail ca obiectiv direct, proiectul ARPANET era de fapt o investigaţie gigantică şi recompensatorie a multiplelor utilizări ale comunicaţiilor calculatoarelor.

139 ECRANUL TACTIL (1971) p.831Hurst face mai uşoară interacţionarea cu calculatorul.

În timp ce computerul se dezvolta rapid în a doua jumătate a sec. XX, oamenii au căutat permanent cele mai bune moduri de a interacţiona cu el. Zilele cartelelor perforate şi benzilor de hârtie deveniseră prea obositoare pe măsură ce calculatoarele avansau, tastaturile ajungând dispozitivele de intrare date preferate.

În anii 1960, Douglas Engelbart a inventat mouse-ul, o piatră de hotar a interacţiunii cu computerul. Următorul mare salt a fost în 1971, când dr.Samuel C.Hurst a inventat interfaţa electronică cu ecranul tactil. Când preda la Universitatea din Kentucky, trebuia să citească o cantitate imensă de date de pe benzi cu diagrame. Observând că aceasta le-ar fi luat studenţilor cel puţin două luni să termine, s-a decis să caute o metodă mai uşoară.

Ceea ce a produs el se numeşte sistemul de măsurare în coordonate Elograph. Era o tabletă de intrare care putea măsura unde era apăsată de un utilizator cu un stil. Hurst a înfiinţat rapid compania Elographics (actualmente Elo TouchSystems) pentru fabricarea şi comercializarea dispozitivului. Lucrând furibund la dezvoltarea conceptului, Hurst şi echipa sa au avut nevoie de numai trei ani pentru realizarea unei versiuni transparente, corespunzătoare pentru a fi instalată în faţa unui ecran. Patru ani mai târziu, în 1977, ei au prezentat ceea ce urma să devină cea mai populară tehnologie a ecranelor tactile actuale. Ecranul tactil rezistiv cu cinci conductori are straturi transparente care sunt strânse împreună de apăsarea unui deget care le atinge. Convertit uşor în date electrice rezistive, acest ecran tactil modern este durabil şi oferă o rezoluţie mare.

140 POMPA DE INSULINĂ (1972) p.832Kamen uniformizează administrarea medicamentelor la diabetici.

“...dacă nu lucrezi la lucruri importante, pierzi timpul.” Dean Kamen

Pompa de insulină e un mic dispozitiv alimentat de la baterii care eliberează cantităţi diferite de insulină în circuitul sanguin al diabeticillor. Diabetul este o boală care afectează capacitatea organismului de a descompune zahărul, determinată de absenţa sau insensibilitatea la hormonul denumit insulină. Până la inventarea pompei de insulină, singurul mod al diabeticilor de a-şi controla boala a fost să-şi injecteze zilnic insulina. Prima pompă de insulină a fost inventată de dr. Arnold Kadish în anii 1960, dar era atât de mare, încât trebuia purtată ca un rucsac.În timp ce Dean Kamen (n.1951) era la facultate, fratele lui, pe atunci student la medicină, i-a pus o problemă. Se plângea că nu se puteau da pacienţilor doze constante de medicamente, ca de exemplu insulina. Ca răspuns, Kamen a construit un circuit care controla o mică pompă de insulină conectată la o siringă. A folosit o formă nouă de microcip – care nu necesita multă energie - pentru comanda circuitului. Dispozitivul era portabil şi programabil, dând doze mici, precise de insulină, într-un interval lung de timp, compensând prin injecţii creşterile şi scăderile nivelului insulinei. Fratele lui Kamen a arătat dispozitivul colegilor lui care au fost imediat impresionaţi. În 1976, Kamen a înfiinţat prima lui companie, AutoSyringes Inc. pentru fabricarea şi comercializarea pompelor.

141 CHIRURGIA OFTALMOLOGICĂ CU LASER (1973)Bhaumik îmbunătăţeşte vederea cu un laser excimer.

Milioane de oameni au recurs la o operaţie de keratectomie asistată de laser (LASIK) pentru corectarea miopiei, hipermetropiei sau astigmatismului şi scăparea de ochelari.

În anii 1950, oftalmologul spaniol Jose Barraquer a conceput o metodă pentru schimbarea chirurgicală a formei corneei. Tehnica lui a fost dezvoltată în continuare de oftalmologul rus Sviatoslav Feodorov care a creat keratectomia radială în timp ce trata un băiat căruia i-a intrat sticlă în ochi de la ochelarii pe care şi i-a spart în cădere. El a făcut câteva incizii radiale de la pupilă la marginea corneei pentru a îndepărta cioburile. După ce corneea s-a vindecat, vederea băiatului a devenit mult mai bună. Succesul lui Feodorov a alimentat interesul faţă de chirurgia refracţiei.

În 1968, la Universitatea din California, fizicianul indian Mani Lal Bhaumik şi colegii lui lucrau la realizarea unui laser excimer. Acesta creează molecule noi atunci când sunt excitate gazele xenon, argon sau krypton. În 1972, la o întâlnire la Denver a Societăţii Optice Americane Bhaumik, a informat lumea despre noua tehnică pe care a brevetat-o mai târziu. După şapte ani, Rangaswamy Srinivasan, chimist indian, a descoperit că un laser excimer în utraviolet ar putea grava cu precizie în ţesuturile vii fără să le deterioreze pe cele din jur.

Având la bază toate cele menţionate, chirurgia LASIK a fost pusă la punct de italianul Lucio Buratto şi grecul Ioannis Pallikaris în 1990, fiind mai rapidă, mai precisă şi cu un risc mai mic de complicaţii decât tehnicile mai vechi. Tehnologii mai noi au îmbunătăţit performanţele LASIK, dar limitele lui au dus deasemenea la alte noi cercetări.

142 COMPUTERUL PERSONAL (1973) p. 833Alto produs de Xerox PARC inspiră industria calculatoarelor personale.

Sunt mulţi pretendenţi la titlul de “primul calculator personal”. Xerox PARC, în 1973, a fost responsabil pentru crearea a poate celui mai inovativ model din istoria computerelor: l-am recunoaşte azi ca fiind un computer personal. Alto, numit astfel după Centrul de Cercetare din Palo Alto California (PARC) unde a fost creat, era constituit dintr-un rack (conţinând un procesor de 16 biţi şi o unitate de memorie pe disc), un monitor, o tastatură, un mouse şi chiar o interfaţă grafică (“ce vezi, aia primeşti”) cu ferestre şi icoane selectabile.

Alto a fost proiectat în primul rând pentru cercetare şi trebuia să fie suficient de compact pentru a se încadra într-un birou, dar şi suficient de puternic pentru a susţine o interfaţă utilizator în timp ce partaja informaţii între maşini. Aceasta a dus la inovaţii revoluţionare care nu vor fi obişnuite timp de un deceniu şi vor fi încă tehnologie de vârf în anii 1990. Acestea includeau un sistem de operare orientat pe obiect şi primele plăci de reţea ethernet. Avea deasemenea acel instrument esenţial cercetării, un joc flipper. Xerox a donat maşinile Alto diverselor instituţiii de cercetare, ele devenind rapid modelul faţă de care erau comparate toate tipurile de computere personale următoare. Se crede deasemenea că Alto i-a inspirat şi pe alţii, inclusiv pe co-fondatorul lui Apple, Steve Jobs şi echipa sa care erau impresionaţi de grafica şi interfaţa utilizator ale lui Alto. Echipa care a realizat Xerox Alto a fost onorată cu prestigiosul premiu pentru inginerie Draper în 2004 ca fiind un catalizator a unei “epoci de aur” a cercetării calculatoarelor.

143 ETHERNET (1973) p.834Metcalfe şi Boggs conectează computerele la o reţea.

În 1973, Bob Metcalfe (n.1946), lucrând la Centrul de Cercetare Palo Alto (PARC) al lui Xerox, avea o problemă: necesitatea interconectării tuturor computerelor al căror număr continua să crească în jurul lui. Primul laser printer din lume, inventat tot acolo, la PARC, în 1971, aştepta la capătul culoarului să-i fie trimise documente pentru tipărit.

Dezvoltarea reţelelor de calculatoare era la început. Hardware-ul era scump, iar cablajele existente la PARC arătau ca o explozie într-o fabrică de spaghete. Orice defect din computere sau cablaje punea toată reţeaua la pământ. Metcalfe a primit sarcina de a construi o reţea mai simplă şi mai fiabilă.

Căutând febril surse de inspiraţie, el a dat peste o reţea radio, ALOHAnet a Universităţii din Hawaii. Spre deosebire de majoritatea reţelelor de calculatoare, care erau atent aranjate astfel încât la orice moment dat un computer putea comunica doar cu un singur altul, ALOHAnet era liberă

pentru toate; dacă mai multe calculatoare încercau să comunice deodată, fiecare calculator se oprea, aştepta puţin şi relua încercarea.

Cooptându-l pe David Boggs, student al PARC, să-l ajute, Metcalfe a pornit să construiască o reţea cablată pe baza ideilor de la ALOHAnet. Sistemul “Ethernet” al lui Metcalfe se aştepta să aibă coliziuni şi defecte în reţea şi găsea calea de ocolire a acestora. Cablarea a fost simplificată masiv prin conectarea tuturor calculatoarelor la un singur cablu lung.Dezvoltându-se permanent de atunci, Ethernet este acum cel mai popular standard. Dacă trimitem astăzi un document pentru tipărire la printerul de reţea, el va fi transmis cel mai probabil printr-o reţea bazată pe standard ethernet, evoluată direct din lucrările lui Metcalfe.

144 LIPOSUCŢIUNEA (1974) p.837Fischer realizează o metodă pentru eliminarea excesului de grăsime abdominală.

Liposucţiunea este o tehnică cosmetică prin care ţesutul gras în exces este aspirat de sub piele. A fost realizată prima dată în 1974 de ginecologul italian Giorgio Fischer (n.1934), care a descoperit că se putea îndepărta grăsimea prin mici incizii cu un bisturiu electric rotativ conectat la o canulă ataşată unui dispozitiv aspirator. Procedura a fost realizată iniţial pentru îndepărtarea grăsimii în scopul facilitării operaţiilor abdominale. Un mare neajuns consta în faptul că deseori pacienţii aveau pierderi mari de sînge.

Patru ani mai târziu, francezul Yves-Gerard Illoux, chirurg plastician, a fost primul care şi-a dat seama de potenţialul liposucţiunii ca procedură cosmetică. A folosit o canulă teşită, ceea ce a micşorat complicaţiile şi a scurtat recuperarea. La începutul anilor 1980, procedura a fost introdusă şi în SUA, dar entuziasmul a scăzut datorită numărului eşecurilor.

În 1985 dr. Jeffrey Klein, dermatolog californian, a rezolvat problema prin realizarea unei anestezii tumescente care foloseşte un volum mare de anestetic local, lidocaina, în combinaţie cu cu un vasoconstrictor, epinefrina, micşorând astfel riscul hemoragiei şi reducând necesitatea unui anestezic general.

Datorită obsesiei actuale a corpului perfect, liposucţiunea n-a fost niciodată mai populară. Este potrivită în special pentru oameni cu greutatea relativ normală având zone izolate de grăsime care conferă un aspect disproporţionat corpului. Zonele tratate cel mai frecvent sunt abdomenul, şoldurile, coapsele şi genunchii.

145 SUPERCALCULATORUL (1976) p.844Cray măreşte viteza de calcul.

Imaginaţi-vă dacă aţi putea să revoluţionaţi proiectarea calculatoarelor şi să vă lăsaţi concurenţa stând pe loc. Inventatorul american Seymour Cray (1925-1996) îşi făcuse obiceiul să facă exact asta. În 1972, având deja în spate un lung istoric al extinderilor performanţelor tehnologiei calculatoarelor, Cray a înfiinţat compania Cray Research, axată pe costrucţia unui calculator puternic. Proiectul lui pentru Cray 1 a fost primul succes comercial major în domeniul supercalculelor. Era în esenţă un microprocesor gigantic capabil să efectueze 133 de milioane de operaţii pe secundă în virgulă flotantă, având o memorie principală de 8 mega byte. Secretul vitezei imense era tehnologia proprie lui Cray a registrelor vectoriale şi forma lor revoluţionară în “C”, ceea ce însemna faptul că circuitele integrate puteau fi apropiate cât de strâns posibil. Sistemul producea o căldură imensă, fiind necesar un sistem complex de răcire pe bază de freon pentru a fi împedicată topirea lui.

Cray 2, apărut în 1985, era de 6-12 ori mai rapid, cu o memorie de 10 ori mai mare. Supercomputerele lui Cray au fost de valoare inestimabilă pentru ştiinţă; au fost folosite pentru prognoze meteo, proiectări de avioane, prospectări pentru petrol şi chiar pentru simulări de teste nucleare.

146 GRAFICA 3D PE COMPUTER (1976) p.842Catmull creează prima imagine 3D din filme generată pe computer.

Ideea graficii 3D – ca şi a picturii – este crearea unei imagini care să păcălească creierul să creadă că priveşte la ceva cu trei dimensiuni în loc de două.

Pentru asta, trebuie luat în considerare efectul iluminării obiectului, profunzimea, perspectiva, textura şi multe alte calităţi pe care calculatorul trebuie să le proiecteze în mod realist pe o suprafaţă în două dimensiuni.

Progresul graficii pe computer a început în anii 1960 odată cu apariţia şi punerea pe piaţă în 1965 a primului terminal grafic, IBM 2250. După trei ani, Ivan Sutherland (n.1938) a creat primul afişaj montat în cască (HMD) comandat de computer. Purtătorul căştii putea vedea o scenă în stereoscopie 3D deoarece erau afişate imagini separate pentru fiecare ochi. După aceasta, Sutherland s-a alăturat centrului cel mai bun din lume pentru cercetări de grafică pe calculator la Universitatea din Utah. Unul din studenţii lui a fost Edwin Catmull (n.1945), un animator începător care a conceput ideea cartării texturilor care se bazează pe faptul că toate obiectele reale au suprafeţe detaliate. El era convins că se puteau aplica modele similare pe obiecte generate pe computer cu ajutorul unei imagini 2D, a unei suprafeţe a unui obiect, aplicată pe obiectul 3D generat pe computer.

Folosind această metodă, el a creat o versiune animată a mîinii lui stângi. Urmând primei animaţii pe computer din filme din lume – în scurtmetrajul canadian “The Hunger” din 1974 – o animaţie a unei feţe şi mâna lui Catmull au devenit primele imagini 3D generate pe computer din filme când au apărut în “Futureworld” din 1976.

147 IMRIMANTA CU JET DE CERNEALĂ (1977) p.846Endo inventează o nouă metodă de tipărire.

Majoritatea tehnologiilor au nevoie de timp şă se maturizeze, de obicei trecând cel puţin doi ani între concepţia unei idei şi realizarea unui model funcţional. În cazul tipăririi cu jet de cerneală totuşi, a durat mult mai mult – brevetul pentru direcţionarea cernelii pe hârtie folosind forţele electrostatice i-a fost acordat lordului Kelvin în 1867.

Înaintea anilor 1980, tipărirea de la un computer era o operaţie lentă şi nerentabilă. Mecanismele acelor prime printere foloseau părţi mobile, pompe şi vezici care le făceau scumpe, imprecise şi ineficiente. Printerul modern urma să schimbe toate acestea prin folosirea căldurii sau forţelor electrostatice pentru producerea picăturilor uniforme şi rezultatelor precise. În anii 1970 în Japonia, Canon şi Hewlett-Packard competiţionau între ele pentru producerea primului printer fiabil cu jet.

Hewlett-Packard au fost învinşi de un cercetător al Canon pe nume Ichiro Endo care a inventat primul printer termic cu jet în 1977. Inspiraţia i-a venit la vederea unei siringi pline cu cerneală accidental atinsă de un letcon fierbinte. Temperatura a dilatat volumul cernelii şi a făcut-o să ţâşnească din siringă. Endo a înţeles că asta era soluţia controlării producerii jeturilor de cerneală, în câteva zile el realizând un model operaţional care a devenit mai târziu imprimanta Canon Bubblejet.

Şi Hewlett-Packard şi Canon au înregistrat brevete la intervale de câteva luni şi deşi se discută mult despre cine şi ce a inventat primul, cele două companii au sfârşit prin a-şi împărtăşi multe din tehnologiile de tipărire. Câştigătorul, având la dispoziţie imprimante de mare calitate, produse ieftin şi la îndemâna tuturor, a fost consumatorul.

148 POLIMERI CONDUCTORI (1977) p.848Chimiştii creează un plastic conductor de electricitate.

În cadrul orelor de fizică sau chimie ni s-a spus că fenomenul de conducţie electrică are loc în metale şi în unele lichide care conţin ioni. Această afirmaţie s-a schimbat atunci când chimiştii

Alan MacDiarmid (1927-2007) şi Hideki Shirakawa (n.1936) şi fizicianul Alan Heeger (n.1936) au creat primul polimer care poate conduce electricitatea.

Shirakawa lucra la polimerizarea acetilenei când s-a făcut o greşeală cu cantitatea catalizatorului folosit în proces (de 1.000 de ori mai mult!). În locul pudrei negre obişniute, s-a format o peliculă zdrenţuită de poliacetilenă. Această peliculă avea strălucire metalică şi Shiragawa a început să-i investigheze proprietăţile. Alan MacDiarmid de la Universitatea din Pennsilvania l-a invitat să colaboreze, iar împreună cu Alan Heeger cei trei au experimentat modificarea poliacetilenei prin oxidarea du vapori de iod. Când unul dintre studenţii lui Heeger a examinat această versiune dopată cu iod, s-a descoperit că conductibilitatea electrică crescuse de un uimitor număr de 10 milioane de ori. Cei trei oameni de ştiinţă şi-au publicat lucrările în 1977, lansând domeniul electronicii bazată pe polimeri. Li s-a acordat Premiul Nobel pentru chimie în anul 2000.

Astăzi cei mai buni polimeri conductori au conductibilitatea electrică apropiată de cea a cuprului. De la descoperirea lor, au fost găsite multe aplicaţii. Aşa cum o sârmă metalică poate lumina din cauza electricităţii tot la fel pot şi polimerii conductori. Această electroluminiscenţă este mult mai eficientă decât a becurilor tradiţinale. Există deasemenea leduri organice cu care se realizează mici ecrane foarte eficiente pentru utilizarea în telefoane celulare şi camere foto-video.

149 TERAPIA GENETICĂ (1978) p.856Zamecnik opreşte reproducerea anumitor materiale genetice.

Medicina modernă a parcurs un drum lung. Putem trata pneumonia, hipertensiunea, diabetul şi chiar insuficienţa cardiacă – dar s-a dovedit mai dificil lucrul cu anumite boli genetice, situaţie care s-ar putea schimba în viitorul apropiat prin aplicarea tehnicilor iniţiate de Paul Zamecnik (n.1912).

Utilizarea manipulării genetice ocupă un loc în medicină de câtva timp, sub forma ADN recombinant (clonare genetică). Această tehnică a fost la originea multor medicamente, dar nu este o manipulare reală a materialului genetic într-un individ. Totuşi, Zamecnik ar fi putut revoluţiona terapia genetică, dar nu prin inserarea de gene noi într-un individ, ci prin blocarea genelor deja prezente. În timp ce studia un virus predispus să provoace anumite forme de cancer la găini, Zamecnick a înţeles că în loc să adauge o genă, el ar putea manipula ARN viral astfel încât să nu se mai poată reproduce. S-a gândit că s-ar putea folosi de avantajul că majoritatea materialului genetic, fie ADN sau ARN, există sub forma unei serii de nucleotide care la un moment dat fac perechi cu alte nucleotide. Zamecnik credea că dacă ar putea determina blocarea acestei etape, ar avea posibillitatea să prevină oricîte rezultate negative.

Într-un studiu publicat în 1978, Zamecnik a arătat cum se poate preveni funcţionarea normală a unei gene folosind un fragment scurt de ADN care conţine perechile de bază opuse celor din primul fragment. Aceste lanţuri, numite oligonucleotide, tind să se ataşeze primei benzi şi să blocheze orice translaţie de material genetic. Această tehnologie, numită antisens, este dezvoltată în prezent pentru tratarea oricărei boli, de la leucemie la malarie.

150 TELESCOPUL CU RAZE X (1978) p.854NASA lansează un telescop orbital super sensibil.

Razele X sunt absorbite de atmosfera Pământului, iar pentru a putea fi observate trebuie să se iasă din atmosferă. UHURU al lui NASA (1970) şi Ariel V al Marii Britanii (1974) au fost sateliţi cu spin stabilizat care au descoperit în jur de 400 surse strălucitoare de radiaţii X. Astronomii au înţeles că razele X le pot da indicii importante despre exploziile stelelor care mor, în special supernovele, şi tranziţiile finale către stările de pitică albă, stea neutronică şi gaură neagră. Razele X sunt o componentă vitală a radiaţiei rezultate din evenimente energetice ca erupţiile solare.

Două progrese tehnice au ajutat la realizarea telescoapelor spaţiale. Unul a fost construcţia sistemelor avansate de oglinzi cu acelaşi focar iar celălalt a fost realizarea numărătoarelor

proporţionale de scintilaţie în gaz a imagisicii bidimensionale în Rx. Folosind acestea, în noiembrie 1978, SUA a lansat primul satelit orbital conţinând un telescop de imagistică Rx completă, HEAO-2 (Observator Astrofizic de Mare Energie).

HEAO-2 a fost redenumit Einstein, când a ajuns pe orbită şi a funcţionat corect. Einstein a descoperit că aproape toate corpurile astronomice emit radiaţii X. Deasemenea rezoluţia angulară (cîteva secunde de arc) permitea trasarea unor hărţi precise ale obiectelor ca de exemplu resturile supernovei bucla Cygnus. Instrumentele de pe Einstein erau de o mie de ori mai sensibile decât cele de pe Uhuru.

Einstein a rămas operaţional până în aprilie 1981. Au urmat alte telescoape spaţiale ca: Exosat, Rosat, Chandra, şi XXM Newton, toate urmărind mărirea sensibilităţii pentru găsirea cât mai multor detalii. Pe lângă descoperirea de noi surse de radiaţii X, s-a aflat că multe sunt emise la căderea materiei în găurile negre din centrul nucleelor galactice active.

151 RĂCIREA CU LASER A ATOMILOR (1978) p.848Wineland realizează un proces pentru răcirea atomilor.

Dacă se poate realiza ca fotonii unei lumini laser care ciocneşte atomi să aibă energie mai mare decît fotonii care părăsesc atomii, atunci aceştia din urmă se răcesc. Totul e ca energia unui foton laser să fie uşor mai mică decât cea a unei tranziţii electronice din atom. Datorită deplasării spre roşu Doppler a fotonilor, atomii care se deplasează spre fascicul absorb mai mulţi fotoni decât cei care se deplasează în direcţia opusă. Fotonii emişi părăsesc atomul în toate direcţiile, iar rezultatul este o pierdere generală a momentului şi energiei cinetice. Atomii se răcesc deoarece temperatura este proporţională cu energia cinetică.

Atomii tebuie să fie în concentraţii foarte mici. Ideea a fost sugerată în 1975 de Theodore Hansch şi Arthur Schawlow la Universitatea Stanford din California. După 10 ani, Steven Chu de la AT&T Bell Labs a pus-o în practică. El a răcit sodiu la aproximativ 250 Kelvin folosind şase laseri care dădeau 3 perechi de fascicule în lungul celor 3 axe de coordonate. Folosind pomparea optică, sodiul a fost răcit chiar mai mult, pînă la 35 Kelvin, iar cesiul pînă la 3 K.

Fizicianul dr. David Wineland a început să aplice răcirea cu laser generaţiei următoare de ceasuri atomice şi mai precise. Atomii extrem de reci formează condensul Bose-Einstein, acesta fiind o formă pur cuantică a materiei. În această stare atomii pot fi studiaţi cu o precizie mai mare. Fapt interesant, factorul cu cel mai perturbator efect asupra materialului răcit cu laser este câmpul mare gravitaţional al Pământului. Următoarea generaţie de experimente va trebui să aibă loc în ambianţa microgravitaţională a spaţiului apropiat.

152 MEDICAMENTELE ANTIVIRALE (1979) p.858 Savanţii descoperă terapia cu medicaţie dedicată.

Unul dintre visurile unui practician al medicinei este un medicament (aşa numitul “glonţ magic”) care să afecteze numai metabolismul unui virus sau un cancer, fără efecte secundare pentru pacient. Savanţii americani George Hitchings (1905-1998) şi Gertude Elion (1918-1999) au produs nu unul, ci un întreg şir de asemenea medicamente.

Hitchings a angajat-o pe Elion să lucreze în laboratorul lui în 1944, împreună ei efectuând experienţe pentru studiul diferenţelor dintre sinteza ADN în celule umane normale, canceroase, bacterii şi viruşi. Ei au creat compuşi noi similari acizilor nucleici (cărămizile ADN) care să interfereze cu capacitatea de reproducere a celulei virusului (sau canceroase), dar să nu afecteze celulele umane normale, sănătoase. Activitatea lor a continuat să revoluţioneze modul de realizare al medicamentelor deoarece au venit cu ideea proiectării medicamentului “raţional”. În locul metodei obişnuite trial-eroare, care durează mult, de găsire a unei substanţe care să afecteze o boală, Hitchings şi Elion au proiectat activ molecule care să fie acceptate de celulele corpilor străini şi să fie activ absorbite de acestea, transportînd medicamentul direct la ţintă.

Perechea a lucrat împreună timp de 40 de ani, perfecţionând un compus medicinal după altul, ducând la realizarea de noi medicamente pentru leucemie, gută, herpes, respingerea organelor transplantate, artrita reumatică şi întâiul tratament pentru SIDA. Hitchings şi Elion au primit Premiul Nobel pentru medicină sau fiziologie în 1988 împreună cu savantul britanic James Black (n.1924) care a descoperit beta-blocantele pentru hipertensiune şi antagonistele H-2 pentru ulcer. Împreună ei au dovedit definitiv utilitatea chimiei în lupta împotriva infecţiilor şi cancerului.

153 LITOTRIPTORUL (1980) p.860Dornier găseşte un remediu pentru calculii renali.

Litotriptorul a dat lumii un mod nou, neinvaziv, de tratament al calculilor renali fără sau cu foarte puţine dureri. La descoperirea acestei noi tehnologii au contribuit descoperiri în ingineria aerospaţială şi cercetări asupra undelor de şoc.

Primele studii ale grupului de cercetare Dornier (fondat de inginerul german Claude Dornier) s-au concentrat asupra tehnologiei aerospaţiale. Un fenomen nou observat de savanţii de la Dornier a fost efectul de pitting (coroziune prin puncte), care apărea la avioane la apropierea de viteza sunetului, descoperindu-se că era cauzat de undele de şoc create în faţa picăturilor de umiditate. Această concluzie din 1974 a fost startul unei colaborări dintre inginerii de la Dornier şi spitale şi a dus la invenţia litotripsiei clinice cu undă de şoc extracorporeală (ESWL).În 1980, această nouă tehnologie a fost folosită prima dată la un pacient folosind litotriptorul Dornier HM1. Tratamentul începe cu localizarea calculilor renali cu ajutorul unei radiografii, urmată de undele de şoc de înaltă frecvenţă ale ESWL care duc la spargerea şi pulverizarea pietrei. Procesul durează până la 40 de minute, având efecte colaterale minime. Nivelul de putere este mărit lent astfel ca pacientul să se obişnuiască cu senzaţia, nivelul final depinzând de toleranţa la durere. Apoi, de obicei în următoarele 3 săptămîni, pacientul elimină resturile prin urină. Procentul de succes al procedurii ESWL, în urma efectuării pentru prima dată, este în jur de 95%.

Litotriptorul este utilizat pentru eliminarea tuturor tipurilor de calculi din traiectul urinar. Undele de şoc sunt deasemenea folosite în ortopedie la tratarea afecţiunilor ca: pinteni osoşi, epicondilita, calcinoza, permiţind medicilor să trateze pacienţii într-un mod sigur, eficient şi neinvaziv. Se estimează că milioane de oameni au beneficiat de această tehnologie.

154 VACCINUL HEPATITEI B (1980) p.862Blumberg creează primul vaccin anticancer.

“Antigenul australian a fost Piatra Rosetta pentru dezvăluirea naturii virusurilor hepatitei.”- Robert H. Purcell, Institutul Naţional al Sănătăţii

Există puţini oameni despre care se poate spune că au salvat viaţa a milioane de oameni; savantul american dr. Baruch Blumberg (n.1925) este unul dintre aceştia. El şi colegii lui făceau în anii 1960 un screening al sângelui aborigenilor, căutând diverse maladii, când au găsit o proteină rară. Au denumit-o “antigenul australian” şi s-au interesat dacă a mai fost observată undeva în lume. S-a aflat că nu era comună americanilor, dar prevala mult mai mult la asiatici, africani şi la unii europeni; s-a mai descoperit că se găsea deasemenea la bolnavii de leucemie care primeau regulat transfuzii de sânge.

Alte studii asupra populaţiei au arătat că antigenul era parte a unui virus relativ necunoscut care provoca o formă foarte virulentă a hepatitei- hepatita B. Hepatita B este o boală gravă care atacă ficatul ducând la ciroză şi deseori apoi la cancer hepatic şi insuficienţă hepatică.

Faptul că se ştia că această proteină era legată de virus însemna că putea fi testată existenţa ei ceea ce s-a dovedit util în special pebtru screeningul sângelui donat şi reducerea riscului ca hepatita B să fie transmisă prin transfuzie. Blumberg şi echipa lui au început apoi să lucreze la recoltarea stratului exterior al virusului din sângele purtătorilor cronici făcînd în acest fel un pas

esenţial înainte pentru descoperirea unui vaccin funţional. Blumberg a primit Premiul Nobel în 1976.

155 PIELEA ARTIFICIALĂ (1981) p.863Burke şi Yannas oferă speranţa refacerii unor victime cu arsuri grave.

“(Pielea artificială) e moale şi pliabilă, nu ca alte substanţe folosite la acoperirea rănilor.”- John F.Burke

Pielea umană e o minune a ingineriei. E dură dar elastică şi pliabilă, acţionând ca o barieră impermeabilă pentru pierderile de apă, infecţii şi distrugerea celulelor de către ultravioletele de la soare. Este foarte dificil de reprodus un material cu asemenea proprietăţi.

John F.Burke, chirurg la Massachusetts General Hospital în SUA, căuta un înlocuitor corespunzător al pielii pentru tratarea pacienţilor arşi. De obicei pielea se prelevează din alte zone ale organismului, dar în cazurile cu mai mult de 50% din suprafaţa corpului arsă, deseori nu este suficientă piele sănătoasă pentru acoperirea zonei afectate.

În anii 1970, Burke a făcut echipă cu profesorul de chimie al MIT Ioannis V. Yannas care studia o proteină elastică numită colagen care se găseşte natural în tendoanele animalelor. Burke şi Yannas au combinat fibre de colagen luate din piele de vită cu molecule lungi de zahăr din cartilaj de rechin pemtru a crea o membrană din polimer, în formă de grilă. Ei au uscat această membrană şi au acoperit-o cu un strat de plastic vâscos. Cele două straturi, cam de grosimea unui prosop, formează o barieră pentru infecţii şi deshidratare, constituind şi un suport pe care pot creşte noile celule ale pielii. Pe măsură ce pielea pacientului se reface, membrana arificială crapă şi poate fi eliminată. Pielea nouă nu are cicatrici şi pare ca cea normală, chiar dacă fără glande sudoripare sau foliculi de păr.

În 1981, Burke şi Yannas au dovedit că pielea artificială funcţiona la pacienţii cu arsuri pe 50-90% din corp, mărindu-le masiv şansele de recuperare.

156 MICROSCOPUL TUNEL CU BALEIAJ (1981) p.868Binnig şi Rohrer fac posibilă “vederea” detaliilor la nivel atomic.

Acum doar 30 de ani, ideea de a vedea denivelări şi şanţuri pe substanţe, la nivel atomic, părea nerealizabilă. Apoi în 1981, Gerd Karl Binnig (n.1947) şi Heinrich Rohrer (n.1933) au creat un microscop capabil să facă tocmai asta.

Microscopul lor tunel cu baleiaj (STM) nu prea seamănă cu unul convenţional. Funcţionând la temperaturi joase şi în vid, constă dintr-un ac (vârful fiind de lăţimea unui atom) care poate fi adus foarte aproape de proba de examinat. Este un instrument care mai degrabă “simte” decât “vede”, deoarece lucrează cu dimensiuni mai mici decît lungimea de undă a luminii.

STM utilizează un fenomen din mecanica cuantică cunoscut ca efectul de tunel al electronilor, în care electronii “sar” (sau trec ca printr-un tunel) peste spaţii mici dintre atomi. În materialele electroconducoare, ca metalele, electronii curg de la un atom la altul. Dacă vârful acului STM este plasat suficient de aproape, acest flux de electroni poate fi detectat trecînd prin “tunelul” dintre suprafaţa metalului şi vârf. Vârful poate urmări contururile suprafeţei, revelând astfel forma ei, rezultatul fiind o imagine a moleculei în domeniul nanometrilor (un nanometru fiind o miliardime dintr-un metru, lăţimea a trei atomi).

Acul STM permite deasemenea savanţilor să deplaseze atomi individuali prin aplicarea unui cîmp electric probei. Vârful atrage electronii atomilor, deplasându-i astfel pe aceştia. În 1990 acest lucru a fost folosit pentru faimoasa marcare a celei mai mici sigle din lume când marca IBM a fost creată din 35 de atomi de xenon pe o placă de nichel.

157 HUMULIN® (1982) p.868Eli Lilly produce insulina umană.

Anul 1982 a marcat un pas uriaş în tratarea diabetului şi a dus la o nouă eră a producţiei de medicamente datorită realizării Humulin®, primul produs cu insulină integral umană. Până atunci, pacienţilor cu diabet li se administra insulină derivată din sursă animală, în special bovine şi porci. Tot cam atunci, progresele tehnologiei genetice au permis în sfârşit fabricarea insulinei integral umane.

Molecula de insulină a fost descoperită la începutul anilor 1920, primele injecţii utilizând insulină provenind din bovine. Deşi această insulină era extrem de impură şi avea multe efecte secundare, a salvat realmente viaţa multor diabetici.

În deceniile următoare s-a progresat mult în producerea insulinei, inclusiv mărirea purităţii şi sinteza chimică a insulinei umane. În 1978, cercetători ai Genentech, inc. din San Francisco California au început să lucreze la producerea insulinei integral umane prin recombinarea ADN în bacteria Escherichia coli (E.coli). Realizarea şi producerea acestui tip de insulină a fost repede preluată de compania Eli Lilly în 1982 când a fost aprobată producerea Humulin®; s-au produs două variante: Humulin® R (pentru efect rapid) şi Humulin® N (cu efect prelungit).

Humulin® a fost prima insulină care nu avea bază animală, precum şi primul produs farmaceutic realizat prin tehnologie genetică şi aprobat. ADN a fost fabricat prin sinteză şi introdus în bacteria E.coli pentru a fi transformat în proteină, produsul rezultat fiind apoi purificat. Humulin®

nu avea impurităţi de origine animală şi putea fi fabricat în cantităţi mari, veste bună pentru diabeticii insulino-dependenţi. Pentru milioane de diabetici, Eli Lilly produce astăzi patru tipuri de Humulin®.

158 CLONAREA INTERFERONULUI (1983) p.874Pestka realizează tratamentul cu un medicament antiviral.

“Marele potenţial al interferonului ca agent antiviral a fost evident din momentul descoperirii lui.” - Dr.Sidney Pestka

În 1969, cercetătorul şi medicul dr. Sidney Pestka (n.1936) a început cercetarea asupra unei proteine numită interferon, despre care el ştia că e implicată în răspunsul sistemului imunitar la viruşi, bacterii, alergeni şi chiar cancer. Pestka voia să afle rolul lui şi dacă putea fi folosit la crearea unui medicament antiviral.

Interferonul este o proteină foarte rară (atât de puternică încât doar o cantitate foarte mică este necesară pentru a provoca un răspuns mare) şi s-a dovedit foarte dificilă obţinerea unui eşantion pur în cantitate suficientă pentru experimente. Pestka a perfecţionat o metodă, numită cromatografie lichidă de mare performanţă cu inversare de fază, care a permis purificarea interferonului în cantităţi suficient de mari pentru a i se putea studia mecanismul de acţiune. El a aflat că interferonul, secretat de celulele umane atacate, acţionează în două moduri: primul, semnalează celulelor învecinate să-şi pornească mecanismele de rezistenţă şi al doilea, activează celulele imune să omoare patogenii invadatori.

În 1975, Pestka a folosit tehnologia nou apărută a ADN recombinant pentru clonarea interferonului, care la începutul anilor 1980 a fost folosit în trialuri clinice pentru amplificarea răspunsului imunitar. Şi-a publicat rezultatele în 1983, iar noului său medicament antiviral i s-a acordat autorizarea FDA în 1986. Realizarea de pionierat a lui Pestka a generat o industrie de multe miliarde de dolari.

159 LAPTOPUL (1983) p.871Compaq relizează primul laptop cu succes comercial.

Astăzi laptopul este rezultatul evoluţiei timp de decenii a diferitelor tipuri de calculatoare portabile, Compaq fiind modelul timpuriu cel mai de succes.

Alan Key de la Xerox Corporation a propus conceptul Dynabook în 1971. Ideea lui era să creeze un computer portabil conectat la reţea, dar în acel moment nu exista piaţă pentru el, aşa că ideea a fost pusă la păstrare. În 1981, Alan Osborne, de la Osborne Computer Corporation a inventat Osborne 1, primul computer personal complet portabil, de mărimea unei mici valize, cântărind cam 11kg.

Primul model “scoică” a fost GriD Compass 1101, inventat de Bill Moggride şi prezentat în 1982. Galivan Computer a scos ceea ce e considerat primul laptop adevărat în 1983; era cel mai mic şi uşor computer portabil la cea dată.

Totuşi Compaq Computer Corporation a acaparat piaţa de la aceşti rivali în 1983 cu modelul Compaq Portable. Rod Canion, Jim Harris şi Bill Murto au înfiinţat Compaq în 1982 după ce au părăsit Texas Instruments. Se spune că ideea pentru Compaq Portable a fost schiţată pe o faţă de masă de la o plăcintărie din Houston. Computerul a fost “proiectat invers” folosind codul sursă IBM BIOS pentru crearea unei noi versiuni a unui sistem care opera precum cele IBM, fapt important considerînd că IBM avea imens succes pe piaţa computerelor din acel timp.

Compaq a avut încasări record în 1983, anul primei lansări a Compaq Portable. În urma succesului de piaţă al modelului, laptopurile au evoulat şi mai departe, devenind tipurile mai mici şi mai rapide de astăzi.

160 PROTOCOLUL INTERNETULUI (TCP/IP) (1983) p.872Kahn şi Cerf “dau glas” computerelor.

Când trimitem fişiere sau e-mailuri altora prin internet, puţini dintre noi suntem interesaţi de modul cum ajunge mesajul, aproape instantaneu, la terminalul de la distanţă, fară conexiune directă între cele două. Dar fără magia descentralizată a protocolului de comandă a transmisiei (TCP) şi a protocolului internetului (IP), aceste evenimente remarcabile nu ar fi posibile. TCP şi IP sunt două protocoale de reţea, dar conectate atât de profund în utilizare că în general sunt considerate ca o singură entitate. Dezvoltate de Robert Kahn (n.1938), Vinton Cerf (n.1943) şi alţii, iniţial utilizate, în 1983, în reţeaua cu transfer în pachete ARPA a Agenţiei Guvernamentele pentru Proiecte cu Cercetare Avansată a SUA, TCP şi IP permiteau unui număr în continuă creştere de reţele să se conecteze între ele şi în final să devină Internetul. In esenţă, TCP şi IP sunt „stratificate“. Stratul superior (TCP) se ocupă de divizarea fişierelor sau mesajelor în fragmente mai mici, sau “pachete”, pentru transmisie, şi cu reasamblarea pachetelor la forma lor originală. Stratul inferior (IP) se ocupă în principal de adresarea şi orientarea fiecărui pachet pentru a ajunge la destinaţia corectă. Rutele pe care le parcurg pachetele fiecărui mesaj pot fi diferite una de alta. Se poate compara cu trimiterea separată a paginilor unei cărţi, pe diferite rute, la o adresă unde ele sunt apoi reasamblate.

161 CAPSULA ENDOSCOPICĂ (1985) p.884Mullick inventează o cameră TV care este înghiţită pentru investigaţii în interiorul corpului.

Corpul uman conţine până la 8 m de intestine. Când cineva are o afecţiune a tractului intestinal, poate fi dificilă localizarea problemei pe o lungime aşa de mare.

O endoscopie tradiţională constă într-un tub subţire cu fibre optice introdus în pacient, imaginile peretelui intestinal al pacientului fiind transmise unui monitor de televiziune. Este o procedură minimal invazivă, care poate crea un uşor discomfort pacientului.

Pe măsură ce tehnologia camerelor digitale le-a făcut mai mici şi mai compacte, a apărut o alternativă. Creată de o echipă de doctori condusă de dr. Tarun Mullick din Baltimore, Maryland, prima capsulă endoscopică fără cablu a apărut în 1985. Este utilă pentru depistarea unor leziuni

vasculare, tumori, boala celacă, boala lui Crohn, în zone în care alte metode neinvazive nu ajung. Capsula este de dimensiunea unei pastile obişnuite cu vitamine şi se înghite cu apă.

Ca şi endoscopul, capsula conţine o sursă de lumină şi un sistem de lentile precum şi un echipament care achiziţionează şi transmite imaginile unui receptor pe care pacientul îl poartă la centură. După înghiţire, camera parcurge în 8 ore toată lungimea tractului gastrointestinal, făcând sute de imagini color ale esofagului, stomacului, intestinului subţire intestinului gros, permiţând punerea unui diagnostic bazat pe informaţii vizuale cuprinzătoare.

162 ROBOTUL CHIRURGICAL (1985) p.880Kwoh perfecţionează chirurgia asistată robotic.

În 1954, George Devol a creat primul robot industrial programabil care era constituit dintr-un braţ manipulator cu multiple articulaţii şi o unitate magnetică pentru memorarea şi redarea instrucţiunilor. Versiuni mai avansate au lucrat pe liniile de asamblare în anii 1960. În 1978, PUMA (Maşina Universală Programabilă pentru Asamblare) a fost introdusă de căte Victor Scheinman şi a devenit rapid standardul roboţilor comerciali.

Dr.Yik San Kwoh (n.1946) a inventat interfaţa robot-software care a permis efectuarea primei operaţii chirurgicale ajutată robotic în 1985. “Ole” era un PUMA modificat care putea efectua un tip de neurochirurgie. Un mic senzor era trimis în craniu, un CT urmărea şi efectua imagini 3D ale creierului, iar robotul trasa cea mai bună cale spre leziune. “Ole” era folosit pentru biopsiile suspiciunilor tumorale adînc localizate.

Înainte ca acest sistem să poată fi folosit pe om, Kwoh trebuia să-l testeze. Au fost introduse mici obiecte matalice în 4 lubeniţe; robotul le-a localizat rapid şi a introdus un instrument cu care le-a extras.

De atunci, roboţii au devenit mai complecşi putând acum asista şi chiar efectua operaţii chirurgicale. În 1998 dr. Friedrich-Wilhelm Mohr a folosit un robot chirurgical Da Vinci pentru efectuarea grefei asistate pentru bypass coronarian (CABG) în Leipzig, Germania. În 1999 a fost efectuată pentru prima dată CABG robotizat fără pompă în Ontario, Canada cu un robot chirurgical ZEUS. În acest tip de operaţie, inima nu este oprită ca în cazul operaţiilor convenţionale de bypass.

163 SECVENŢIATORUL AUTOMAT ADN (1985)Hood şi Smith accelerează analiza ADN.

Imaginaţi-vă inventarea unui proces care accelerează de 3000 de ori efectuarea unei sarcini simultan cu scăderea periculozităţii şi intensităţii muncii respective. Imaginaţi-vă acum că acel proces este cheia descifrării şi cartografierii genomului uman. Este exact ceea ce au făcut în 1985 Leroy Hood (n.1938) şi Lloyd Smith (n.1954) cînd au inventat secvenţierea automată a ADN.

Secvenţierea ADN a fost inventată iniţial în anii 1970, dar presupunea un lung şi laborios proces în care perechi de baze de nucleotide care consituiau ADN erau marcate radioactiv şi apoi ataşate unor singure lanţuri ADN existente. Lanţurile ADN rezultante erau apoi trecute printr-un gel separator şi examinate manual cu multă dificultate, pereche de baze cu pereche de baze, lanţ cu lanţ, secvenţa fiind înregistrată cu mîna.

Hood şi Smith recunoşteau că acest proces era cel puţin nepractic şi împreună cu colegii lor Tim şi Michael Hunkapillar au început să-l eficientizeze. La mijlocul anilor 1980 ei au determinat că marcajele radio ale fiecărei perechi de baze puteau fi înlocuite cu pigmenţi fluorescenţi portocaliu, roşu, albastru şi verde (câte unul pentru fiecare nucleotidă). Aceşti pigmenţi nu numai că erau mai stabili şi mai puţin riscanţi pentru sănătate decât radio-markerii, dar puteau fi şi iluminaţi cu un laser. Strălucirile rezultate puteau apoi fi numărate de un senzor de lumină conectat la un computer care putea cataloga lanţurile automat. În plus, secvenţierea tuturor bazelor putea fi efectuată pe un singur gel.

Acest proces a făcut ca secvenţierea unor cantităţi mari de ADN să fie practică şi viabilă pentru cercetare. În final, a condus la Proiectul Genomului Uman.

164 AMPRENTAREA ADN (1985) p.882Jeffreys identifică persoanele prin ADN-ul lor.

Deşi amprentarea ADN a provocat oarecare teamă faţă de eventualitatea invadărilor neprevăzute ale confidenţialităţii bazelor de date ADN, nu se poate contesta faptul că tehnica a avut un impact pozitiv în domenii precum criminalistica, testarea paternităţii şi clasificarea animalelor.

După ce a studiat la Universitatea Oxford, biochimistul Alec Jeffreys (n.1950) a devenit profesor în 1977 la Universitatea din Leicester unde s-a ocupat de variaţia ADN şi evoluţia genetică în familii. El a studiat moştenirea tiparelor de boală, specific în ceea ce sunt numiţi “mini-sateliţi” sau zone de mari variaţii genetice în secvenţa ADN uman înafara genelor centrale.

În 1984, în timp ce studia mini-sateliţi în ADN-ul focilor, Jeffreys, folosind film Rx, a testat o probă de ADN pe eşantioane provenind de la diverse persoane. Când a developat filmul el a văzut ceea ce a descris ca “o dezordine complicată”. Totuşi, la o examinare mai atentă, el a realizat că apăreau anumite tipare care variau foarte mult de la persoană la persoană. Tiparul ADN mini-satelit al fiecărei persoane era unic, la fel ca o amprentă. Jeffreys a înţeles rapid implicaţiile descoperirii lui, în special în domeniul medico-legal. El a obţinut patente în 1984 şi a publicat în 1985 o serie de articole în revista “Nature”. Tehnica a fost folosită prima dată în Marea Britanie într-o dispută a unei imigrări, iar în 1986 într-un caz penal în Leicestershire. Amprentarea ADN este actualmente o practică standard în cazurile penale, noile tehnici au automatizat procesul pentru producerea mai rapidă a rezultatelor de încredere.

165 MICOPROTEINA COMESTIBILĂ (1985) p.879Rank Hovis McDougall prezintă Quorn.

Cererea pentru înlocuitoarele de carne este în continuă creştere pe măsură ce tot mai mulţi oameni îşi reduc alimentaţia cu carne sau devin vegetarieni. Micoproteina comestibilă, cunoscută sub numele de marcă de Quorn, oferă o alternativă cu conţinut mare de proteine celor care nu consumă carne decât puţină dau deloc. Pionierii acestui aliment nu avuseseră în minte vegetarianismul, ci căutau o sursă de proteine în vederea unei eventuale penurii anticipate la nivel mondial.

Soluţia a venit din cel mai puţin exotic loc – un câmp de lîngă orăşelul englezesc Marlow - unde în 1967 a fost descoperit o specie de fungi numită Fusarium venenatum care a fost curând identificat ca o potenţială sursă de micoproteină.

Extractele din fungi au fost evaluate pentru consum uman de Ran Hovis McDougal (RHM) în decursul anilor 1970, în 1980 fiind deja stăpânite tehnicile pentru producţia în masă. Microproteina a primit în 1985 aprobarea pentru a fi comercializată în Marea Britanie, iar compania Marlow Foods a lansat produsul Quorn. Mucegaiul este cultivat în rezervoare cu fermentaţie oxigenată, apoi micoproteina este extrasă, texturată şi modelată folosindu-se ca agent liant albumina de ou de găină.

Astăzi gama de produse bazate pe Quorn este enormă, în fiecare zi consumându-se o jumătate de milion de porţii în Marea Britanie.

166 REACŢIA ÎN LANŢ A POLIMERAZEI (PCR) (1985) p. 880Mullis propune o metodă de duplicare a ADN.

Kary Mullis (n.1944) lucra în 1985 la Corporatia Cetus din Emeryville, California, când a pus la punct o metodă pentru multiplicarea unui singur fragment ADN în câte copii era nevoie. Tehnologia care a rezultat din ideea lui a fost numită reacţia în lanţ a polimerazei (PCR); procesul poate fi efectuat în eprubetă cu ajutorul unor enzime şi schimbări de temperatură.

După depăşirea dificultăţilor iniţiale din laborator, PCR a devenit un mare progres tehnologic în studiul biologiei moleculare. Anterior fuseseră publicate 5000 de articole pe această temă. Nu numai că tehnologia a pus la îndemâna savanţilor cantităţi aparent nelimitate de ADN

derivat din ceva atât de mic precum un singur lanţ, dar a şi accelerat procesul prin care ei puteau să-l analizeze, cloneze şi modifice. La un moment dat Cetus a vîndut tehnologia lui LaRoche pentru 300.000.000 de dolari.

Utilizările acuale ale PCR sunt aparent nelimitate, printre multe alte aplicaţii, tehnica ete folosită pentru diagnosticarea bolilor, detectarea bacteriilor şi viruşilor, amplificarea ADN provenit de la fosile străvechi, analiza ADN pentru cazuri penale, compararea ADN al diferitelor specii. O invenţie profundă şi influentă, PCR se distinge ca una din cele mai importate inovaţii ale epocii noastre. Puţine alte invenţii au avut un impact la fel de răspîndit ca reacţia în lanţ a polimerazei a lui Kary Mullis.

167 CEREALELE PENTRU MICUL DEJUN (1985) p. 490Fraţii Kellogg inventează un aliment popular pentru micul dejun.

Fulgii de porumb au fost inventaţi din întâmplare în 1894 de John Kellogg (1852-1943) şi fratele lui Will Keith Kellogg (1860-1951). Un grup de adventişti de ziua şaptea, inclusiv fraţii Kellogg, încercau să găsească noi alimente conforme unei stricte diete vegane, crezând că e în beneficiul sănătăţii. Ca director al Sanatoriului Battle Creek, spital şi bază de tratament pentru clienţi bogaţi, John Kellogg testa alimentele pe clienţii lui.

Se ştia că seminţele de tot felul sunt hrănitoare. Într-o zi, fraţii Kellog au lăsat nişte grâu prăjit ca să se ocupe de altceva; când s-au întors, grâul se uscase, iar ei vrând să nu-l arunce, l-au presat ca să încerce să facă o cocă plată, dar boabele au devenit fulgi pe care apoi fraţii i-au prăjit. Serviţi cu lapte şi bezele, fulgii au avut succes printre clienţii sanatoriului. Brevetând invenţia sub numele de “Granose”, fraţii au înfiinţat compania Battle Creek Toasted Corn Flake, condusă de Will Kellogg.

Will a realizat reţete similare folosind şi alte feluri de boabe, inclusiv de porumb. El a început să fabrice Granose în 1906 şi – spre oroarea fratelui său John – a adăugat zahăr fulgilor ca să-i facă mai gustoşi. John Kellogg a considerat afacerea cu cereale ca secundară şi a vândut acţiunile, pe care fratele lui le-a achiziţionat pe ascuns până şi-a format pachetul majoritar.

168 PROZAC (1986) p.886Eli Lilly revoluţionează tratamentul medicamentos al depresiei.

Prozac este numele mărcii înregistrate al substanţei fluoxetină clorhidrat, cel mai prescris antidepresiv din lume. A fost primul dintr-o nouă clasă de medicamente pentru depresie numită SSRI – inhibitori selectivi ai recaptării serotoninei, care acţionează prin creşterea nivelului de serotonină din creier, neurotransmiţătorul considerat că influenţează somnul, pofta de mâncare, agresivitatea şi starea de spirit. Prozac inhibă recaptarea neurotransmiţătorului (fie că e distrus, fie că e recuperat în celulă), amplificând astfel nivelul lui.

La Eli Lilly şi Compania, echipa de inventatori din spatele Prozac i-a inclus pe Bryan Molloy, Ray Fuller şi David Wong. La începutul anilor 1980 se ştia că antihistamina difenhidramina avea câteva proprietăţi antidepresive. Ca punct de plecare, colectivul a luat 3-fenoxi-3-fenilpropilamina (un compus similar structural difenhidraminei) şi a sintetizat zeci de derivate ale acesteia. Se descoperit că fluoxetina clorhidrat era cea mai eficientă la şoareci.Fluoxetina clorhidrat a fost testată la început ca agent anti obezitate şi pe oameni spitalizaţi cu depresie, dar nici o indicaţie n-a avut succes. Eli Lilly a testat medicamentul pe câţiva pacienţi uşor depresivi şi toţi cinci s-au înveselit imediat.

Prozac a intrat pe piaţă întâi în Belgia, în 1986, fiind medicamentul psihiatric cel mai rapid acceptat vreodată. În trei ani, numai în SUA, se scriau peste 65.000 de reţete pe lună, iar la începutul anilor 1990, 4,5 milioane de americani îl utilizaseră deja. De atunci, Prozac a avut o reputaţie amestecată, existând rapoarte de schimbare a personalităţii datorată medicamentului şi de asemenea de provocare a sinuciderii.

169 CALCUALTORUL “PALMTOP” (PDA) (1986) p.887Psion oferă pe piaţă un calculator pentru organizare personală care poate fi ţinut în palmă.

Suntem în 1984. Economiile duduie, revista Newsweek îl declară “anul yuppie”, iar în Marea Britanie, organizatorul personal Filofax este accesoriul indispensabil tuturor tinerilor profesionişti urbani. În Londra însă, dr. David Potter plănuieşte să-l facă depăşit pe Filofax, agendă de hârtie legată în piele.

Compania lui dr. Potter, Psion – numele venind de la “Potter’s Scientific Instruments” – făcea afaceri de câţiva ani deja, producând jocuri şi softuri pentru calculatoarele personale de atunci ca Spectrum ZX al lui Sinclair. În 1984 Psion a intrat pe piaţa hardware, lansând un nou tip computer care putea fi ţinut în palmă, Psion Organizer. Era un dispozitiv greoi de plastic rectangular, cu un ecran mic în partea de sus şi o tastatură protejată de un capac culisant; avea un ceas, o mică memorie şi era alimentat de o baterie de 9V cu care funcţiona luni de zile.

Comparând cu standardele de azi, Organiser era primitiv. Se putea tasta cu butoanele lui mici şi ţinea minte, dar asta era tot. Dezavantajele includeau faptul că memoria era de tipul “scrii numai odată” şi atunci când se umplea, putea fi ştearsă cu o lampă cu utraviolete, precum şi că tastatura era aranjată alfabetic.

În 1986, Psion a lansat o nouă versiune a Organiser, mărind dimensiunile ecranului, adăugând un ceas de alarmă şi un jurnal, printre alte aplicaţii utile. Astfel, Psion Organiser II a fost primul calculator care merita să fie numit “asistent digital personal” (PDA) chiar dacă expresia a apărut doar în 1992, când John Sculley de la Apple a folosit-o pentru descrierea MessagePad “Newton” marca Apple.

170 STATINELE (1987) p.890Merck prezintă un medicament care scade colesterolul.

Odată cu cunoaşterea faptului că un colesterol mărit creşte riscul unui atac de cord sau cerebral s-a lansat căutarea unor medicamente pentru micşorarea colesterolului. În 1959 savanţii Institutului Max Planck din Heidelberg, Germania, a identificat reductaza HMG-CoA ca fiind un factor major al producerii colesterolului intern. Descoperirea a inspirat savanţii din întreaga lume să înceapă căutarea medicamentelor inhibitoare ale enzimei, deci micşorarea nivelului de colesterol.În 1976, cercetătorul japonez Akira Endo, din Sankyo, a izolat primul inhibitor (Compactin, ML 236B) al enzimei reductază HMG-CoA dun mucegaiul Penicilium citrinium. Endo alesese să înceapă căutarea în mucegaiuri şi fungi pentru simplul motiv că erau aria lui de expertiză. În 1979 Carl Hoffman şi colegii cu care lucra la Merck & Co în SUA au izolat MK-733 (denumită ulterior simvastatină) dintr-o tulpină a ciupercii Aspergillius Terreus. Trialurile clinice cu Compactin au fost oprite însă în 1980 zvonindu-se că a provocat cancer cîinilor, urmînd apoi şi alte obstacole.

În iulie 1982 FDA i-a acordat lui Merck permisiunea specială de a da Simvastatin pacienţilor cu colesterol foarte mare. Rezultatele au fost spectaculoase, efectele secundare foarte puţine, ceea ce a dus în septembrie 1987 la autorizarea de către FDA.

171 INGINERIA ŢESUTURILOR (1987) p.890Vacanti şi Langer cultivă ţesut celular.

Dr.W.T.Green, ortoped pediatru la Spitalul de Copii din Boston, Massachusetts, a efectuat una din primele încercări de inginerie a ţesuturilor, încercând să dezvolte cartilaje în cobai. Deşi fără succes, munca lui a pregătit calea pentru încercări ulterioare sugerînd că odată materialele potrivite inventate, celulele vor creşte pe tiparele configurate.

Joseph Vacanti, chirurg, şi Robert Langer (n.1948), inginer, au creat un tipar biosintetic şi biodegradabil în 1987. Tiparele dezvoltate de ei permiteau accesul nutrienţilor şi eliminarea reziduurilor celulelor în creştere, structura finală putând fi asemănată cu un organ natural.

O realizare faimoasă a fost “auriculozaurul”, un cobai cu o ureche de formă umană crescută pe spate. “Urechea” era un tipar biodegradabil înţesat cu celule de cartilaj bovin. Şoarecele era un animal fără blană, special crescut ca să nu respingă proteine străine. Auriculozaurul, filmat de o echipă BBC, a devenit imaginea ingineriei ţesuturilor în lumea întreagă.

În 1998, un muncitor a fost prezentat Centrului Medical al Universităţii Massachusetts după ce o maşină îi smulsese ultima falangă a policelui, lăsându-i doar carnea. Vacani a modelat o bucată de coral în forma falangei lipsă. Coralul a fost apoi înţesat cu celule osoase şi implantat. După ce coralul s-a dizolvat, structura a fost înlocuită de os.

Aceste două exemple au crescut în interiorul organismului. Tesuturile cultivate sunt de obicei crescute în bioreactoare - vase proiectate să livreze nutrienţi şi să elimine reziduuri mai eficient decât se poate în cutiile petri.

172 STENTUL INTRAVASCULAR (1988) p.892Palmaz redeschide vasele sanguine blocate.

Stentul, un tub plasă proiectat să ţină vasele sanguine deschise a revoluţionat managementul bolii arterelor coronare. Primul stent de succes a fost inventat de medicul argentinian Julio Palmaz (n. 1945). El a auzit că vasele de sânge au tendinţa să se închidă după o angioplastie cu balon, în care vasele sunt deschise cu un cateter. Palmaz a avut ideea să pună o “schelă” în interiorul vaselor pentru a împiedica închiderea lor. A început prin a crea prototipuri de stent implantabil folosind materiale simple ca sârma se cupru şi un letcon. A modelat reţeaua cu o structură de deschideri distanţate pe care tocmai o găsise în garaj pe jos. Proiectul s-a dovedit perfect: structura era pliabilă, dar rămînea rigidă când era introdusă în vasul de sânge.

După testarea dispozitivului pe porci şi iepuri, Palmaz şi asigurat finanţare dintr-un parteneriat improbabil cu Phil Romano, patron de restaurant şi Richard Schatz, cardiolog la Brooke Army Medical Center. Sub denumirea de Expandable Graft Partnership, cei trei au patentat dispozitivul în 1988.

Una dintre complicaţii era restenoza, dezvoltarea unui blocaj din cicatrizarea rezultată în urma implantării. Etapa următoare a fost producerea de stenturi care să elibereze agenţi terapeutici, de exemplu sirolimus, pentru prevenirea apariţiei cicatricilor. Totuşi, în cazuri rare, acestea pot duce la formarea trombilor care să provoace atacuri de cord. Direcţia actuală a explorărilor este spre realizarea unor stenturi biodegradabile din metale sau polimeri care să se dizolve lent.

173 CHIRURGIA CATARACTEI ASISTATĂ DE LASER (1988) p.894Bath concepe un instrument laser pentru scoaterea cristalinului.

“Cînd vorbeam oamenilor despre asta, ziceau că nu se poate face…” – dr.Patricia Bath

În aproape toate cazurile, îndreptarea unui laser spre ochi e un lucu rău, dar dacă ai cataractă, tocmai ţi-ar putea reda vederea. Cataractele sunt una din cauzele principale ale orbirii. Afecţiunea are loc atunci când structura ochiului care focalizează lumina, numită cristalin, se opacizează. Acesta este un proces care are loc în aproape noi toţi dacă trăim suficient. Din păcate, actualmente nu există o metodă de a reda transparenţa unui cristalin opacizat, prin urmare oftalmologii sunt obligaţi să recurgă la alte mijloace pentru a ameliora problema.

Metoda curentă de tratament a cataractei este îndepărtarea cristalinului. Una din probleme este că scoaterea cristalinului întreg necesită o incizie mare în ochi, oftalmologii simţind de mult că ar fi mai bine să găsească o metodă de fragmentare a cristalinului şi scoaterea lui pe bucăţi printr-o incizie mai mică. Acest proces, cunoscut ca emulsifierea cristalinului, a fost la un moment dat efectuat prin simpla măcinare a lui dar metoda a fost ulterior înlocuită cu un instrument care emite ultrasunete ale căror energie fragmentează cristalinul, bucăţile fiind apoi aspirate din ochi.

Toate acestea ar putea fi schimbate de un instrument inventat de dr. Patricia Bath (n.1942) care a postulat că şi laserii ar putea fi folosiţi pentru emulsifierea cristalinului şi a realizat un model

de instrument cu laser destinat îndepărtării cataractelor. Pentru invenţia ei, a primit un brevet în 1988. După multe experimentări a rezultat că dr. Bath are dreptate şi sistemul ei poate fi benefic pacienţilor cu cataractă de pretutindeni.

174 PANOUL TACTIL (1988) p.894Gerpheide găseşte un înlocuitor pentru mouse.

Introducerea computerului laptop a prezentat o problemă: cum putea fi deplasat cursorul fără mouse. Soluţia cel mai des adoptată a fost creată de americanul dr. George Gerpheide (n.1952). Panoul capacitiv tactil, inventat în 1988, putea detecta mişcarea unui deget al utilizatorului transferând-o cursorului de pe ecran. Este interesant că Gerpheide a realizat această tehnologie înainte ca metoda de operare standard a interfeţei cu computerul să fie plasarea cursorului şi clicul. Aşa s-ar expica faptul că doar în 1994 Apple Computers a cumpărat prima licenţă de utilizare a tehnologiei lui (care a apărut prima dată pe Apple Powerbook 520).

Panoul tactil funcţionează utilizând mai multe straturi de material. Deasupra se află cel protector, aproximativ 30 cm2, pe care îl atinge utilizatorul. Sub acesta se află straturi succesive de electrozi dispuşi în rânduri verticale şi orizontale, fiecare separat de straturi subţiri izolatoare. Toţi electrozii sunt conectaţi la un circuit care-i alimentează permanent cu curent alternativ. Când degetul atinge panoul, curentul este întrerupt, iar localizarea întreruperii este înregistrată de circuit. Orice mişcare ulterioară a degetului şi alte întreruperi sunt comparate cu locul atingerii iniţiale astfel că mişcarea degetului pote fi detectată şi reprodusă pe ecran.

Panourile actuale pot fi găsite pe aparate mobile, începând cu PDA (asistent personal digital) şi pînă la telefoane celulare. Motivul de la baza inovaţiei este simplu, aşa cum spunea Gerpheide: ”Când te referi la aplicaţii mobile, mouse-ul nu se potriveşte. Nimeni nu vrea un mouse atârnând de telefonul celular conectat la reţea.”

175 MICROREŢEAUA ADN (1989) p.896Fodor simplifică studiul activităţii genetice.

“Putând vedea… toate genele, toată diversitatea genetică, putem afla răspunsurile.” - Eric Lander, conducător al unui proiect de genom uman.

În ADN-ul uman există cam 30.000 de gene. Diferitele celule ale corpului, deşi au acelaşi ADN, activează sau dezactivează gene diferite depinzând de ceea ce este necesar pentru dezvoltarea unei anume celule. Studiul genelor care sunt active într-o celulă este o modalitate practică pentru a afla ce determină funcţionarea şi ajută identificarea a ceea ce a mers prost când funcţionarea nu mai e corectă.

În 1989, savantul american Stephen Fodor a prezentat o tehnică revoluţionară pentru analiza ADN. El a creat o microreţea ADN – o lamelă de sticlă cu până la 500.000 de secvenţe ADN ataşate ei. La activarea unei gene dintr-o celulă, o copie complementară a informaţiei acelei gene (numită acid ribonucleic mesager – mARN) este produsă în celulă, fiind ca o imagine în oglindă a unei anumite secvenţe ADN. Fragmentele mARN şi ADN similare se vor ataşa împreună. Pentru găsirea genelor active, o celulă este tratată cu un pigment sare se ataşează la mARN şi apoi conţinutul celulei este adăugat microreţelei. Secvenţele mARN se vor prinde de orice secvenţă ADN cu care se potrivesc iar pigmentul le va evidenţia. Microreţeaua s-a dovedit deja un instrument important pentru studiul a numeroase boli, de la cardiopatii la cancer.

176 DIAGNOZA GENETICĂ DE PREIMPLANTARE (1989) p.895Handyside testează celulele pentru defecte genetice.

“Ce e important este că ei nu sunt copii proiectaţi. Ei nu sunt copii perfecţi.” Lord Robert Winston

Diagnoza genetică de preimplantare (PGD) a fost un test genetic de pionierat descoperit la sfârşitul anilor 1980, pentru a permite părinţilor îngrijoraţi să testeze existenţa tarelor genetice chiar înainte de graviditate.

În 1989, cercetătorul britanic Alan Handyside şi colegul său Robert Winston (n.1940), au publicat noua lor metodă de verificare a prezenţei tarelor genetice în ovulele fertilizate, înainte de implantare. Embrionii neafectaţi erau apoi implantaţi prin tehnicile convenţionale de fertilizare in vitro (IVF).

Înaintea introducerii PGD, părinţii predispuşi le transmiterea tarelor genetice copiilor lor aveau puţine posibilităţi de a împiedica aceasta. Ei puteau rămâne fără copii, puteau adopta sau puteau fi nevoiţi să aducă o sarcină la termen având tarele genetice descoperite. PGD le permite să aleagă numai embrioni neafectaţi.

Tehnica PGD implică stimularea cu hormoni a ovarelor pentru mărirea producţiei de ovule, care sunt apoi fertilizate de spermatozoizii tatălui. După trei până la cinci zile, câteva celule ale embrionilor (numite în această fază blastocite) sunt recoltate şi testate pentru tara genetică anume.Criticii PGD susţin că nu e etic screeningul pentru tare genetice. Alţii susţin că tehnica ar putea mări riscul apariţiei altor complicaţii genetice dar un studiu recent a arătat contrariul.

177 MODEMUL DE CABLU (1990) p.902Yassini conectează computerele personale la internet.

Imaginaţi-vă o lume în care banda largă n-ar exista. Fără acest tansfer rapid de date ar fi internetul nodul informaţiilor, pozelor, filmelor şi posibilităţilor se afaceri aşa cum este astăzi? Vitezele conectărilor rapide au necesitat inventarea modemului de cablu iar omul care a făcut-o este inginerul american născut în Iran, Rouzbeh Yassini (n.1958).

Yassini a lucrat în 1981 pentru General Electric la fabricarea televizoarelor. Ca să înţeleagă cum circulau semnalele, lua acasă televizoare şi le demonta pentru a vedea cum funcţionează. Aceste cunoştinţe s-au dovedit utile în 1986 cînd s-a angajat la Proteon, o companie pentru reţele de date care folosea un cablu de reţea numit “pereche răsucită”.

Deşi i se spusese că semnalele video şi de date nu se amestecă, Yassini şi-a dat seama încă de la început că putea folosi acelaşi cablu coaxial care ducea televiziunea prin cablu în locuinţele oamenilor şi pentru transmiterea altor informaţii. În 1990 el a înfiinţat o nouă companie numită LANcity Corp. Împreună cu echipa sa de 13 oameni au început să construiască un aparat care urma să fie interfaţa dintre reţeaua de date şi reţeaua televiziunii prin cablu – primul modem de cablu. Primul model costa 15.000 de dolari iar instalarea dura trei luni; 5 ani mai târziu însă modemul LANcity de a treia generaţie de costa 500 de dolari şi era de tipul “conectează-l şi dă-i drumul (plug and play)”.

Compania a fost cumpărată, foarte curând după aceea, pentru suma de 59 milioane de dolari de către Bay Networks. Yassini a continuat să fie vârful de lance al cercetării, implementării şi certificării DOCSIS, un standard pentru transferul de date prin modemurile de cablu.

178 CAMERA WEB (1991) p.905Imaginile live intră în lumea ciberspaţiului.

Prima cameră web din lume a apărut din dorinţa studenţilor la calculatoare de la Universitatea Cabridge din Anglia de a avea cafea proaspătă. Având un singur ibric aflat la ceva distanţă de laboratoarele de calculatoare, însemna că un ibric cu cafea proaspătă se termina repede. Pentru a scăpa de acest necaz, Quentin Stafford-Fraser şi Paul Jardetzky au avut ideea de a focaliza o cameră pe acel ibric.

Acea cameră orientată pe ibric era conectată la un calculator care avea un dispozitiv simplu de captare cadre. Jardetzky a scris un program de server care colecta imagini de la cameră la fiecare 3 minute, în timp ce Stafford-Fraser a realizat ca programul să ruleze pe computerele tuturor membrilor ai “Trojan Room coffee club”. Conectarea la server le punea la dispoziţie pe ecran o imagine actualizată, de mărimea unei icoane, a ibricului. Camera a fost conectată la internet în 1993 şi a devenit un simbol popular al World Wide Web. Când camera web a fost în final oprită în august 2001, media interneţională a relatat evenimentul, iar ibricul original Krups a fos licitat pe eBay ajungând la o sumă semnificativă.

Actualmente, camera web în funcţiune de cel mai mult timp din lime este Fogcam; ea transmite din 1994 de la Universitatea de Stat din San Francisco. Camera a fost reglată de studenţii Jeff Schwartz şi Dan Wong să capteze imagini din viaţa zilnică a campusului şi încă transmite imagini din faţa clădirii disciplinelor umaniste.

Tehnologia camerelor web s-a răspândit pe internet după ce industria pornografiei şi-a manifestat interesul. Un cercetător olandez a scris software care poate pune la dispoziţie imagini fără să fie nevoie de vreo conectare suplimentară şi astfel s-a realizat “camera web cu redare live”.

179 INJECTAREA INTRACITOPLASMICĂ A SPERMATOZOIZILOR (ICSI) (1992) p.910

Van Steirteghem asistă fertilizarea.

“De când a apărut ICSI, peste 95% din bărbaţi pot fi taţii propriului lor copil genetic.” - Paul Devroey şi Andre van Steirteghem, 2004

Injectarea citoplasmică a spermatozoizilor (ICSI) este un proces în care un singur spermatozoid este injectat într-un ovul, metodă utilă atunci când infertilitatea este legată de probleme ale spermatozoizilor, de exemplu dificultăţi la penetrarea ovulului sau număr mic. Procentul de reuşite este egal cu cel al fertilizării în vitro (FIV), metoda fiind recomandată la mai mult de jumătate din cuplurile care fac tratamente pentru FIV.

Andre van Steirteghem (n.1940) împreună cu colegii de la Vrije Universiteit din Bruxelles au elaborat această tehnică. După naşterea Louisei Brown, primul “copil în eprubetă”, FIV a fost folosită pentru tratarea multor cupluri cu probleme de fertilitate, dar s-a văzut că nu era prea utilă în cazul infertilităţii la bărbaţi, ceea ce a determinat explorarea unor noi proceduri de fertilizare asistată. Echipa lui van Steirteghem a decis să încerce micro-injectarea unui spermatozoid într-un ovul.

Rezultatele procedurii ICSI au fost consistente ani de zile aşa încât a fost extinsă şi la tratamentul cuplurilor care nu aveau factorul masculin de infertilitate. Trebuie observat că ICSI are un risc crescut de apariţie a anormalităţilor cromozomiale şi a erorilor de tipar genetic dar procentul malformaţiilor congenitale majore este acelaşi pentru copiii ICSI şi FIV.

180 POLIMERUL ELECTROACTIV (MUŞCHIUL ARTIFICIAL) (1992) p.910SRI realizează un mod de acţionare a membrelor robotice.

Corpul uman este o maşină foarte complexă. Are instalaţii, cablaje, motoare şi, ca orice automobil, are nevoie de combustibil şi produce deşeuri. Pentru moment asemănările se termină aici, dar în viitorul foarte apropiat maşinile pot deveni mult mai similare oamenilor.

Motoarele electrice standard au limitările lor. Sunt zgomotoase, scumpe, dificil de miniaturizat, grele şi se defectează uşor. Un muşchi însă se mişcă relativ silenţios, este eficient, atinge limita miniaturizării la nivel celular, poate funcţiona de milioane de ori fără a se defecta (de exemplu, în inima umană).

Muşchii sunt mijlocul ideal pentru orice număr de aplicaţii, sau cel puţin aşa credea guvernul SUA. La începutul anilor 1990, compania SRI International a fost contactată şi i s-a solicitat să producă o versiune artificială a muşchiului biologic. În 1992 ei au început să lucreze la polimerii electroactivi.

Spus simplu, polimerii electroactivi sunt materiale care se întind sau contractă când li se aplică un câmp electric, la fel ca un muşchi. Mai mult, ei revin rapid la configuraţia iniţială dacă li se aplică un câmp de polaritate inversă. Prima dată, ei au fost concepuţi ca un mod de a îmbunătăţi mişcările robotice (într-adevăr, SRI cercetează relizarea unui set de aripi din plastic şi polimer), dar aplicaţiile lor sunt nelimitate. Muşchii artificiali au fost folosiţi pentru acţionarea protezelor pentru membre ca şi pentru robineţi şi actuatoare în aeronave.

Din 2007 cercetătorii americani au realizat un muşchi care se repară şi generează electricitate şi “micromuşchi” crescuţi din celule musculare de inimă de şobolan care sunt capabili să apuce, să meargă şi să inoate. Asemenea realizări ar putea duce în viitor la roboţi care să meargă.

181 CONEXIUNEA USB (1995) p.916Forumul proiectanţilor USB pune la dispoziţie un soclu standard de interfaţă pentru mărirea conectivităţii.

Utilizatorii intensivi ai calculatoarelor erau foarte obişnuiţi cu frustrarea de a opri şi reporni computerul. Mulţumită USB (bus serial universal) acest scenariu a fost în general dat uitării. Actualmente, aproape orice dispozitiv care se conectează la un computer, de exemplu un printer, un scaner, este prevăzut cu un conector USB în locul unei plăci de interfaţă pe care sistemul trebuie să o recunoască în urma unui proces lung de instalare.

Dezvoltarea USB a fost stimulată de dorinţa de a conecta în viitor orice dispozitiv la orice calculator deoarece toate porturile şi toţi conectorii se vor potrivi. Simbolul “trident” este marcat pe toate fişele şi pe toţi conectorii pentru indicarea funcţionalităţii USB. Desigur realitatea e că mai sunt câteva dispozitive care nu sunt conforme, dar în prezent toate PC-urile sunt fabricate având porturi USB în dotarea standard.

Prima interconectare USB (USB 1.0) a apărut la mijlocul anilor 1990. Astăzi, conexiunile USB 2.0 permit transferarea datelor de 10 ori mai rapid decât se aşteptau utilizatorii de la vechiul tip de conectori.

Formarea Forumului proiectanţilor USB (USB-IF) în 1995 de către Intel a marcat un moment important în istoria echipamentelor de calcul. Pentru industria de calculatoare, a arătat angajamentul lor pentru realizarea măririi conectivităţii. Pasul următor va fi eliminarea totală a conexiunilor fizice. USB wireless va funcţiona precum o mică reţea WiFi, astfel că imprimanta dumneavoastră va putea fi aşezată oriunde în cameră fără să fie conectată.

182 LASERUL ATOMIC (1996) p.920Ketterle realizează un laser atomic funcţional.

Ideea pentru un laser atomic exista de mulţi ani, principiul fiind bazat pe laserul optic, mai convenţional. Un laser normal emite lumină dar, spre deosebire de o lampă normală, lumina laser este “coerentă”, astfel încât poate fi focalizată punctiform şi poate parcurge distanţe mari, fără să se împrăştie ca un fascicul de lanternă. În momentul când a fost introdus laserul optic în 1960, savanţii cunoşteau deja proprietăţile ondulatorii ale materiei, iar laserul atomic era considerat ca o posibilitate teoretică.

În 1997, au apărut articole despre primul model rudimentar funcţional. O formă bizară de materie super-răcită, numită condensul Bose-Einstein, a făcut totul posibil. Această materie ciudată, în care atomii “îşi pierd identitatea” şi se unesc într-o singură masă amorfă, seamănă în anumite feluri cu fotonii de lumină ai unui lasesr. Profesorul Wolfgang Ketterle (n.1957) şi colegii lui au fost primii care au reuşit să producă un condens Bose-Einstein în 1995.

Nu mult după aceea, în noiembrie 1996, Ketterle şi echipa s-au bucurat când laserul lor atomic a funţionat pentru prima oară. Ei folosiseră cu succes un condens Bose-Einstein ca sursă de atomi coerenţi pentru crearea unei ‘unde de materie”. Comparat cu un robinet care picură, laserul atomic emitea pulsuri de picături de atomi, fiecare având până la câteva milioane.

Utilitatea practică a laserului atomic nu este încă precizată, fiind în prezent în curs de cercetare. Este totuşi probabil că laserii atomici vor fi utilizaţi pentru depunerea directă a picăturilor de atomi pe cipuri de computer, permiţând realizarea unor modele mult mai mici şi mai fine şi unor calculatoare mai puternice.

183 TERAPIA CU CELULE STEM (1998) P.922Thomson şi colegii avansează o terapie medicală revoluţionară.

“...Celulele stem embrionare erau un vis al cercetătorilor. Acum ele sunt o minge politică.”Frederic Golden, comentator

Celulele stem sunt celule care se pot diferenţia într-o gamă de diverse tipuri de celule, creând potenţialul de a fi folosite la creşterea ţesuturilor înlocuitoare.

Biologul american James Thomson (n.1958), de la Şcoala de Medicină a Universităţii Wisconsin, a câştigat cursa pentru izolarea şi cultura celulelor stem embrionare umane. În 6 noiembrie 1998, revista Science a publicat rezultatele cercetării lui Thomson, descriind cum a utilizat el embrioni de la clinici de fertilitate (donaţi de cupluri care nu mai aveau nevoie de ei) şi cum a găsit moduri de extragere a celulelor stem şi de reproducere a lor la nesfârşit.

Având posibilitatea de a evolua în oricare din cele 220 de tipuri de celule din organism, celulele stem dau speranţa tratării unor boli ca: diabetul, leucemia, Parkinson, afecţiuni ale inimii, rănirea coloanei vertebrale. Deasemenea, mai pun la dispoziţia savanţilor modele de boli umane şi feluri noi de utilizare mai eficientă a medicamentelor în organisme vii. Dar cu toate speranţele puse, progresul este lent, iar cercetarea cu celule stem a dus la multe controverse, diferite grupuri îndoindu-se de etica recoltării celulelor stem din embrioni umani.

În 2007, Thomson şi Shinya Yamanaka, de la Universitatea Kyoto din Japonia, au găsit independent un mod de a transforma celule normale de piele umană în celule stem. Ambele colective au folosit doar 4 gene pentru reprogramarea celulelor pielii. Activitatea lor se prezintă ca o posibilitate de rezolvare a problemelor, inclusiv penuria de celule stem şi restricţiile bugetare americane pentru cercetare.

184 VIAGRA (1998) p.923Pfizer oferă speranţă bărbaţilor impotenţi.

De când Viagra (citrat de sildenafil) – primul medicament luat pe cale orală pentru tratarea disfuncţiei erectile – a fost pus în vânzare acum mai bine de 10 ani – a fost prescris pentru impotenţă la mai mult de 27 milioane de bărbaţi din 120 de ţări. Iniţial medicamentul a fost creat pentru tratarea hipertensiunii, dar s-a dovedit o dezamăgire în trialurile clinice. Un efect secundar, relatat cu jenă de voluntari sănătoşi, a fost apariţia erecţiilor super intense.

Se ştia că mesajele de excitaţie sexuală ale creierului declanşau producţia de monofosfat de guanozină ciclică (GMP ciclică), o substanţă care relaxează muşchii pelvieni, permiţând inundarea penisului cu de opt ori mai mult sânge. Sildenafil suprimă o enzimă (fosfodiesteraza tip 5) al cărei rol normal este întreruperea GMP ciclică şi determinarea dispariţiei erecţiei.

Compania farmaceutică Pfizer a efectuat 21 de trialuri clinice cu randomizare şi control placebo cu peste 3.700 de participanţi între 19 şi 87 de ani suferind de diverse grade de impotenţă. Rezultatele au arătat că Viagra a redat funcţia sexuală la 7 din 10 bărbaţi; din fericire, medicamentul acţiona numai când bărbaţii erau excitaţi sexual, nu şi altcândva.

Medicamentul a fost aprobat de FDA din SUA în 1998. Tratamentele anterioare pentru disfuncţia erectilă includeau injecţii în penis, supozitoare uretrale, chirurgie şi dispozitive aspiratoare. În primele 2 săptămâni, numai în SUA au fost scrise 2 milioane de reţete. Efectele secundare ale Viagra, actualmente comercializată şi sub alte nume, includ durerile de cap, roşeaţa, indigestia şi schimbarea temporară a vederii color. Au fost şi un număr mic de cazuri de atac de cord sau accident vascular.

185 FICATUL ARTIFICIAL (2001) p.925 Matsumura inventează un salvator potenţial al vieţii bolnavilor cu gravă insuficienţă hepatică.

Oamenii sunt emoţionaţi de inimile artificiale. Dar dacă ne gândim la asta, inima e în principiu o pompă de acelaşi tip cu cele utilizate de oameni de mii de ani; descrisă în acest fel, nu mai pare atât de avansată. Dimpotrivă, un ficat artificial este o realizare complexă. Departe de a face un singur lucru, ca inima, ficatul îndeplineşte simultan mai multe sarcini, printre care ajută la descompunerea hranei în substanţe utilizabile, detoxifică, înmagazinează energie sub formă de glicogen şi produce un număr de diferite substanţe, de la bilă la proteine care opresc sângerarea rănilor. Dar cum se pot combina toate funcţiile astea diferite într-un ficat artificial?

Au fost încercate diferite moduri de tratare a insuficienţei hepatice, de la înlocuirea totală a sângelui din organism, până la hemodializă; niciunul nu prea a avut succes. În 2001 dr. Kenneth Matsumura şi echipa sa au fost printre primii care au realizat un ficat artificial funcţional. Ei au decis că abordarea cea mai bună a problemei e să se plaseze celule hepatice vii în secvenţă cu o serie de filtre de carbon. Dispozitivul rezultat efectua majoritatea activităţilor pe care le îndeplineşte un ficat normal deoarece era format parţial din celule hepatice normale. E folosit în special doar ca punte până când apare un ficat nou pentru transplant dar rezultatele testelor sunt promiţătoare.

De atunci, savanţii britanici au creat pimul ţesut hepatic artificial pornind de la celule stem. Se speră că în timp se vor putea crea organe întregi pentru transplant.

186 TELECHIRURGIA (2001) p.924Gagner operează de la distanţă cu ajutorul roboţilor.

Chirurgii, folosind tastaturi, joystick-uri şi alte asemenea, pot face mişcări care comandă roboţi chirurgicali avansaţi – ca “Da Vinci” sau “Zeus” – pentru efectuarea operaţiilor neasistate la distanţă.

În 7 septembrie 2001, Jacques Marescaux de la Unversitatea din Strasbourg şi IRCAD Institutul European de Telechirurgie şi Michael Gagner, şeful departamentului de chirurgie laparoscopică a Centrului Medical Muntele Sinai din New York, au eliminat vezica biliară a unei

femei de 68 de ani din Strasbourg, de la o distanţă mai mare de 6000 km. O altă echipă medicală era pregătită să intervină, dar n-a fost cazul.

Aşa numita “Operaţie Lindbergh” a necesitat o reţea de fibre optice de mare viteză pentru transmiterea informaţiilor. Timpul de întârziere dintre iniţierea unei mişcări de către chirurgi şi urmărirea rezultatului ei pe monitoare a fost de o optime de secundă. Operaţia a fost efectuată laparosopic: o cameră şi instrumentele au fost introduse în pacient prin mici incizii. Durata operaţiei a fost de 54 de minute, similară cu durata unei operaţii convenţionale de vezică biliară.

În mai 2006, un robot chirurgical a efectuat o procedură neasistată la Milano, Italia. Carlo Pappone, şef la Aritmie şi Electrofiziologie Cardiacă la Universitatea San Rafaele din Milano, a supravegheat operaţia din Boston, Massachusetts. Operaţia de 50 de minute a fost efectuată pentru a controla ritmul cardiac neregulat al unui bărbat de 34 de ani.

187 MATERIALELE CARE SE AUTO-REPARĂ (2001) p.928White prelungeşte viaţa materialelor plastice.

Corpul nostru are capacitatea de a se auto-vindeca, fiind acoperit de un material remarcabil care se repară singur – pielea. Materialele făcute de om nu au avut acest avantaj până când americanul Scott White şi echipa sa din Universitatea din Illinois au creat în 2001 polimerii care se repară singuri. Materialele care se repară singure sunt compozite constând din microcapsule care conţin un agent reactiv şi din mici cantităţi de catalizator, care permite agentului să repare deteriorarea materialului. De obicei, un material se deteriorează în timp datorită unor microfisuri care determină apariţia crăpăturilor mai mari. La materialele care se repară singure, microfisurile sparg microcapsulele, agentul reactiv intră în contact cu catalizatorul, iar defectul este reparat. Aceste materiale au viaţă lungă şi se crede că se vor dovedi de nepreţuit în special pentru organe artificiale şi utilizare în spaţiul cosmic.

Materialele care se repară singure au o viaţă finită deoarece reactivul conţinut este limitat. Odată reparate, ele au cam 60-75% din rezistenţa iniţială, dar deoarece erau cu până la 20% mai rezistente, ale sunt încă viabile. Scopul final al lui White este să creeze o substanţă “bio-mimetică” cu un sistem circulator care să transporte agenţii reparatori unde este nevoie. Un semenea material ar avea o durată de viaţă infinită.

188 PROTEZA VIZUALĂ (OCHIUL BIONIC) (2007) p.938Argus II permite nevăzătorilor să perceapă forme.

“Această...tehnologie revoluţionară... are potenţialul de a schimba viaţa oamenilor.” – Anita Lifestone, Institutul Naţional Regal pentru Nevăzători

În anul 2007 în SUA au avut loc trialuri în care 70 de pacienţi au avut instalate dispozitive numite Argus II, constând într-o cameră TV conectată la ochelarii prin care informaţia vizuală ajunge în electrozii din ochi. În acest trial, pacienţii nevăzători au putut vedea forme şi mişcare. Se pare că vom putea avea “ochiul bionic” în viitorul foarte apropiat.

Încă din 1950 s-au căutat proteze pentru redarea vederii. De obicei, proteza oculară constă dintr-o folie subţire şi curbă – în general făcută dintr-un fel de sticlă numit criolit – potrivită pe ochiul existent nefuncţional. Mai recent, cercetătorii au încercat să redea vederea celor care au pierdut-o, deşi este extrem de dificil de dat vederea celor care s-au născut fără ea.

Savanţii mai au încă de recreat vederea şi se tot apropie de reuşită. Ceea ce e realmente important este relaţionarea dintre semnalele electronice şi componentele biologice ale ochiului, această zonă fiind invesigată în prezent. Dacă nervul optic este deteriorat în timpul vieţii adulte, ar putea fi reactivat prin folosirea unor electrozi. Dar asta e doar o simplificare masivă; o serie complexă de până la 60 de electrozi ar putea fi folosiţi într-un ochi bionic, rămânând de găsit doar unul care să funcţioneze pe deplin.

189 MARELE ACCELERATOR DE HADRONI (2008) p.938Spărgătorul de particule al lui CERN este terminat.

Cea mai mare instalaţie construită de om, Marele Accelerator de Hadroni (Large Hadron Collider) sau LHC, este un accelerator de particule care ocupă un tunel circular imens (27km) subteran la adâncime între 50 şi 175 m. Situat lângă Geneva, este atât de mare, încât proiecţia lui la suprafaţă intersectează graniţa dintre Franţa şi Elveţia de patru ori.

Tunelul în sine a fost construit între anii 1983 şi 1988, fiind locaţia unui alt accelerator de particule, Large Electron-Positron Collider care a funcţionat până în anul 2000. Înlocuitorul lui, LHC, a fost aprobat în 1995 şi a fost pornit în 2008. LHC este cel mai puternic accelerator construit vreodată, fiind proiectat să exploreze limitele a ceea ce fizicienii numesc Modelul Standard care se referă la particulele fundamentale subatomice.

Sistemul utilizează magneţi capabili să accelereze protonii până aproape la viteza luminii, astfel că ei parcurg un circuit complet în mai puţin de 90 microsecunde. Două fascicule parcurg circuitul în sensuri opuse. În patru puncte separate, cele două fascicule se intersectează, determinând protonii să se ciocnească între ei, având energii enorme, distrugerea lor fiind înregistrată de instrumente super sensibile.

Scopul realizării acestor coliziuni espre producerea a nenumărate particule noi care simulează, la o micro scară, unele condiţii postulate de Big Bang la naşterea universului. Unii savanţi speră că rezultatele de la LHC vor dezvălui existenţa bozonului Higgs – aşa numita particulă “a lui Dumnezeu” – care ar putea fi responsabilă pentru însăşi existenţa masei.