تفلون

اختراع تفلون

US2230654
روی پلانکت

مقدمه

یکی از ابزارهای اصلی آشپزی که از قدیم‌الایام به اشکال گوناگون و با جنس‌های مختلف از سوی بشر مورد استفاده قرار گرفته، انواع قابلمه و ظروف پخت غذا است. قدمت ظروف، به دوران ماقبل تاریخ (دوران پیش از اختراع خط که انسان هنوز قادر به ثبت و گزارش زندگی و دستاوردهای خود نبوده و عملاً تمامی وقایع و تجارب بشری به سرعت از بین می‌رفت) باز می‌گردد. از آن زمان تاکنون، تغییر و تحولات فراوانی برای ظروف آشپزی رخ داده تا در نهایت، به ظروف بسیار متنوع امروزی، از ظروف مسی و برنجی گرفته تا ظروف نچسب و حتی ظروف شیشه‌ای و نسوز مبتنی بر پیشرفته‌ترین فناوری‌ها مبدل شوند. یکی از مشهورترین نوآوری‌های صورت گرفته در این زمینه، ساخت و عرضه ظروف تفلون است که انقلابی بزرگ در ظرف‌های آشپزی یک قرن اخیر پدید آورد. دیگر مهم نیست که آقا یا خانم باشید، پیر یا جوان، شاغل یا خانه‌دار، علاقه‌مند به آشپزی یا فراری از آن، در هر صورت، احتمالاً حداقل یک بار تجربه استفاده از ظروف تفلون را در زندگی خود داشته‌اید. آیا می‌دانید که ظروف تفلون چگونه ساخته شدند؟ اصلاً تفلون چیست و چگونه پدید آمد؟ ایده اولیه ساخت تفلون، بر اثر یک اتفاق کاملاً تصادفی پدید آمد، ایده‌ای که مخترع و شرکت مالک این اختراع را، به موفقیت‌های تجاری بسیار بزرگی رسانید. در این نوشتار، به داستان مهیج اختراع تفلون و ظروف نچسب خواهیم پرداخت.

 

کشف تفلون بر اثر یک اتفاق تصادفی

کشف تفلون برخلاف دیگر محصولات پلیمری، کاملاً بر حسب تصادف رخ داد. داستان اختراع تفلون، از یک آزمایشگاه در نیوجرسی آغاز شد. در آوریل سال ۱۹۳۸، شیمیدانی به نام روی پلانکت «Roy J. Plunkett»، در حال تحقیق بر روی گاز‌های سردکننده یخچال بود. در یکی از آن روزها، به یک‌باره کاری برای تیم تحقیق پیش آمد و فرایند آزمایش به صورت نیمه‌کاره رها شد. روز بعد که پلانکت و همکارانش به سراغ محفظه‌ای که فکر می‌کردند پر از گاز است رفتند، متوجه شدند که نمونه گاز، به صورت کاملاً خود به خودی، به یک ماده پلیمر سفیدرنگ تبدیل شده است. این پدیده اتفاقی، سرآغاز پیدایش ایده‌ای بود که در نهایت، به ساخت و عرضه ظروف تفلون منجر شد.

پلانکت همواره بر این نکته تأکید داشت که ذهن وی، از طریق آموزش و تحقیق، به سمت‌وسوی نوآوری و اختراع متمایل شده است. وی فرزند یک کشاورز فقیر در اوهایو آمریکا بود که با تلاش فراوان و استعداد ذاتی، توانست به کالج منچستر در ایندیانا راه یابد. هم‌اتاقی مشهور پلانکت، پائول فلوری «Paul Flory» بود که به پاس مشارکت‌های ارزنده در توسعه و پیشرفت پلیمرها، در سال ۱۹۷۴ میلادی، موفق به دریافت جایزه نوبل شیمی گردید. پلانکت نیز همانند هم‌اتاقی خود، برای دوره دکتری به دانشگاه ایالتی اوهایو رفت و در ادامه، هر دو در شرکت دوپونت «Dupont» استخدام شدند. در اینجا مسیر دو دوست قدیمی جدا شد. مسیری که در نهایت یکی را به جایزه نوبل و دیگری را به اختراع تفلون رهنمون ساخت. برخلاف فلوری، پلانکت تمامی دوران حرفه‌ای خود را در دوپونت گذراند.

نخستین مسئولیت پلانکت در دوپونت، تحقیق در مورد «کلرو فلوئورو کربن»ها، به‌عنوان یک پیشرفت بزرگ نسبت به دی‌اکسید سولفور و آمونیاک، به‌عنوان گازهای مورد استفاده در سردکننده‌ها بود. گازهای قبلی، مرتباً موجب مسمومیت افراد مختلف، اعم از شاغلین در صنایع غذایی و مصرف‌کنندگان این دستگاه‌ها می‌شد و گازهای جدید توانایی حل این مشکل را داشتند. پلانکت در حدود صد پوند گاز «تترا فلوئورو اتیلن» یا «TFE» تولید نموده و قبل از کلر زدن، آن را در استوانه‌های کوچکی در دمای یخ خشک ذخیره نموده بود. فردای آن روز، وقتی وی و همکارش سیلندر حاوی گاز را آماده استفاده نمودند، هیچ گازی از آن بیرون نیامد.

شاید بهترین توصیف برای کشف و اختراع ظروف تفلون را بتوان در سخنان و نوشته‌های مخترع آن یافت. پلانکت در این خصوص می‌گوید: «صبح روز ۶ آوریل ۱۹۳۸، دستیارم جک ریبات «Jack Rebot»، یکی از سیلندرهای «TFE» که روز گذشته از آن استفاده کرده بودیم را انتخاب و برای کار آماده نمود. وی هنگامی که دریچه را باز کرد تا گاز در سیلندر جریان یابد، هیچ اتفاقی نیفتاد. جک با من تماس گرفت و پرسید که آیا تمام «TFE» را در روز قبل استفاده کرده‌ایم یا خیر. گفتم که فکر نمی‌کنم. هر دو با شیر سیلندر کمی ور رفتیم و حتی به این فکر کردیم که شاید بسته شده یا گیر کرده است. البته وزن سیلندر نشان می‌داد که مواد داخل آن هنوز هم وجود داشته و خالی نشده است. جالب است که وقتی سیلندر را رو به پایین گرفتیم، پودری سفید رنگ از آن بیرون آمد.»

پلانکت دریافت که این ماده، از نظر حرارت و شیمیایی بی‌اثر بوده و اصطکاک سطحی بسیار کمی دارد. تحقیقات بیشتر نشان داد، این پلیمر سفید رنگ که «پلی تترا فلوئورو اتیلن» یا «PTFE» نام گرفت، یک روان کننده کارآمد و با نقطه ذوب بسیار بالا است. بی‌اثر بودن نسبت به تقریباً تمامی مواد شیمیایی و لغزندگی بسیار زیاد «PTFE»، آن را به یکی از باارزش‌ترین و متنوع‌ترین مواد اختراع شده بدل نمود که توانست، نقشی کلیدی در پیشرفت‌های چشمگیر حوزه‌های مختلف، اعم از هوافضا، ارتباطات، الکترونیک و حتی فرایندهای صنعتی و معماری داشته باشد.

در ابتدا به نظر می‌رسید که قیمت تمام شده «PTFE»، آنقدر گران است که عملاً تولید و تجاری‌سازی آن منطقی نخواهد بود. اما دوپونت به خوبی به ارزش‌های این اختراع واقف بود و در سال ۱۹۴۵ میلادی، اقدام به ثبت نشان تجاری «Teflon» برای آن نمود. پیش از این اقدام نیز، اختراع مذکور در ابتدای جولای سال ۱۹۳۹، در دفتر ثبت اختراعات و نشان‌های تجاری آمریکا به ثبت رسیده بود که در نهایت در چهارم فوریه سال ۱۹۴۱، گواهی ثبت اختراعی با شماره «US2230654»، به آن اختصاص یافت. مجموعه اقدامات حفاظتی صورت گرفته، به خوبی اهمیت این اختراع را برای مخترع و شرکت متبوع وی نشان می‌دهد، چیزی که در طی سال‌های بعد و موفقیت‌های تجاری تفلون، به خوبی اثبات گردید.

اولین استفاده از تفلون، به پروژه منهتن باز می‌گردد که به منظور جلوگیری از نشت و نفوذ گاز و با توجه به ویژگی‌های خاص تفلون، از جمله مقاومت در برابر خوردگی نسبت به فلوئور و سایر ترکیبات آن، بکار گرفته شد. کاربردهای بسیار وسیع و متنوع تفلون، در سال ۱۹۵۱ میلادی، اعطای مدال اسکات به پلانکت را به دنبال داشت که در زمره یکی از اولین جوایز اعطا شده به وی بابت کشف تفلون قرار دارد.

 

 

استفاده از تفلون برای ساخت نسل جدید ظروف آشپزخانه

قدیمی‌ترین ظروف کشف شده تا به امروز، ظرف‌های سفالی متعلق به هزاره چهارم پیش از میلاد است که در بین‌النهرین یافت شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که در چین و آمریکای جنوبی نیز، ظروف مشابهی مورد استفاده قرار می‌گرفته است. در ادامه، استفاده از ظروف فلزی در جوامع مختلف متداول گردید و از این ظروف، برای پخت غذا استفاده می‌شد.

اولین نوآوری‌ها در ظروف آشپزی، به بعد از انقلاب صنعتی غرب و ظهور و توسعه فناوری‌های مختلف باز می‌گردد؛ دورانی که تمامی جنبه‌ها و ابعاد زندگی بشر، تحت‌الشعاع این فناوری‌ها قرار گرفت. در قرن نوزدهم میلادی، استفاده از ظروف آشپزی چدنی و حلبی، رونق بسیاری یافت و عملاً فاز جدیدی از توسعه و تکامل ظروف آغاز گردید. با پیشرفت روش‌های پوشش‌دهی چدن از طریق لایه‌های متشکل از لعاب چینی، صنعت تولید ظروف آشپزی، با یک پیشرفت جدی همراه شد؛ به‌طوری که در سال ۱۸۵۰ میلادی، در آلمان و اتریش، ظروف لعاب‌دار تولید شد که با توجه به مزایای منحصربه‌فرد آن، مورد استقبال قرار گرفته و بلافاصله همه‌گیر شد. این وضعیت ادامه داشت تا این‌که در سال‌های ابتدایی قرن بیستم، ظروف آلومینیومی به تولید انبوه رسیدند. در سال ۱۹۳۵ میلادی، دستگیره‌های عایق حرارت، به این ظروف اضافه شد که استفاده از آن‌ها را بسیار ساده‌تر از قبل می‌کرد. بلافاصله و تنها در طی چند سال، ظروف ترکیبی مس و فولاد که زیبایی و توزیع مناسب حرارت را به صورت توأمان در خود داشتند، در آمریکا عرضه شد که باز هم ظروف آشپزی را با تغییرات بسیاری همراه نمود. فولاد ضدزنگ، ظروف فولادی با روکش کروم و شیشه‌های نسوز، از نوآوری‌های اخیری است که ظروف آشپزی را متحول نموده‌اند.

یکی از توسعه‌های کلیدی در روند تکاملی ظروف آشپزخانه، ظروف تفلون است. این اختراع ارزشمند که در میانه‌های قرن بیستم و در اوج نوآوری‌های پی‌در‌پی ظروف آشپزی معرفی گردید، به یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های خانم‌ها در تمیز نمودن ظروف، پس از پایان آشپزی و پخت غذا پایان داد. در واقع، یکی از مشکلات ظروف قبلی، چسبیدن غذا به ته ظرف و در نتیجه، دشواری‌های تمیز نمودن آن‌ها بود که با عرضه ظروف تفلونی، به کلی پایان یافت.

یک دهه پس از کشف پلانکت و در حالی که دوپونت سالیانه بالغ بر دو میلیون پوند تفلون تولید می‌کرد، همسر یک مهندس فرانسوی، ایده استفاده از تفلون بر روی ظروف را پیشنهاد داد و مارک گرگوری «Marc Gregoire»، این توصیه همسرش را با یافتن راهی برای پیوند بین آلومینیوم و «PTFE» و ساخت اولین ظرف روکش شده توسط آن، برآورده ساخت. مارک و همسرش کولت «Colette»، فروش محصولات خود را در فرانسه آغاز کردند و با تأسیس شرکت «Tefal» در سال ۱۹۵۶ میلادی، طی مدت کوتاهی این ظروف با همین نام تجاری که ترکیبی از لغات «تفلون» و «آلومینیوم» بود، در سرتاسر اروپا عرضه گردید. در ادامه، سازمان غذا و داروی آمریکا «FDA»، ظروف تفلون را در سال ۱۹۶۰ میلادی تأیید نمود و راه برای عرضه وسیع این محصولات در بازار آمریکا، هموار شد.

لازم به ذکر است که صاحبان شرکت تفال، در هشتم دسامبر سال ۱۹۵۵ میلادی، به صورت هم‌زمان اقدام به ثبت دو پتنت با موضوع پوشش‌دهی ظروف با «PTFE» نمودند که گواهی ثبت اختراع آن‌ها، در سال‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۶۱، به ترتیب با شماره‌های «US2944917» و «US3008601»، اعطا گردید. جالب اینجا است که فردی به نام آرماند واهنه «Armand Vahne» به‌عنوان مخترع هر دو پتنت مذکور ذکر شده و مالکیت پتنت‌ها نیز، به ترتیب در اختیار «مارک گریگوری» و همسرش «کولت گریگوری» قرار دارد.