Mija 130 lat od skroplenia powietrza

5 kwietnia 1883 r. uczeni z Uniwersytetu Jagiellońskiego - Karol Olszewski i Zygmunt Wróblewski - po raz pierwszy w historii ujrzeli skroplony tlen, a kilka dni potem, 13 kwietnia - ciekły azot. Uroczyste obchody 130. rocznicy tego wydarzenia odbędą się na Uniwersytecie Jagiellońskim 12 kwietnia. Będą wtedy miały miejsce wykłady i pokazy, w szczególności dotyczących kriogeniki.

O dokonaniu Wróblewskiego i Olszewskiego, i o tym, dlaczego dokonanie wzbudziło podziw w Europie, ale nienawiść we Francji, opowiada dr hab. Paweł Góra z Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ.

Jak zaznacza Paweł Góra, już od końca XVIII w. wiedziano, że niektóre gazy daje się skroplić, ale nie potrafiono wykazać, czy wszystkie. Te, których się skroplić nie udało - m.in. azot i tlen - nazwano "gazami trwałymi".

- W drugiej połowie XIX w. nawet nie było jasności co do tego, jak zbudowana jest materia. Bardzo wiele osób myślało, że materię można dzielić w sposób nieskończony, nie było zgody, że jest ona zbudowana z atomów. Dziś są to informacje, które zdobywa się już w szkole, a wtedy była to wielka tajemnica natury - komentuje Paweł Góra. Dodaje, że fizyk James C. Maxwell opracował wtedy kinetyczną teorię gazów, z której wynikało, że wszystkie gazy powinno dać się skroplić. Dlatego też skroplenie tlenu i azotu, czyli jak sądzono "gazów trwałych", byłoby niesłychanie ważnym argumentem na rzecz teorii kinetycznej i byłoby bardzo dużym postępem naukowym.

W tamtych czasach, jeśli chodzi o skraplanie gazów, szczególne były zasługi Francuza Louisa-Paula Cailleteta, który zastosował tzw. metodę kaskadową. Chodziło w niej o to, że kolejne skraplane gazy służyły do obniżenia temperatury na następnym etapie procesu. Francuski badacz doszedł tą metodą prawie do skroplenia tlenu. - Udało mu się już zaobserwować mgiełkę tego skroplonego gazu, która jednak nie była trwała - mówi Góra. Francuski uczony nie potrafił jednak uzyskać skroplonego tlenu w stabilniejszej postaci.

Jak opowiada dr Góra, Zygmunt Wróblewski w czasie pobytu naukowego we Francji zetknął się z pracą Cailleteta. Kiedy został profesorem Uniwersytetu Jagiellońskiego, razem z Karolem Olszewskim zbudowali aparaturę i wykonali krok, którego nie umiał już wykonać Cailletet (użyli w eksperymencie etylenu wrzącego pod obniżonym ciśnieniem)
. Dzięki temu jako pierwsi w historii mogli zaobserwować ciekły tlen - nie w postaci mgiełki, ale jako ciecz, która tworzyła menisk. Wkrótce udało im się również skroplić azot.

Eksperyment badaczy potwierdził teorię dotyczącą budowy gazów i skroplili "gazy trwałe". - To był duży intelektualny krok do przodu - komentuje, ale zaznacza, że metoda skraplania opracowana przez polskich badaczy nie była stosowana na skalę przemysłową - taką metodę opracowano kilkanaście lat później.

Dzięki swoim osiągnięciom badacze zyskali bardzo dużą sławę naukową. Jak opowiada fizyk z UJ, pochwały i zaszczyty płynęły do naukowców z różnych stron Europy, choć nie z Francji. - Tamtejsi naukowcy byli wściekli, że umknęło im tak wielkie osiągnięcie. Wróblewskiego oskarżano niemalże o kradzież eksperymentu - mówi dr Góra i wyjaśnia, że pojawiły się pretensje o to, że Polacy skorzystali z pomysłu Cailleteta. - Obecnie uważa się za rzecz zupełnie normalną, że skoro wyniki badania są opublikowane, to ktoś inny może z nich skorzystać i zacząć w tym miejscu, w który autor skończył. Ale wtedy Francuzi uważali, że Wróblewski postąpił nie fair - wyjaśnia Paweł Góra.

Tak czy inaczej Karol Olszewski pretendował do Nagrody Nobla. Zygmunt Wróblewski Nobla zdobyć już nie mógł, bo zmarł, zanim tę nagrodę ustanowiono.

Ciekły tlen jest błękitny i wrze w temperaturze ok. -183 st. C. Jest substancją bardzo reaktywną. Używa się go np. jako utleniacza w silnikach rakietowych. Natomiast ciekły azot jest bezbarwny i wrze w temp. ok. - 196 st. C. Ma liczne zastosowania. To nim ochładzane są komory do krioterapii, w kriochirurgii stosuje się go do usuwania chorych lub przerośniętych tkanek ciała, a w bankach spermy służy do przechowywania nasienia. Ciekły azot używany jest w przemyśle spożywczym np. przy pakowaniu czy przechowywaniu żywności. Stosowany jest też w tzw. kuchni molekularnej.