化学亲和力:瓦克的世纪创新之路
□ 本刊记者 赵晶
1914年10月13日,亚历山大·冯·瓦克骑士、博士(Dr. Alexander Ritter von Wacker)创建了“亚历山大·瓦克博士电化学工业两合责任公司”,开创了瓦克这个跨国集团公司百年成功史的首个篇章。
纵观瓦克一个世纪的发展历程,几乎是“创新”两个字的完美诠释:从应用于化工行业、建筑施工、电子电气、汽车和运输到食品、医疗保健、个人护理等领域的众多产品和解决方案,经历了时间的变迁和创新演进,至今仍在造福于我们的生活。瓦克充分发挥了化学的力量,吸引无数人走近瓦克,认同瓦克,见证瓦克的过去、现在和未来。
人类家园的百年演变
建筑,是人类赖以栖身的场所。百年以前,“新建筑运动”所提倡的实用性和功能性为主的建筑正在逐步占据主导地位,对房屋结构和建筑材料都提出了新的要求。钢铁在房屋中的应用增多,钢筋混凝土结构也已出现,以往几千年世界各地区建筑所用的主要材料——土、木、砖、瓦、灰、砂、石等天然的或手工制备的材料,至此已发生了巨大的改变。
在新型建筑不断发展、演变的过程中,瓦克将建筑物的粘合性、密封性、憎水性、保温性和美观性等诸多建筑因素融为一体,并结合当地的气候特点和建筑材料的地域性,开拓出一系列建筑施工的创新产品和解决方案。其中,瓦克首批化学先驱研发的行业经典产品──VINNAPAS?誖威耐实?誖,是瓦克一个世纪以来创新精神所孕育的结晶。
VINNAPAS?誖威耐实?誖的诞生过程可以说是瓦克世纪创新发展之路的完美体现。自1924年起,瓦克集团位于慕尼黑的研究机构——电化学工业联盟(Consortium)的化学家们发明了一种通过在乙炔中添加乙酸生产醋酸乙烯的工艺,继而通过聚合形成聚醋酸乙烯酯。这些突破性成果为VINNAPAS?誖威耐实?誖奠定了坚实的基础。20世纪50年代中期,瓦克化学家们发现,醋酸乙烯酯及其他不饱和化合物能够形成共聚物。基于此,Gerhard Beier博士在1960年发明了醋酸乙烯酯-乙烯(VAE)共聚物,也就是现在的VINNAPAS?誖威耐实?誖VAE乳液。20世纪50年代,瓦克的化学家Max Ivanovits博士又受速溶咖啡的启发,制造了一套小型喷雾干燥设备,抽去乳液中的水分,发明了VINNAPAS?誖威耐实?誖可再分散乳胶粉。1957年7月2日,瓦克开始在博格豪森生产可再分散乳胶粉。
如今,瓦克的VINNAPAS?誖威耐实?誖品牌已谱写了整整75年的成功史。其在建筑领域的应用范围仍在不断扩大:VINNAPAS?誖威耐实?誖VAE乳液能够使抹灰牢固地附着于砖块和混凝土,使其更易于加工,并可根据需要获得憎水性;在涂料业,用VINNAPAS?誖威耐实?誖VAE乳液能和各色颜料能够配制出可涂抹、可打印的内墙/外墙涂料、油漆和纸张涂料。而随着城市化进程的加速推进和人口的不断增长,绿色节能成为当代建筑的新关键词。利用瓦克的VINNAPAS?誖威耐实?誖可再分散乳胶粉粘结的隔热层所打造的外墙保温系统为新型被动房打造了一个更为高效的节能空间,成为未来绿色建筑的先驱。
100年的电气化穿越
100年前的今天,电气化还是一个极其新鲜的话题。1905年,当爱迪生用钨丝作为灯丝材料延长了白炽灯的寿命,电力照明设备才被逐步推广到千家万户,给人类社会带来了不可估量的影响。在这100年里,人类经历了从黑暗向光明、从人工向自动化的过渡。电气化导致无数令生活更安全、更健康、更便利的发明,也正是以电气化为基础的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来,并改变了人类的生活、工作模式,触及到了这颗行星上的每一个角落。
今天,我们已经很难想象没有电的生活。瓦克的有机硅产品也随着百年间的电气化进程稳步前进,确保电气和敏感电子元件安全可靠地运转。有机硅被广泛运用于汽车、消费电子、半导体和光电子设备,以及仪表、控制和照明技术,并承担各种不同的功能:保护、粘合和密封,将电子元件与灰尘、湿气、辐射或热量等各种外部影响隔离开来。
在光电子领域,基于发光二极管(LED)的现代光源技术正掀起照明工业的一场革命,而有机硅是制造镜片与封装二极管的重要基础材料;在照明方面,SILRES?誖苯基有机硅树脂因其耐热性、憎水性和高反应活性而成为白炽灯插座接合剂的理想粘结料;在消费电子领域,瓦克的ELASTOSIL?誖有机硅因其出色的性能使电子行业的众多应用得以优化;而在汽车电子方面,有机硅确保了电子控制装置的完美运行;有机硅在输配电领域的应用,还可以有效地预防停电事故,例如在印度的2012年夏季大规模停电事故之后,瓦克有机硅复合绝缘子为印度电网的构筑奠定了坚实基础。
除了传统的电气领域,瓦克供光伏产业使用的高纯多晶硅还推动了太阳能发电的大变革。瓦克借助严格质量标准的质量管理系统,生产出纯度高达99.999999999%的超纯硅,为可再生能源的持续性供给提供了必备条件。此外,在现代化计算机设备、智能手机,或自动化装置、能量供应设备的控制系统等功能日益强大的电子元件中,多晶硅也已成为不可或缺的原材料。
瓦克再一次显示了其神奇的化学亲和力量。100年后的今天,瓦克的创新实践又将给人类带来什么样的美好未来呢?
一个世纪的餐桌革命
食物是人类生存的基本保证。随着社会的发展,人们对食物的要求,从单纯的饱腹到饕餮享受,从满足每日基本摄入到提出健康需要,甚至演进成为一种生活方式。特别是从20世纪进入到21世纪以来,百年的时光流转,造就了餐桌上的风云变幻。人们不仅开始关注食品本身具有的美妙风味,更关心摄入的食物给人体带来的营养物质和健康元素。而如何将两者有机地结合起来?这对食品生产商提出了更高的要求。
比如我们生活中常见的绿茶,它的单宁中含有的儿茶素具有抗菌作用,可以中和游离基。此外,儿茶素在癌症防治方面也有一定功效。但其缺点是具有苦味。食品公司因此陷入两难的境地。一方面,他们想在更多产品中添加能够促进健康的物质,例如在饮料里添加绿茶萃取物。但另一方面,随着这种功能的添加,饮料也有了苦涩的余味。而瓦克的研发人员发现了一种比添加糖分更佳的解决方案:环糊精。
环糊精,是通过催化酶从玉米或土豆等含淀粉的原料中提取的寡糖物。环糊精分子的独特之处在于它的环状三维结构:环糊精分子结构内部能够形成一个憎水性空腔,可吸收大小和形状与其兼容的亲脂性分子作为“客体”,其亲水性表面则能够确保分子在水基系统中的耐受性。它能够将对健康有利、但有苦味的食品添加剂封装起来,从而保护这些敏感物质免遭破坏,并确保它们能更好地被人体吸收。因此,在利用环状分子将绿茶中的儿茶素包合起来后,品尝者便再也察觉不到绿茶的苦味了。
在全球,瓦克是惟一一家有能力生产全部三种天然环糊精——α、β和γ——的公司。其提供的CAVAMAX?誖环糊精及多类CAVAMAX?誖环糊精包合物被广泛应用于食品、营养补充剂,以及消费者护理、制药等领域。此外,瓦克的生物科技业务部门还利用环糊精的保护特性保护其他功能性食品成分。辅酶Q10就是一个例子:使用环糊精来增强其水溶性,进而提高它的生物利用率。而利用环糊精的保护特性,则可为许多功能性化合物提供保护,让它们远离各种影响其功效的外部因素(如低pH值、氧气和光线等)。
未来,人类餐桌上的革命仍将继续。瓦克在食品领域的创新能力让我们相信,一场美味的变革已不再遥远。
化学改变着世界,瓦克改变着化学。从1914到2014,一个将可持续发展溶入自身血液的化学公司,在100年的风雨历程、一个世纪的积淀与创新中,运用化学的亲和力量,改变并正在改变着人类生活的方方面面,将美好的未来和想象一步一步变成现实。瓦克让我们看到,未来,就在今天。