第一个成功的象牙台球替代品是用磨碎的牛骨加固的赛璐珞制成的

19世纪，象牙制品市场增长到惊人的地步。这种高需求导致人们寻找人造替代品，但象牙的特性几乎不可能复制。最重要的替代品来自亚历山大·帕克斯(AlexanderParkes)和约翰·韦斯利·海厄特(JohnWesleyHyatt)，他们是第一种人造塑料：帕克辛(Parkesine)和赛璐珞的发明者。

这些早期的塑料是用硝酸纤维素和樟脑制成的。Parkesine和赛璐珞物体在塑料史上的重要性是众所周知的。因此，它们被世界各地的著名博物馆收藏。

凯悦最初的目标是替代象牙台球。象牙的特性受到高度重视，尤其是在台球比赛中，这完全取决于这种材料的力学性能。然而，象牙的获取、选择和转化困难，以及易受相对湿度和温度波动导致开裂和折断的影响，都不太理想。

而且，玩家的数量在不断增加，业界都知道供应并不是取之不尽用之不竭的。美国国家历史博物馆收藏着凯悦开发的原始台球。据推测，它是有史以来第一个赛璐珞物体，可追溯到1868年，并且是塑料行业的奠基物体。然而，其成分未知。

由于凯悦台球在塑料史上的重要意义，历史学家和科学家们对凯悦台球进行了描述。然而，由于他们不知道其成分，因此无法确定替代材料的使用程度。几十年来，人们提出了几种设计，例如由纯赛璐珞制成的台球或由涂有硝酸纤维素溶液的紫胶组合物制成的台球。

普遍的解释是凯悦最初的台球失败了，因为赛璐珞或任何其他所谓材料的性能无法接近象牙的机械性能。在最近发表在PNASNexus上的一项研究中，我们确定了凯悦台球的成分并提出了不同的解释。

约翰·韦斯利·凯悦(JohnWesleyHyatt)的首屈一指的复合材料

为了确定凯悦酒店1868年原始台球的成分，我们需要史密森尼学会的支持，他们允许获取微量样品(即肉眼看不见的样品)以及现代分析技术(即元素和分子光谱和蛋白质)海量指纹。

结果令人惊讶：凯悦早期的台球实验开发出了由硝酸纤维素(一种将球固定在一起的纤维素衍生聚合物)制成的增强聚合物复合材料的首屈一指的例子;樟脑，一种植物基材料，用作硝酸纤维素增塑剂;磨碎的牛骨是一种动物副产品，可为系统提供必要的机械性能。

我们使用微傅立叶变换红外光谱法量化了磨骨与赛璐珞的比例，并发现与Hyatt于1869年5月4日获得专利的配方(按重量计75%磨骨与25%硝酸纤维素)之间存在相关性。我们建议将这种复合材料称为增强赛璐珞。然而，成功了吗?

强化赛璐珞制成的钱球

通过仔细查看与台球世界相关的书面记录，我们发现了1880年代至1960年代销售的台球的商品名，这些球与象牙明显不同，但其成分也很神秘：Bonzoline、Crystalate和Ivorrene。所有这些台球都直接或间接与凯悦于1868年在美国纽约州奥尔巴尼成立的奥尔巴尼台球公司有关。我们分析了这些台球，发现它们的成分与凯悦的增强赛璐珞复合材料出乎意料地一致。

增强型赛璐珞的销售已近90年，这证明了Hyatt1868年复合材料的商业成功。通过观察职业球员的故事和他们的材料选择，我们可以了解这种材料如何进入商业和文化。

最初，人们对使用人工替代品存在偏见。1899年查尔斯·道森(CharlesDawson)和小约翰·罗伯茨(JohnRobertsJr.)之间的这场被称为世纪之战的比赛就集中体现了这个问题。小罗伯茨想用Bonzoline球打球，道森争辩道：“谁听说过用Bonzoline球进行任何重要的金钱比赛?”

然而，强化赛璐珞台球比象牙台球更均匀。这一优势导致小罗伯茨和其他有影响力的球员的表现有所提高。随着时间的推移，甚至道森也开始宣传Bonzoline台球。强化赛璐珞性能良好，价格仅为象牙的一半，促进了台球运动在全世界的发展，为大象的生存做出了贡献。海厄特凭借他对象牙替代品的创造性射门赚到了钱球。

对未来的启发?

从宏观到微观观察当代台球。它可能由苯酚-甲醛基质、填料和其他添加剂组成——与增强赛璐珞非常相似的系统。尽管酚醛塑料的品质对于超越早期的台球材料至关重要，但如今，这种材料作为塑料污染物引发了环境问题。

如果一位年轻的工程师，就像155年前的约翰·韦斯利·凯悦(JohnWesleyHyatt)一样，渴望利用生物资源中的原材料，开发出一种创新且环境可持续的替代品来替代当代台球材料，那么凯悦(Hyatt)所树立的榜样将为我们提供丰富的灵感来源。作品。不仅因为它证明了这种努力的可行性，还因为它说明了完成变革性发明必须克服的挑战。