Trăim în epoca energiei electrice. Mai toate aparatele folosite în activităţi obişnuite, fie ele casnice, fie medicale, industriale sau de alt tip, folosesc energie electrică. Întreruperea furnizării curentului electric ne produce o stare de disconfort. Spre exemplu, nu mai putem urmări emisiunea preferată la televizor sau nu mai putem continua călătoria cu trenul. Dacă este noapte şi suntem într-un oraş, întreruperea energiei electrice poate să perturbe serios circulaţia autovehiculelor. Rareori, în acele momente de disconfort, ne punem întrebarea cum s-a descoperit curentul electric. Se spune că marile descoperiri, marile invenţii au fost făcute întâmplător. Şi curentul electric a fost descoperit aparent întâmplător de italianul Luigi Galvani.
De la teologie la medicină
Luigi Galvani s-a născut pe 9 septembrie 1737, la Bologna, în Italia. Iniţial, a început să studieze teologia, dar ulterior s-a dedicat medicinei. La finalul studiilor medicale, a elaborat o remarcabilă teză de doctorat despre formarea oaselor, teză care i-a asigurat obţinerea unui post de profesor la catedra de anatomie a Universităţii din Bologna. A funcţionat aici începând din 1762 şi s-a ocupat de studiul fiziologiei păsărilor şi a instrumentelor pentru auz. Pe baza cercetărilor efectuate a publicat câteva lucrări privind structura oaselor, a rinichiului şi urechii la păsări. A pierdut postul de profesor deoarece a refuzat să depună jurământul de credinţă Guvernului Republicii Cisalpine, din timpul Revoluţiei Franceze, guvern pe care îl considera dictatorial. A reprimit acest post în 1794. Pentru o plasare în timp a evenimentelor, precizez că în 1775 s-a construit la Craiova Şcoala „Obedeanu“.
Rolul coincidenţei în cercetare
După această etapă, Luigi Galvani şi-a dedicat o parte din cercetări şi studiului fenomenelor electrice. De aceea, în laboratorul său se găsea tot timpul o maşină electrostatică pentru producerea de electricitate. Aceasta era formată dintr-un disc de sticlă, pus în mişcare manual şi de care se frecau nişte perniţe. Prin frecare, discul de sticlă se încarcă electrostatic, iar la apropierea unei baghete metalice legate la pământ se produce un arc electric. Istoria spune că într-o zi din anul 1790 a pregătit mai multe picioare amputate de broaşte. A tăiat picioarele cu partea din spate a corpului broaştei şi a îndepărtat pielea până la nervii măduvei spinării. Unul dintre asistenţi a atins cu vârful scalpelului nervul crural intern al broaştei, iar piciorul acesteia a început să se smucească. Alt asistent a afirmat că a văzut ţâşnind un arc electric din maşina electrostatică aflată în apropiere. Luigi Galvani a intuit importanţa întâmplării şi a reluat experimentul pentru a explica şi a desluşi ce se întâmplase. A oprit maşina electrostatică şi a atins cu scalpelul nervii broaştei. Muşchii piciorului nu au reacţionat. A repetat experimentul cu maşina electrostatică în funcţiune. Muşchiul broaştei a răspuns prin convulsii, deşi era desprins de corp.
Organizarea unor cercetări sistematice
Vă spuneam că, în acea perioadă, Luigi Galvani era preocupat de studiul fenomenelor electrice, temă la modă în anii 1790. El observase că arcul produs de maşina electrostatică seamănă cu fulgerul produs pe vreme de furtună, aşa că a organizat o serie de experimente în afara laboratorului. A legat capătul unei sârme de fier de acoperişul casei, iar pe celălalt l-a izolat. A atârnat pe sârmă mai multe picioare de broască pe care le-a fixat cu cârlige de cupru la capetele dinspre nervi. De fiecare picior a legat o altă sârmă, pe care a introdus-o în apa unei fântâni. În timpul unei furtuni a observat că fiecare fulgerare făcea ca picioarele de broască să aibă nişte convulsii. În timpul experienţelor a mai observat însă că picioarele de broască se contractau şi dacă sârma cu care le legase atingea un grilaj de fier care înconjura fântâna.
Verificarea ipotezelor
A presupus că aceste convulsii erau produse de electricitatea atmosferei, electricitate care există şi pe vreme calmă. Totuşi, ipoteza trebuia verificată, aşa că a decis să reia experimentele într-un spaţiu închis. Istoria spune că a pus piciorul broaştei pe o placă de fier pe care a atins-o cu cârligul de cupru legat de nervii măduvei. Contracţia muşchilor s-a produs şi de această dată. Cercetător cu vocaţie, Luigi Galvani a utilizat şi alte metale pentru confecţionarea cârligului. A obţinut acelaşi rezultat. A utilizat şi materiale izolante. Fenomenul de contracţie nu a mai apărut. A tras concluzia că smuciturile apar dacă picioarele sunt atinse cu metale diferite. Un an mai târziu, în 1791, a publicat eseul „Comentariu despre efectul electricităţii asupra mişcării muşchilor“, în care a descris experienţele efectuate susţinând că animalele au un „fluid electric animal“ care circulă prin muşchi şi nervi. Deşi prin această descoperire Luigi Galvani a pus bazele cercetărilor ulterioare din domeniul electrochimismului celular şi ale efectului electricităţii asupra ţesuturilor vii, ipoteza formulată de el nu era corectă.
Pila voltaică
Istoria spune că Alessandro Volta (1745-1827), la vremea aceea profesor la Universitatea din Pavia, a combătut ideea lui Galvani, dar această critică l-a ajutat să inventeze pila voltaică. Repetând experienţele acestuia, Volta a avansat ipoteza că originea curentului electric apărut când muşchiul este în contact cu două metale diferite nu este ţesutul organic, ci contactul între metale – şi a demonstrat această ipoteză înlocuind ţesutul broaştei cu bucăţele de hârtie înmuiate în soluţie salină, bună conductoare de electricitate, obţinând astfel curent electric. Aşadar, în experienţele lui Galvani, piciorul broaştei juca rolul de indicator al trecerii curentului electric, ca la un instrument de măsură. De altfel, instrumentele cu ac indicator pentru măsurarea curenţilor slabi sau a tensiunilor mici se numesc galvanometre, după numele lui Luigi Galvani. Mai mult, pila voltaică, inventată de Alessandro Volta pornind de la experienţele lui Luigi Galvani, marchează începutul unor multiple aplicaţii printre care realizarea electrolizei apei (descompunerea apei în oxigen şi hidrogen pur cu ajutorul curentului electric continuu furnizat de pila voltaică), apoi a separării sodiului (Na) şi potasiului (K) din sărurile lor şi, în sfârşit, a descoperirii efectului magnetic al curentului electric de către Oersted în 1820. Trebuie amintită, de asemenea, galvanoplastia, adică tehnica acoperirii unor corpuri cu straturi subţiri dintr-un metal: nichel – nichelarea, crom – cromarea, argint – argintarea, etc. Aşadar, aparent, o întâmplare a condus la deschiderea unei noi epoci în fizică. Doar aparent, deoarece Luigi Galvani desfăşura o activitate metodică de cercetare, care i-a permis să formuleze concluzii de o importanţă cu totul deosebită la vremea aceea.
Luigi Galvani s-a stins din viaţă pe 4 decembrie 1798, la Bologna.
http://gheorghe.manolea.ro
