Vuonna 1799 kreivi Rumford oli ehdottanut, että Lontooseen perustettaisiin ”Institution for Diffusing Knowledge” eli Royal Institution. Albemarle Streetin talo ostettiin huhtikuussa 1799. Rumfordista tuli laitoksen sihteeri, ja tohtori Thomas Garnett oli laitoksen ensimmäinen luennoitsija.
1802 James Gillrayn satiirinen pilapiirros, jossa näkyy Royal Institutionin luento pneumatiikasta, Davy pitelemässä puhallinta ja kreivi Rumford katselemassa äärioikealla. Luennoitsijana on tohtori Thomas Garnett, joka pitelee uhrin nenää.
Helmikuussa 1801 Davya haastatteli Royal Institutionin komitea, johon kuuluivat Joseph Banks, Benjamin Thompson (joka oli nimitetty kreivi Rumfordiksi) ja Henry Cavendish. Davy kirjoitti 8. maaliskuuta 1801 Davies Gilbertille Banksin ja Thompsonin tarjouksista, mahdollisesta muutosta Lontooseen ja lupauksesta rahoituksesta hänen galvanismia koskevalle työlleen. Hän mainitsi myös, ettei hän ehkä jatkaisi yhteistyötä Beddoesin kanssa terapeuttisten kaasujen parissa. Seuraavana päivänä Davy lähti Bristolista aloittaakseen uuden työnsä Royal Institutionissa, koska oli päätetty, että ”Humphry Davy otetaan Royal Institutionin palvelukseen kemian apulaisluennoitsijaksi, kemian laboratorion johtajaksi ja laitoksen lehtien apulaistoimittajaksi, että hänelle annetaan huone talossa, että hänet varustetaan hiilillä ja kynttilöillä ja että hänelle maksetaan palkkaa 100l. vuodessa.”
25. huhtikuuta 1801 Davy piti ensimmäisen luentonsa suhteellisen uudesta aiheesta ”galvanismi”. Hän ja hänen ystävänsä Coleridge olivat keskustelleet paljon inhimillisen tiedon ja edistyksen luonteesta, ja Davy antoi luennoillaan kuulijoilleen näkemyksen tieteellisten keksintöjen edistämästä inhimillisestä sivilisaatiosta. ”Se on antanut hänelle voimia, joita voi melkein kutsua luoviksi; ne ovat antaneet hänelle mahdollisuuden muokata ja muuttaa häntä ympäröiviä olentoja ja kokeillaan kuulustella luontoa voimalla, ei pelkästään oppineena, joka on passiivinen ja pyrkii vain ymmärtämään sen toimintoja, vaan pikemminkin mestarina, joka on aktiivinen omilla välineillään.” Ensimmäinen luento keräsi ylistäviä arvioita, ja kesäkuun luennolla Davy kirjoitti John Kingille, että hänen viimeiseen luentoonsa osallistui lähes 500 ihmistä. ”Oli hengitystä, typpioksiduulioksidia ja rajattomat suosionosoitukset. Aamen!” Davy nautti julkisesta asemastaan.
Davyn luennot sisälsivät tieteellisen tiedon ohella näyttäviä ja toisinaan vaarallisia kemiallisia demonstraatioita, ja nuori ja komea mies esitti ne huomattavan näyttävästi. Davy sisällytti luentoihinsa myös sekä runollisia että uskonnollisia kommentteja korostaen, että Jumalan suunnitelma paljastui kemiallisissa tutkimuksissa. Uskonnolliset kommentit olivat osittain yritys vedota hänen kuulijakuntansa naisiin. Davy, kuten monet hänen valistusajan aikalaisensa, kannatti naisten koulutusta ja naisten osallistumista tieteelliseen toimintaan, ja hän jopa ehdotti, että naiset otettaisiin mukaan Royal Societyn iltatilaisuuksiin.Davy sai suuren naispuolisen kannattajakunnan ympäri Lontoota. Gillrayn satiirisessa pilapiirroksessa lähes puolet osallistujista on naisia. Hänen tukensa naisille aiheutti sen, että Davy joutui huomattavien juorujen ja vihjailujen kohteeksi ja että häntä kritisoitiin epämiehekkääksi.
Kun Davyn galvanismia koskeva luentosarja päättyi, hän siirtyi uuteen maatalouskemiaa käsittelevään luentosarjaan, ja hänen suosionsa jatkoi huimaa nousuaan. Kesäkuussa 1802, reilun vuoden kuluttua ja 23-vuotiaana, Davy nimitettiin Ison-Britannian kuninkaallisen instituutin varsinaiseksi luennoitsijaksi. Garnett erosi hiljaa terveydellisiin syihin vedoten.
Marraskuussa 1804 Davysta tuli Royal Societyn jäsen, jonka puheenjohtajana hän myöhemmin toimi. Hän oli yksi Geologisen seuran perustajajäsenistä vuonna 1807, ja hänet valittiin Ruotsin kuninkaallisen tiedeakatemian ulkomaalaiseksi jäseneksi vuonna 1810 ja Amerikan taide- ja tiedeakatemian ulkomaalaiseksi kunniajäseneksi vuonna 1822.
Valokuvasuurennosten varhainen tuotantoEdit
Kesäkuussa 1802 Davy julkaisi Ison-Britannian kuninkaallisen laitoksen Journals of the Royal Institution of Great Britain -lehden ensimmäisessä numerossaan An Account of a Method of a Copying Paintings on Glass, and of Making Profiles, by the Agency of Light upon Nitrate of Silver. Keksijä T. Wedgwood, Esq. With Observations by H. Davy in which he described their experiments with the photosensitivity of silver nitrate. Hän kirjasi, että ”aurinkomikroskoopin avulla tuotetut pienten esineiden kuvat voidaan kopioida vaikeuksitta valmistetulle paperille”. Josef Maria Eder mainitsee teoksessaan History of Photography Wedgwoodin ”maailman ensimmäiseksi valokuvaajaksi”, koska hän sovelsi hopeanitraatin ominaisuutta kuvien valmistukseen, mutta ehdottaa, että Davy oli se, joka toteutti ajatuksen valokuvauksen suurentamisesta käyttämällä aurinkomikroskooppia kuvien heijastamiseksi herkistyneelle paperille. Kumpikaan ei löytänyt keinoa kuviensa kiinnittämiseen, eikä Davy enää käyttänyt aikaansa näiden valokuvauksen varhaisten keksintöjen edistämiseen. Aurinkovalaistuksen avulla tapahtuvan kuvaprojisoinnin periaatetta sovellettiin varhaisimman valokuvasuurennuslaitteen, ”aurinkokameran”, rakentamiseen.’
Uusien alkuaineiden löytäminenEdit
Natriummetalli, noin 10 g, öljyn alla
Voltahippu
Magnesiummetallikiteitä
Davy oli edelläkävijä elektrolyysin alalla, joka käytti voltahippua halkaisemaan tavanomaisia yhdisteitä ja valmistamaan sitä kautta monia uusia alkuaineita. Hän jatkoi sulatettujen suolojen elektrolyysia ja löysi useita uusia metalleja, muun muassa natriumia ja kaliumia, erittäin reaktiivisia alkuaineita, jotka tunnetaan alkalimetalleina. Davy löysi kaliumin vuonna 1807 ja johdatti sen kaustisesta kaliumhydroksidista (KOH). Ennen 1800-lukua kaliumia ja natriumia ei ollut erotettu toisistaan. Kalium oli ensimmäinen metalli, joka eristettiin elektrolyysillä. Davy eristi natriumin samana vuonna johtamalla sähkövirran sulan natriumhydroksidin läpi.
Kalsiumin, magnesiumin, strontiumin ja bariumin löytäminenEdit
Vuoden 1808 alkupuoliskolla Davy suoritti sarjan muita elektrolyysikokeita emäksisillä maametalleilla, joihin kuuluivat mm. kalkki, magnesia, strontiitit ja barytit. Kesäkuun alussa Davy sai ruotsalaiselta kemistiltä Berzeliukselta kirjeen, jossa hän väitti yhdessä tohtori Pontinin kanssa saaneensa menestyksekkäästi kalsiumin ja bariumin amalgaameja elektrolysoimalla kalkkia ja baryyttiä elohopeakatodin avulla. Davy onnistui toistamaan nämä kokeet menestyksekkäästi lähes välittömästi ja laajensi Berzeliuksen menetelmän koskemaan strontiittia ja magnesiittia. Hän totesi, että vaikka nämä amalgaamat hapettuivat vain muutamassa minuutissa, kun ne altistettiin ilmalle, ne saattoivat säilyä pitkiä aikoja, kun ne upotettiin naftaan, ennen kuin ne peittyivät valkoisen kuoren alle. 30. kesäkuuta 1808 Davy ilmoitti Royal Societylle, että hän oli onnistunut eristämään neljä uutta metallia, jotka hän nimesi bariumiksi, kalsiumiksi, strontiumiksi ja magniumiksi (myöhemmin muutettu muotoon magnesium), jotka julkaistiin sittemmin Filosofisessa aikakauskirjassa. Vaikka Davy myönsi, että magnium oli ”epäilemättä vastenmielinen” nimi, hän väitti, että sopivampaa nimeä magnesium käytettiin jo metallisesta mangaanista, ja halusi välttää epäselvän termin luomista.Näistä kokeista kerätyt havainnot johtivat myös siihen, että Davy eristi boorin vuonna 1809.
Kloorin löytäminenEdit
Kloorin löysi vuonna 1774 ruotsalainen kemisti Carl Wilhelm Scheele, joka kutsui sitä ”deflogistiseksi merihapoksi” (ks. flogistoniteoria) ja luuli sen virheellisesti sisältävän happea. Davy osoitti, että Scheelen aineesta muodostunut happo, jota kutsuttiin tuolloin nimellä oksimuraattinen happo, ei sisältänyt happea. Tämä löytö kumosi Lavoisierin määritelmän, jonka mukaan hapot ovat happiyhdisteitä. Vuonna 1810 kloorille antoi nykyisen nimensä Humphry Davy, joka vaati, että kloori oli itse asiassa alkuaine. Kloorin nimi, jonka Davy valitsi ”yhden ilmeisen ja tunnusomaisen ominaisuutensa – sen värin” vuoksi, tulee kreikan kielen χλωρος (chlōros) sanasta, joka tarkoittaa vihreänkeltaista.
Laboratorio-onnettomuusMuutos
Davy loukkasi itsensä vakavasti laboratorio-onnettomuudessa typpitrikloridin kanssa. Ranskalainen kemisti Pierre Louis Dulong oli valmistanut tämän yhdisteen ensimmäisen kerran vuonna 1811 ja menettänyt kaksi sormea ja silmän kahdessa erillisessä räjähdyksessä sen kanssa. Kirjeessään John Childrenille 16. marraskuuta 1812 Davy kirjoitti: ”Sitä on käytettävä suurella varovaisuudella. Ei ole turvallista tehdä kokeita nuppineulan päätä suuremmalla pallolla. Minua on haavoittanut vakavasti palanen, joka on tuskin suurempi. Näköni ei kuitenkaan, kuten minulle on kerrottu, vahingoitu”. Davyn tapaturma sai hänet palkkaamaan Michael Faradayn työtoverikseen, joka auttoi häntä erityisesti käsinkirjoittamisessa ja kirjanpidossa. Hän oli toipunut vammoistaan huhtikuuhun 1813 mennessä.
Euroopan matkatEdit
Sir Humphry Davy by Thomas Lawrence
Timanttikristalli matriksissaan
Vuonna 1812 Davy lyötyyn lyötiin renessanssin ritariksi ja hän luopui luennoitsijatehtävästä Kuninkaallisessa instituutissa. Hän sai kemian kunniaprofessorin arvonimen. Hän piti jäähyväisluennon instituutiolle ja meni naimisiin varakkaan lesken Jane Aprecen kanssa. (Vaikka Davyn yleisesti tunnustettiin olleen uskollinen vaimolleen, heidän suhteensa oli myrskyisä, ja myöhempinä vuosina hän matkusti yksin Manner-Euroopassa.)
Davy julkaisi sitten teoksensa Kemian filosofian alkeet, osa 1, nide 1, vaikkakaan muita osia ei koskaan valmistunut. Hän teki muistiinpanoja toista painosta varten, mutta sitä ei koskaan tarvittu. Lokakuussa 1813 hän ja hänen vaimonsa sekä hänen tieteellinen avustajansa Michael Faraday (jota kohdeltiin myös palvelijana) matkustivat Ranskaan noutamaan toisen painoksen prix du Galvanisme -mitalin, jonka Napoleon Bonaparte oli myöntänyt Davylle hänen sähkökemiallisista töistään. Faraday totesi, että ”on todellakin outoa uskaltautua tähän aikaan vieraaseen ja vihamieliseen maahan, jossa kunniaväitteisiin kiinnitetään niin vähän huomiota, että pienikin epäilys riittäisi erottamaan meidät lopullisesti Englannista ja kenties elämästä”. Davyn seurue purjehti Plymouthista kartellilla Morlaixiin, jossa heidät tutkittiin.
Pariisiin päästyään Davy oli kunniavieraana Institut de Francen ensimmäisen luokan kokouksessa ja tapasi André-Marie Ampèren ja muita ranskalaisia kemistejä.
Pariisissa ollessaan Davy osallistui Ecole Polytechniquen luennoille, joihin kuului muun muassa Joseph Louis Gay-Lussacin luennot Bernard Courtois’n eristämästä mystisestä aineesta. Davy kirjoitti Royal Societylle artikkelin alkuaineesta, jota nykyään kutsutaan jodiksi. Tämä johti Davyn ja Gay-Lussacin väliseen kiistaan siitä, kenellä oli etusija tutkimuksessa.
Davyn seurue ei tavannut Napoleonia henkilökohtaisesti, mutta he vierailivat keisarinna Joséphine de Beauharnais’n luona Château de Malmaisonissa. Seurue lähti Pariisista joulukuussa 1813 ja matkusti etelään Italiaan. He viipyivät Firenzessä, jossa Davy onnistui Faradayn avustuksella tehdyssä koesarjassa Toscanan suurherttuan polttolasin avulla sytyttämään timantin auringon säteiden avulla ja osoittamaan, että timantti koostuu puhtaasta hiilestä.
Davyn seurue jatkoi matkaa Roomaan, jossa hän teki kokeita jodista ja kloorista sekä antiikin maalauksissa käytetyistä väreistä. Kyseessä oli ensimmäinen taiteilijoiden käyttämien pigmenttien kemiallinen tutkimus.
Hän vieraili myös Napolissa ja Vesuviuksella, jossa hän keräsi näytteitä kiteistä. Kesäkuussa 1814 he olivat Milanossa, jossa he tapasivat Alessandro Voltan, ja jatkoivat sitten pohjoiseen Geneveen. He palasivat Italiaan Münchenin ja Innsbruckin kautta, ja kun heidän suunnitelmansa matkustaa Kreikkaan ja Istanbuliin hylättiin Napoleonin paettua Elbasta, he palasivat Englantiin.
Waterloon taistelun jälkeen Davy kirjoitti lordi Liverpoolille kehottaen kohtelemaan ranskalaisia ankarasti:
My Lord, minun ei tarvitse sanoa Teidän Lorduudellenne, että Pariisin kapitulaatio ei ole sopimus; jottei kaikki, mikä kuuluu tuon Ranskan pääkaupungin & tulevaan tilaan, olisi avoinna keskustelulle & siitä, & että Ranska on valloitettu maa. Liittoutuneiden velvollisuus on antaa hänelle suppeammat rajat, jotka eivät saa loukata muiden kansojen luonnollisia rajoja. heikentää häntä Italian, Saksan & Flanderin puolella. Ottaa häneltä takaisin maksuilla se rikkaus, jonka hän on hankkinut niiden avulla, sallia hänen pitää itsellään mitään, mitä tasavaltalaiset tai keisarilliset armeijat ovat varastaneet: Tätä jälkimmäistä velvollisuutta vaatii yhtä lailla politiikka kuin oikeus.
– Sir Humphry Davy, Kirje lordi Liverpoolille
Davyn lamppuEdit
Davyn lamppu
Davyn patsaan patsas Penzancessa, Cornwallissa, kädessään hänen turvalamppunsa
Palattuaan Englantiin vuonna 1815 Davy alkoi kokeilla lamppuja, joita voitaisiin käyttää turvallisesti hiilikaivoksissa. Sunderlandin Bishopwearmouthissa asuva pastori tohtori Robert Gray, hiilikaivosonnettomuuksien ehkäisyjärjestön (Society for Preventing Accidents in Coalmines) perustaja, oli kirjoittanut Davylle ja ehdottanut, että Davy voisi käyttää ”laajoja kemiallista tietämystään” ratkaistakseen kaivosräjähdykset, jotka aiheutuivat kaivoslampusta eli hapen kanssa sekoittuneesta metaanista, joka usein syttyi kaivostyöläisten tuolloin käyttämien lamppujen avoimista liekeistä. Newcastlen lähellä vuonna 1812 tapahtuneen Fellingin kaivoksen onnettomuuden kaltaiset tapaukset, joissa 92 miestä sai surmansa, aiheuttivat suuria menetyksiä kaivostyöläisten keskuudessa ja merkitsivät myös sitä, että heidän leskiään ja lapsiaan jouduttiin tukemaan julkisista varoista. Pastori Gray ja hänen kollegansa, Jarrow’n pastori John Hodgson, joka myös työskenteli koillisella kaivosalueella, halusivat, että maanalaisen valaistuksen ja erityisesti kaivostyöläisten käyttämien lamppujen parantamiseksi ryhdyttäisiin toimenpiteisiin.
Davy keksi käyttää rautaharsoa, jolla lampun liekki voitaisiin sulkea sisäänsä ja estää siten lampun sisällä palavan metaanin kulkeutuminen yleiseen ilmakehään. Vaikka turvalampun idean olivat jo esitelleet William Reid Clanny ja tuolloin tuntematon (mutta myöhemmin hyvin kuuluisa) insinööri George Stephenson, Davyn käyttämää rautaharsoa liekin leviämisen estämiseksi käyttivät monet muut keksijät myöhemmissä suunnitelmissaan. George Stephensonin lamppu oli hyvin suosittu koillisilla hiilikentillä, ja siinä käytettiin samaa periaatetta, jolla estettiin liekin pääsy ilmakehään, mutta eri keinoin. Valitettavasti uusi harsolamppumalli näytti aluksi tarjoavan suojaa, mutta se antoi paljon vähemmän valoa ja heikkeni nopeasti useimpien kaivosten kosteissa olosuhteissa. Harson ruostuminen teki lampusta nopeasti vaarallisen, ja tulilamppuräjähdysten aiheuttamien kuolemantapausten määrä nousi entisestään.
Keskusteltiin jonkin verran siitä, oliko Davy keksinyt lamppunsa periaatteet ilman Smithson Tennantin työtä, mutta yleisesti oltiin yhtä mieltä siitä, että molempien miesten työ oli ollut riippumatonta. Davy kieltäytyi patentoimasta lamppua, ja sen keksiminen johti siihen, että hänelle myönnettiin Rumfordin mitali vuonna 1816.
Happo-emästutkimuksetEdit
Vuonna 1815 Davy esitti, että hapot olivat aineita, jotka sisälsivät korvattavissa olevia vetyioneja;- vetyä, joka voitiin korvata osittain tai kokonaan reaktiivisilla metalleilla, jotka sijoittuvat vedyn yläpuolelle reaktiivisuussarjassa. Kun hapot reagoivat metallien kanssa, ne muodostivat suoloja ja vetykaasua. Emäkset olivat aineita, jotka reagoivat happojen kanssa muodostaen suoloja ja vettä. Nämä määritelmät toimivat hyvin suurimman osan 1800-luvusta.