1930'lu yılların başında Amerikan kimya şirketi DuPont, o dönem için alışılmadık bir karar aldı. Şirket, doğrudan ticari ürün geliştirme amacı taşımayan temel araştırmalar yapmak üzere bir laboratuvar kurdu ve bu laboratuvarın başına Harvard Üniversitesi'nde kimya dersleri veren genç bir bilim insanı olan Wallace Carothers'ı getirdi. Carothers'a verilen görev, polimer adı verilen dev moleküllerin nasıl oluştuğunu anlamaktı. O dönemde polimerlerin gerçekten uzun molekül zincirlerinden mi oluştuğu, yoksa küçük moleküllerin gevşek kümeleri mi olduğu hâlâ tartışılıyordu.

Carothers ve ekibi, küçük molekülleri adım adım birbirine bağlayarak uzun zincirler oluşturmanın yollarını sistematik biçimde araştırdı. Bu çalışmalar, polimerlerin gerçekten de birbirine güçlü kimyasal bağlarla bağlanmış uzun zincirlerden oluştuğu görüşünü güçlendirdi. Carothers'ın ekibi bu süreçte, bugün sentetik kauçuk olarak bilinen bir malzemenin geliştirilmesine de katkıda bulundu. Ancak ekibin asıl hedefi, ipeğe benzeyen sentetik bir lif üretmekti. O dönemde ipek, kadın çoraplarının başlıca hammaddesiydi ve büyük ölçüde Japonya'dan ithal ediliyordu.

Araştırmalar sırasında ekip üyelerinden biri, laboratuvarda ilginç bir gözlem yaptı. Erimiş hâldeki bir polimeri bir cam çubukla çekerek uzattığında, ince ve parlak bir lif elde ettiğini fark etti. Daha da önemlisi, bu lif soğuduktan sonra çekildiğinde uzuyor ve çok daha güçlü hâle geliyordu. Anlatılanlara göre araştırmacılar, laboratuvar koridorlarında bu lifleri çekerek kimin daha uzun lif elde edebileceğini görmek için bir tür yarış yaptı. Bu eğlenceli görünen deney, polimer zincirlerinin çekilerek aynı yönde dizildiğinde malzemenin çok daha dayanıklı hâle geldiğini gösteriyordu.

Ancak ilk elde edilen lifler, pratik kullanım için uygun değildi. Bazıları çok düşük sıcaklıklarda eriyor, bazıları suda bozuluyordu. Ekip, farklı başlangıç maddeleri deneyerek sonunda 1935 yılında hem dayanıklı hem de sıcağa ve suya karşı kararlı bir polimer üretmeyi başardı. Bu polimer, kömürden, sudan ve havadan elde edilebilen maddelerden üretiliyordu. Şirket, yeni malzemeye naylon adını verdi. Naylon, tamamen laboratuvarda tasarlanarak üretilen ve ticari başarı kazanan ilk sentetik liflerden biri oldu.

Naylonun ilk ticari ürünlerinden biri, aslında diş fırçası kıllarıydı. Ancak naylonu asıl üne kavuşturan ürün, kadın çorapları oldu. 1940 yılında naylon çoraplar Amerika'da satışa sunulduğunda büyük bir ilgiyle karşılandı. İlk satış günlerinde mağazaların önünde uzun kuyruklar oluştu ve stoklar kısa sürede tükendi. Naylon çoraplar, ipek çoraplardan daha dayanıklı ve daha ucuzdu. Bu başarı, sentetik malzemelerin günlük yaşamın bir parçası hâline gelmesinde önemli bir dönüm noktası oldu.

İkinci Dünya Savaşı, naylonun öyküsünde yeni bir dönem başlattı. Amerika savaşa girdiğinde naylon üretiminin büyük bölümü askerî ihtiyaçlara yönlendirildi. Paraşütler, çadırlar, halatlar ve uçak lastiklerinin bazı bölümleri naylondan üretilmeye başlandı. Japonya'dan ipek ithalatının durması da naylonu stratejik bir malzeme hâline getirdi. Savaş yıllarında naylon çoraplar o kadar kıt hâle geldi ki karaborsada satılmaya başlandı. Savaşın sona ermesinin ardından naylon çorapların yeniden satışa çıkması, bazı şehirlerde mağaza önlerinde izdihamlara yol açtı.

Naylonun başarısının arkasındaki bilimsel ilke, polimer zincirleri arasındaki etkileşimlerdir. Naylon zincirleri, birbirlerine hidrojen bağlarıyla tutunur. Lif çekilerek gerildiğinde zincirler aynı yönde düzenli biçimde dizilir ve bu bağlar zincirleri sıkıca bir arada tutar. Bu yapı, naylona hem esneklik hem de yüksek dayanıklılık kazandırır. Kimyacılar, kullanılan başlangıç maddelerini değiştirerek farklı özelliklerde naylon türleri üretebilir. Bugün naylon, giysilerden halılara, makine parçalarından balık ağlarına kadar sayısız üründe kullanılmaktadır.

Ne yazık ki Carothers, buluşunun yarattığı büyük etkiyi göremedi. Uzun yıllar boyunca ağır bir depresyonla mücadele eden bilim insanı, naylonun piyasaya çıkmasından önce, 1937 yılında genç yaşta hayatını kaybetti. Carothers'ın polimerlerin yapısına ilişkin kuramsal katkıları, polimer biliminin temellerini atan çalışmalar arasında kabul edilir. Onun çalışmalarının, polimerlerin gerçekten dev moleküller olduğu görüşünün yerleşmesinde önemli bir payı vardır.

Naylonun öyküsü, temel araştırmaya yapılan yatırımın nasıl beklenmedik ve son derece değerli sonuçlar doğurabileceğini gösteren klasik bir örnektir. DuPont'un Carothers'a verdiği görev, doğrudan bir ürün geliştirmek değil, polimerlerin doğasını anlamaktı. Ancak bu temel bilgi, şirkete ve dünyaya devrim niteliğinde bir malzeme kazandırdı. Bu deneyim, pek çok şirketin araştırma laboratuvarlarına bakışını etkiledi.

Naylon ve diğer sentetik liflerin yaygınlaşmasının çevresel sonuçları da bugün daha iyi anlaşılmaktadır. Sentetik lifler doğada kolayca parçalanmaz. Sentetik giysilerin yıkanması sırasında kopan küçük lifler, atık sular aracılığıyla denizlere ulaşarak mikroplastik kirliliğine katkıda bulunur. Denizlerde terk edilen naylon balık ağları ise deniz canlıları için ciddi bir tehdit oluşturur. Bu sorunlara karşı, eski balık ağlarının toplanarak yeniden naylon üretiminde kullanılması gibi geri dönüşüm girişimleri geliştirilmektedir.

Kömürden, sudan ve havadan üretilen naylon, insanlığın doğadaki malzemeleri taklit etmekle yetinmeyip onları aşabilecek yeni malzemeler tasarlayabileceğini göstermiştir. Ancak bu malzemelerin yaşam döngüsünün tamamını düşünmek, günümüzün en önemli sorumluluklarından biridir.