У 1905 р Альберт Ейнштейн опублікував роботу про броунівському русі, в якій були дані теоретичні обгрунтування молекулярної гіпотези. Він дав певні кількісні передбачення, проте необхідні для їх перевірки експерименти вимагали настільки великої точності, що Ейнштейн сумнівався в їх здійсненності. З 1908 по 1913 р Перрен (спочатку не знаючи про роботу Ейнштейна) виконав найтонші спостереження над броунівським рухом, які підтвердили передбачення Ейнштейна.
Перрен зрозумів, що якщо рух зважених часток викликається зіткненнями з молекулами, то, грунтуючись на добре відомих газових законах, можна передбачити їх середні зміщення за певний проміжок часу, якщо знати їх розмір, щільність і деякі характеристики рідини (наприклад, температуру і щільність). Вимагалося лише правильно узгодити ці передбачення з вимірами, і тоді з'явилося б вагоме підтвердження існування молекул. Однак отримати частинки потрібних розмірів і однорідності було не так просто. Після багатьох місяців копіткої центрифугування Перрену вдалося виділити кілька десятих грама однорідних частинок гуммигута (жовтуватого речовини, одержуваного з молочного соку рослин). Після вимірювання характеристик броунівського руху цих частинок результати виявилися цілком відповідними молекулярної теорії.
Розподіл кінцевих точок горизонтальних зміщень частинки камеді, перенесених паралельно самим собі так, щоб почала всіх зсувів перебували в центрі кола, опубліковане в роботі Перрена Броунівський рух і реальність молекул [12].
Перрен також вивчав седиментацію, або осідання, найдрібніших зважених часток. Якщо молекулярна теорія вірна, міркував він, частки, розміри яких менше певного, зовсім не будуть опускатися на дно посудини: спрямована вгору компонента імпульсу, отриманого в результаті зіткнень з молекулами, буде постійно протидіяти спрямованої вниз силі тяжіння. Якщо суспензія не береться збурень, то в кінці кінців встановиться седиментационном рівновагу, після чого концентрація часток на різній глибині не змінюватиметься. Якщо властивості суспензії відомі, то можна передбачити рівноважний розподіл по вертикалі.
Перрен провів кілька тисяч спостережень, досить витончено й дотепно користуючись мікроскопічної технікою і підраховуючи число часток на різній глибині в одній краплі рідини з кроком по глибині всього у дванадцять сотих міліметра. Він виявив, що концентрація часток в рідині експоненціально убуває із зменшенням глибини, причому числові характеристики настільки добре узгоджувалися з передбаченнями молекулярної теорії, що результати його дослідів були широко визнані як вирішальне підтвердження існування молекул. Пізніше він придумав способи вимірювання не тільки лінійних зміщень частинок в броунівському русі, але і їх обертання. Дослідження Перрена дозволили йому обчислити розміри молекул і число Авогадро, тобто число молекул в одному молі (кількості речовини, маса якого, виражена в грамах, чисельно дорівнює молекулярній вазі цієї речовини). Він перевірив отримане ним значення числа Авогадро за допомогою п'яти різних типів спостережень і знайшов, що вона задовольняє їм усім з урахуванням мінімальної експериментальної помилки. (Прийняте нині значення цього числа становить приблизно 6,02 · 1 023; Перрен отримав величину на 6% вищу.) До 1913 р, коли він підсумовував вже численні до того часу свідоцтва дискретної природи матерії у своїй книзі Les Atomes - «Атоми» [13] реальність існування як атомів, так і молекул була визнана майже повсюдно.
У 1926 р Перрен отримав Нобелівську премію з фізики «за роботу з дискретної природу матерії і особливо за відкриття седиментационного рівноваги» [8].
4.2Теодор Сведберг - визначення розмірів білкової молекули
Шведський хімік Теодор Сведберг всього через 3 роки після вступу в Упсальський університет отримує докторський ступінь за дисертацію про колоїдних системах.
Колоїдні системи являють собою суміш, у якій дрібні частки однієї речовини розсіяні в іншому речовині. Колоїдні частки крупніше, ніж частинки істинних розчинів, але не настільки, щоб їх можна було розглядати під мікроскопом або щоб вони випадали в осад під дією сили тяжіння. Їх розміри варіюються від 5 нанометрів до 200 нанометрів. Прикладами колоїдних систем є «індійські чорнило» (частки вугілля у воді), дим (тверді частинки в повітрі) і молочний жир (крихітні кульки жиру у водяному розчині). У докторській дисертації Сведберг описав новий спосіб застосування коливальних електричних розрядів між металевими електродами, розташованими в рідині, з метою отримання відносно чистих колоїдних розчинів металів. Для раніше прийнятого способу із застосуванням постійного струму була характерна висока ступінь забрудненості.
У 1912 р Сведберг став першим в Упсальському університеті викладачем фізичної хімі...
