phần lớn các lập luận của ông. Kettering và Midgley được cấp bằng sáng chế phụ gia tỉ lệ cao của họ, với các vấn đề phức tạp về nguồn cung, họ đã chuyển sang nghiên cứu một phụ gia tỉ lệ thấp. Vào năm 1921, sau một vài năm nản lòng vì không có đột phá nào, họ bắt đầu nghiên cứu các hợp chất của một số nguyên tố của nhóm 16 trong bảng tuần hoàn. Nhóm 16, nhóm oxy, bao gồm oxy là nguyên tố 8, lưu huỳnh là nguyên tố 16, selen là nguyên tố 34, và Tellurium là nguyên tố 52. Trên một chuyến tàu đến New York vào cuối tháng 2 năm 1921, Kettering đã đọc một câu chuyện trên tờ Associated Press về một giáo sư hóa học ở Wisconsin phát hiện ra rằng hợp chất selenium oxychloride gần như là thứ mà tờ AP gọi là “dung môi vạn năng.”[38] Câu chuyện kể rằng nó thậm chí đã hòa tan Bakelite, thứ nhựa tổng hợp đầu tiên trên thế giới, mà người bạn và đồng nghiệp người Mỹ gốc Bỉ của Kettering, là Leo Baekeland đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1909. Baekeland tuyên bố trong thông báo của mình về nhựa mới, được làm từ acid carbolic (phenol) và formaldehyde, rằng nó “không thể bị hòa tan trong tất cả các dung môi.”[39] Hai nhà khoa học từ lâu đã thích một trò đùa ngầm giữa họ về những gì có thể hòa tan, rằng không có vật chứa nào trên thế giới có thể
chứa một dung môi thực sự vạn năng. Đó là lý do khiến câu chuyện của AP thu hút sự chú ý của Kettering.[40] Đến Detroit, ông đề nghị Midgley thử nghiệm selenium oxychloride như một chất chống kích nổ hay tạo tiếng gõ. Oxy và clo đều làm tăng tiếng gõ, nhưng lúc đó Midgley đã tuyệt vọng đến mức có chất phụ gia chống kêu nào ông cũng sẽ đồng ý dùng thử. Khám phá các hợp chất nitơ, ông và nhóm của mình đã thử anilin, một loại thuốc nhuộm từ than đá, nó có kìm nén tiếng gõ nhưng tạo ra khí thải có mùi như cá thối. Selenium hóa ra hoạt động tốt hơn năm lần so với anilin nhưng có mùi như củ cải thối. Di chuyển lên bảng tuần hoàn của những mùi hôi thối này, họ đã thử tellurium. Trong khi nó hoạt động tốt hơn 20 lần so với anilin, nguyên tố này có mùi được ví như “tỏi của quỷ Satan.”[41] Mùi hôi, một trong số họ nhớ lại, “đã thâm nhập vào cả cơ thể nhóm nghiên cứu và trên quần áo của họ. Họ không thể rửa sạch hết mùi, nước làm cho mùi hôi còn nặng hơn. Mùi tệ đến nỗi bất cứ ai làm việc với tellurium gần như là một kẻ bị xã hội ruồng bỏ.”[42] May mắn thay cho khứu giác của thế giới, selenium và tellurium quá hiếm để thương mại hóa làm phụ gia trong nhiên liệu động cơ. Kettering, trong một trong những cuộc nói chuyện về kỹ thuật của mình, đã nói một cách thiếu kiên nhẫn về việc đồng nghiệp của ông có xu hướng khái niệm hóa các hợp chất hóa học một cách trừu tượng. “Luôn luôn có một rắc rối với tất cả các công việc lý thuyết của chúng tôi,” ông cảnh báo họ. “Chúng ta coi [một] phân tử như thể nó chỉ đơn giản là một khái niệm để suy nghĩ và thảo luận.” Ngược lại, ông nói, “những thứ này là vật chất có thật, và sự kết hợp và phân hủy của những thứ này là vật lý thực sự.” Các phân tử là bất cứ điều gì trừ sự trừu tượng. Ví dụ, ông cho biết, “chúng ta càng có nhiều nguyên tử carbon trong các hợp chất thì nhiên liệu sẽ trở nên càng nặng.”[43] Quan điểm thực tế đó hiện đã định hướng nhóm Midgley theo đuổi một hợp chất chống tiếng gõ trong động cơ. Một trong những chuyên gia tư vấn của họ, một nhà hóa học ở MIT tên là Robert E. Wilson, đã chỉ cho Midgley một bảng tuần hoàn mà ông xây dựng trên một nguyên tắc tổ chức khác với nguyên tắc tương đồng hóa học của Dmitri Mendeleev. Bảng Wilson nhấn mạnh vào những sự tương đồng hóa học quan trọng đối với hóa hữu cơ.(26)
“Tom đã rất thích thú với điều này,” Wilson nhớ lại, “đặc biệt là khi ông tin rằng các đặc tính chống gõ của các tác nhân khác nhau chủ yếu là đặc tính của các nguyên tố và ông nhận ra một số dấu hiệu cho thấy tác dụng chống gõ của một nguyên tố có thể dự đoán được với vị trí của nó trong bảng tuần hoàn.”[44] Quy luật của Midgley về mùi hôi thối ngày càng nồng nặc hơn tương ứng với hiệu quả ngăn chặn tiếng gõ ngày càng tăng là đầu mối quan trọng. Khi họ thí nghiệm lần lượt với các hợp chất nặng hơn vào năm 1921, họ đã lập biểu đồ cho các hiệu ứng chống gõ trên một tấm bảng lớn. “Theo cảm nhận ban đầu của chúng tôi thì dường như đây là một nhiệm vụ vô vọng,” Midgley nhớ lại, “trên phạm vi nhiều năm và tiêu tốn một khoản tiền đáng kể, nhanh chóng biến thành một ‘cuộc săn cáo’. Các dự đoán cuối cùng bắt đầu chính xác thay vì tan biến như bong bóng xà phòng.”[45] Trong mỗi nhóm của Wilson - các nhóm flo, oxy, nitơ và carbon - việc chống tiếng gõ hiệu quả hơn với số lượng nguyên tử tăng dần. Họ thử thiếc tetraethyl vào cuối tháng 10 với kết quả tốt, nhưng thí nghiệm xa hơn vào tháng 11 lại loại bỏ hợp chất này vì nó gây ra một loại tiếng gõ khác trước khi đánh lửa. Và rồi họ đến nguyên tử cuối cùng trong nhóm carbon: chì. Chì không hòa tan trong xăng. Đưa chì vào hợp chất chì tetraethyl đã cải thiện khả năng hòa tan của nó. Việc đó không dễ thực hiện, nhưng đến sáng thứ Sáu ngày 9 tháng 12 năm 1921, họ đã sản xuất đủ số lượng để thí nghiệm. T. A. Boyd, kỹ sư tiến hành thử nghiệm, đã nhớ lại buổi sáng một cách sinh động: Với những người đang làm việc với nỗ lực tập trung xung quanh động cơ [thử nghiệm một xi-lanh], nó chạy bằng nhiên liệu có chứa rất nhỏ lượng chì tetraethyl được thêm vào hoàn toàn theo phỏng đoán. Và động cơ chạy êm ru hoàn toàn không có tiếng gõ. Một lượng nhiên liệu không được xử lý tương đương được đổ vào sau đó, cắt giảm nồng độ của hợp chất mới làm đôi. Vẫn không hề có tiếng gõ. Quá trình giảm một nửa nồng độ chì tetra ethyl được lặp đi lặp lại nhiều lần, với người quan sát ngày càng phấn khích sau mỗi lần pha loãng dung dịch. Cuối cùng, tác nhân khử tiếng gõ là chì tetraethyl có hiệu quả gấp 50 lần anilin được sử dụng rất nhiều trong các nghiên cứu trước đó.[46]
Chỉ khi họ pha loãng xăng pha chì với tỉ lệ 1/1000 thì mới lại tạo ra hiện tượng gõ. Midgley vội vã báo cáo với Kettering, ông nói rằng ngày hôm đó là điều xúc động nhất trong toàn bộ sự nghiệp nghiên cứu của ông. [47] Hợp chất mới cần một tên gọi. Vì những lý do không bao giờ được tiết lộ, Kettering đã chọn cái tên “ethyl,” cái tên này gầy nhầm lẫn với cồn ethyl và bỏ qua ý nghĩa thực tế rằng nó là một hợp chất hòa tan của chì, từ lâu được biết đến là có độc.[48] Để phân biệt xăng ethyl với khí trắng không chì, họ đã nhuộm đỏ nó -