Revolusi Industri Kedua
Pewarna sintetis ditemukan oleh kimiawan Inggris William Henry Perkin tahun 1856. Pada waktu itu, kimia belum dianggap ilmu tersendiri. Saat itu masih terjadi kesulitan untuk menentukan penataan elemen-elemen dalam senyawa dan industri kimia masih sangat baru. Penemua Perkin yang tidak sengaja bermula ketika anilina dapat diubah sebagian menjadi campuran dimana
kemudian apabila diekstrak dengan alkohol akan menghasilkan produk berwarna ungu. Ia mengomersialisasikannya sebagai pewarna sintetis pertama di dunia.
Vulkanisasi karet oleh Charles Goodyear dan Thomas Hancock pada tahun 1840-an membukakan jalan bagi industri karet, terutama untuk manufaktur ban karet.
John Boyd Dunlop mengembangkan ban pneumatik pertama tahun 1887 di Belfast. Willie Hume mendemonstrasikan supremasi ban pneumatik buatan Dunlop tahun 1889.
Sepeda modern didesain oleh insinyur Inggris Harry John Lawson tahun 1876, meskipun John Kemp Starley-lah yang memproduksi sepeda secara komersial pertama kali beberapa tahun kemudian. Popularitasnya meningkat sehingga muncul ledakan sepeda tahun 1890an.
Jaringan jalan berkembang sangat baik para periode itu, menggunakan metode Makadam yang ditemukan oleh insinyur Skotlandia John Loudon McAdam, dan permukaan jalan keras dibangun untuk memenuhi kebutuhan pesepeda tahun 1890an. Tarmak modern dipatenkan oleh insinyur sipil Inggris Edgar Purnell Hooley tahun 1901.
Insinyur Jerman Karl Benz mematenkan mobil pertama di dunia tahun 1886. Mobil buatannya menggunakan roda kawat (tidak seperti kereta kuda yang memakai kayu) dengan mesin 4 langkah hasil desainnya sendiri diantara roda belakang, dilengkapi busi dan pendinginan evaporatif alih-alih radiator. Tenaganya disalurkan oleh 2 roller chain ke poros belakang. Kendaraan ini adalah mobil pertama yang
didesain untuk menghasilkan tenaganya sendiri. Benz mulai menjual kendaraannya (dengan nama Benz Patent Motorwagen) pada musim panas tahun 1888, menjadikannya mobil komersial pertama di dunia.
Henry Ford membuat mobil pertamanya tahun 1896 dan menjadi pionir dalam industri ini, dimana kemudian ia membuat perusahaannya sendiri bernama Ford Motor Company tahun 1903. Ford dan temannya di perusahaan bekerja keras mencari cara menaikkan produksi sampai pada skala dimana harganya bisa terjangkau bagi rata-rata pekerja. Solusinya kemudian dikembangkan Ford Motor dengan pabrik yang
sepenuhnya didesain ulang dengan peralatan mesin dan beberapa mesin khusus yang secara sistematis diletakkan dalam alur kerja. Semua gerak manusia yang tidak diperlukan dihapus dengan meletakkan alat-alat di tempat yang mudah dijangkau, dan juga digunakan konveyor yang memunculkan jalur perakitan. Proses lengkapnya disebut sebagai produksi massal. Hal ini menjadi yang pertama di dunia
ketika sebuah produk kompleks (terdiri dari 5000 bagian) diproduksi dalam jumlah ratusan ribu unit per tahunnya. Penghematan dari metode produksi massal memungkinkan turunnya harga Ford Model T dari $780 tahun 1910 menjadi $360 tahun 1916. Tahun 1924, 2 juta unit model T diproduksi dan dihargai $290 sebuah.
Sains terapan membuka banyak peluang. Pada pertengahan abad ke-19, mulai muncul pemahaman kimia dan pemahaman dasar termodinamika. Pada akhir abad ke-19, pemahaman kedua bidang ini sudah mendekati bentuknya saat ini. Prinsip-prinsip termodinamika digunakan dalam pengembangan kimia fisika. Pemahaman ilmu kimia memberikan dasar bagi pengembangan kimia inorganik dasar dan industri pewarna anilin.
Sains metalurgi berkembang berkat kerja keras Henry Clifton Sorby dan ilmuwan lainnya. Sorby memulai studi besi dan baja di bawah mikroskop, membukakan jalan bagi pemahaman logam dan produksi massal baja. Pada tahun 1863 ia menggunakan etching dengan asam untuk mempelajari struktur mikroskipik logam dan menjadi orang pertama yang memahami bahwa karbon dalam jumlah kecil namun presisi
akan meningkatkan kekuatan baja. Hal ini menjadi dasar bagi Henry Bessemer dan Robert Forester Mushet untuk mengembangkan metode produksi massal baja.
Proses lainnya juga dikembangkan untuk memurnikan berbagai elemen seperti kromium, molibdenum, titanium, vanadium dan nikel dimana dapat digunakan untuk membuat aloi dengan spesifikasi khusus, terutama dengan baja. Baja vanadium misalnya, kuat dan tahan lelah ("fatigue resistant") dan digunakan dalam otomotif. Baja aloi digunakan untuk bantalan bola yang digunakan pada sepeda tahun 1880-an. Bantalan bola dan rol juga digunakan dalam permesinan.
Hasil kerja Justus von Liebig dan August Wilhelm von Hofmann meletakkan dasar bagi industri kimia modern. Liebig dianggap sebagai "bapak industri pupuk" berkat penemuannya nitrogen sebagai nutrien tumbuhan yang penting. Hofmann memperkenalkan permodelan molekuler dan menjadi guru bagi Perkin yang menemukan pewarna sintetis pertama.
Ilmu termodinamika berkembang menjadi saat ini berkat Sadi Carnot, William Rankine, Rudolf Clausius, William Thomson, James Clerk Maxwell, Ludwig Boltzmann dan J. Willard Gibbs. Prinsip ilmiahnya diaplikasikan dalam berbagai perhitungan industri, termasuk perbaikan efisiensi boiler dan turbin uap. Hasil kerja Michael Faraday dan ilmuwan lain meletakkan dasar bagi pemahaman listrik.
Penemuan ilmuwan Skotlandia James Clerk Maxwell memulai era fisika modern. Pencapaiannya yang paling penting adalah merumuskan sejumlah persamaan yang menjelaskan listrik, magnet, dan optik sebagai manifestasi fenomena yang sama yang disebut medan elektromagnetik. Penyatuan fenomena cahaya dan listrik mengarah ke prediksi adanya gelombang radio dan menjadi basis untuk pengembangan teknologi radio oleh Hughes dan Marconi.
Maxwell sendiri juga mengembangkan fotografi warna tahun 1861 dan mempublikasikan perlakuan teori kontrol. Teori kontrol adalah dasar bagi pengendalian proses yang luas digunakan dalam otomasi, terutama untuk proses industri, mengontrol kapal dan pesawat. Teori kontrol dikembangkan untuk menganalisa fungsi regulator sentrifugal pada mesin uap. Regulator ini mulai digunakan pada akhir abad ke-18 pada
penggilingan angin dan air untuk memperbaiki posisi celah diantara batu giling dan diadopsi ke mesin uap oleh James Watt. Versi berikutnya digunakan untuk menstabilkan mekanisme otomatis teleskop dan mengatur kecepatan propeller dan kemudi kapal.
Justus von Liebig adalah orang pertama yang memahami pentingnya amoniak sebagai pupuk dan mempopulerkan pentingnya mineral anorganik untuk nutrisi tumbuhan. Di Inggris, ia mencoba untuk mengimplementasikan teorinya secara komersial dengan memperlakukan kalsium pirofosfat dengan asam sulfat. Pionir lainnya adalah John Bennet Lawes yang mulai bereksperimen untuk mengetahui efek berbagai pupuk kandang terhadap pertumbuhan tanaman pada tahun 1837.
Ditemukannya koprolit dalam jumlah besar di Anglia Timur, memacu Fisons dan Edward Packard untuk mengembangkan salah satu pabrik pupuk skala besar pertama di Bramford, dan Snape pada tahun 1850-an. Pada tahun 1870-an superfosfat juga dihasilkan di pabrik ini, dikirim ke seluruh dunia dari pelabuhan di Ipswich.
Proses Birkeland-Eyde dikembangkan oleh ilmuwan dan industriawan Kristian Birkeland bersama dengan Sam Eyde tahun 1903, namun dengan cepat digantikan oleh proses Haber yang jauh lebih efisien, dikembangkan oleh kimiawan pemenang Hadiah Nobel, Carl Bosch dari IG Farben dan Fritz Haber di Jerman. Proses ini menggunakan nitrogen (N) dan gas metana (CH) untuk sintesis amoniak (NH). Amoniak yang dihasilkan dalam proses Haber adalah bahan baku bagi produksi asam nitrat.
Turbin uap dikembangkan olehr Charles Parsons tahun 1884. Model pertamanya terhubung dengan dinamo yang menghasilkan listrik 7.5 kW (10 hp). Penemuan turbin uap Parson membuat listrik menjadi murah dan merevolusi transportasi laut dan peperangan laut. Ketika Parson wafat, turbinnya sudah hampir diadopsi di seluruh pembangkit listrik utama dunia.