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Um dia Hooke conseguiu trabalhar como assistente do cientista Robert Boyle. Foi nessa época que os primeiros trabalhos do jovem se iniciaram junto a um novo campo que se desenvolvia: a ciência experimental. Na casa de Boyle aconteciam entusiasmadas reuniões entre estudiosos. A constante troca de saber permitiu que Hooke criasse seu primeiro invento: uma bomba de ar. O aparelho desenvolvido permitiu que Boyle desenvolvesse a lei física que relaciona a pressão e o volume dos gases.
O mesmo invento ainda permitiu que Denis Papin, outro assistente no laboratório de Boyle, viabilizasse a criação da primeira panela de pressão com válvula de segurança. No ano de 1661, Roberto Hooke publicou o seu primeiro trabalho científico que tratava da tensão superficial dos líquidos e da tensão dos líquidos em tubos capilares. Logo depois, promoveu alguns experimentos que vieram a aperfeiçoar a contagem do tempo nos relógios de pulso.
Esse último invento acabou não sendo atribuído a genialidade de Hooke. Desorganizado ao registro de patente de suas próprias descobertas, o cientista acabou perdendo os créditos para um cientista holandês chamado Christian Huygens. No ano de 1665, publicou a obra “Micrographia”, onde desenvolveu estudos sobre Microbiologia tão importantes quanto os de grandes nomes como Leeuwenhoek, Malpighi e Nehemiah Grew.
“Micrographia” era uma obra de extrema peculiaridade onde se encontravam postulados sobre o estudo de organismos vivos e, ao mesmo tempo, descrevia a eficácia de alguns instrumentos criados para o desenvolvimento de pesquisas laboratoriais. As mesmas páginas que descreviam estruturas de aves e insetos, também se destacavam pela construção de um microscópio móvel e outros diversos instrumentos laboratoriais de medição e leitura. Em parte do livro, o autor ainda trabalha com um primeiro conceito de célula ao descrever a estrutura constitutiva de uma cortiça.