| Raymond Matthew Fuoss | |
|---|---|
| englanti _ Raymond Matthew Fuoss | |
| Syntymäaika | 28. syyskuuta 1905 |
| Syntymäpaikka | Belwood , Pennsylvania , USA |
| Kuolinpäivämäärä | 1. joulukuuta 1987 (82-vuotias) |
| Maa | USA |
| Tieteellinen ala | fysikaalinen kemia |
| Työpaikka | |
| Alma mater | Harvardin yliopisto , Brownin yliopisto |
| Akateeminen tutkinto | Filosofian tohtori (PhD) fysiikan alalta [1] |
| Akateeminen titteli | Kansallisen tiedeakatemian jäsen ( 1951 ) |
| tieteellinen neuvonantaja |
Harvardin yliopisto ( 1924 ): J. S. Forbes ; Münchenin yliopisto ( 1925-1926 ) : E. Lange ; Brownin yliopisto ( 1932 ): C. A. Kraus ja L. Onsager |
| Palkinnot ja palkinnot | American Chemical Society Pure Chemistry Award ( 1935 ) |
| Nimikirjoitus | |
Raymond Matthew Fuoss ( syntynyt Raymond Matthew Fuoss ; 28. syyskuuta 1905 - 1. joulukuuta 1987 ) oli yhdysvaltalainen fysikaalinen kemisti [2] .
Hän antoi suuren panoksen kemian ja fysiikan kehittämiseen . Hän tutki elektrolyyttiliuosten sähkönjohtavuutta polaarisissa ja ei - polaarisissa liuottimissa, esitteli johtavuusyhtälänsä kokeilijoiden saatavilla olevassa muodossa [3] , tutki polaaristen polymeerien sähköisiä ominaisuuksia , selitti liuoksessa olevien ionien hydrodynamiikkaa ja sähköstaattista ominaisuutta. tiukka matemaattinen tapa. Lisäksi Fuoss tutki polyelektrolyyttiliuoksia , hänen formuloinnistaan näiden polymeerien ominaisuuksista tuli lähtökohta teoreettiselle ja kokeelliselle proteiineja koskevalle työlle.
Raymond Matthew Fuoss syntyi Belwoodissa Pennsylvania , USA ) Jacob Fuossille ja Birdie Zimmerman Fuossille [ 2 ] . Lopetettuaan koulun Altoonan kaupungissa hän tuli Harvardin yliopistoon vuonna 1922 , jossa hänen pää intohimonsa oli orgaaninen kemia . Professori J. S. Forbesin ansiosta hän kiinnostui myös sähkökemiasta ja työskenteli hänelle yksityisenä laboratorionapulaisena viimeisten lomapäivien aikana. Kaksi ensimmäistä Fuossin teosta oli omistettu sähkökemiallisille aiheille: yksi käsitteli hapettumis- ja tasapainopotentiaalia kloorin , jodin , suolahapon ja veden järjestelmässä [4] , toisessa - bromin ja kloridi-ionin reaktiota suolahapossa [5] ] . Fuoss valmistui Harvardista arvosanoin vuonna 1925 ja suoritti neljän vuoden opetussuunnitelman kolmessa vuodessa.
Sheldon-stipendillä R. M. Fuoss jatkoi opintojaan Münchenin yliopistossa ( 1925-1926 ) G. O. Wielandin johdolla tutkien sappihappojen rakennetta . Pian hän kuitenkin luopui näistä teoksista fysikaalisen kemian hyväksi . Tätä auttoivat myös K. Faiencen termodynamiikan luennot , joihin hän osallistui Münchenissä .
Vuonna 1927 R. M. Fuoss työskenteli yhden lukukauden tutkimusavustajana Harvardissa biologian osastolla ja sitten konsulttina kemistinä Skinner , Sherman and Esselen Inc:ssä. Bostonissa . _ Syyskuussa 1930 hän ilmoittautui Brownin yliopistoon käyttämällä tutoroinnin ja konsultoinnin varoja . Kiinnostunut Debyen teoriasta ( 1923 ), Fuoss aloitti professori C. A. Krausin johdolla opinnäytetyönsä elektrolyyttien johtavuudesta erilaisissa liuottimissa. Esimerkiksi nestemäisen ammoniakin ja nestemäisen vetysyanidin ominaisuuksia on tutkittu . Oppittuaan valitsemaan oikean liuottimen Fuoss keräsi yksityiskohtaista materiaalia johtavuuden riippuvuudesta permittiivisyydestä , viskositeetista ja lämpötilasta .
Vuonna 1932 Lars Onsagerista tuli Fuossin esimies . Fuoss osallistui luennoilleen Braunissa . Hänen ohjauksessaan hän puolusti väitöskirjaansa ( 1932 ) elektrolyyttien ominaisuuksista vedettömissä liuottimissa. He tutkivat yhdessä L. Onsagerin kanssa palautumattomia prosesseja elektrolyyttiliuoksissa [6] . Heidän yhteistyönsä kesti yli 35 vuotta.
Erityisesti Fuossille professori Kraus loi kaksi uutta virkaa: tutkimusopettajan ja tutkimusapulaisprofessorin. Jatkaessaan koulutustaan Fuoss alkoi hankkia kokemusta kvantti- ja tilastomekaniikan alan johtavien tutkijoiden kanssa , kuten A. Sommerfeld , W. Pauli , P. Debye , M. Wein ja R. G. Fowler .
Vuonna 1935 R. M. Fuoss sai American Chemical Societyn Pure Chemistry . Samana vuonna hän aloitti työt General Electricin tutkimuslaboratoriossa , ja vuonna 1936 Fuoss liittyi sen vakituiseen henkilöstöön. General Electricillä työskentelevä tiedemies saattoi jatkaa tutkimustaan huolimatta maan kriisistä suuren laman aikana .
Toisen maailmansodan vuodet oli omistettu salaisten tutkimusaiheiden tutkimiselle. Vuonna 1945 Fuoss palasi akateemisiin opintoihin Yalessa ja aloitti uudelleen opettajanuransa, jolloin hänestä tuli ensimmäinen Stirling-professori , ja hänen kanssaan kemian osastosta tuli maan paras elektrolyyttien , polymeerien ja tilastomekaniikan tutkimuksessa . Fuoss osallistui uuteen tutkimukseen polyelektrolyyttien alalla hyödyntäen tietämystään elektrolyyteistä ja polymeereistä . Samaan aikaan hän työskenteli konsulttina kemistinä DuPontille , Monsantolle , California Research Corporationille ja Arthur D. Littlelle [ .
Vuonna 1951 Fuossista tuli Kansallisen tiedeakatemian jäsen .
Liuosten sähkönjohtavuutta tutkiessaan Fuoss tarkasteli sitä ionien välisten sähköstaattisten vuorovaikutusten näkökulmasta [7] . Tällaisessa ratkaisussa liuottimen viskositeetti saa makroskooppisia arvoja ja dielektrisyysvakio mikroskooppisia; liuotin itsessään on jatkuva väliaine.
Sähkönjohtavuus on mitattu orgaanisille ja epäorgaanisille suoloille puhtaissa ja sekaliuottimissa [8] . R. M. Fuossin esittämä teoria tarkimpien tulosten saavuttamisesta peruuttamattomien prosessien tapauksessa vahvistettiin kokein. Fuoss asetti päätehtävänä johtavuuteen vaikuttavien parametrien tunnistamisen . Jatkuvasti muuttuvien fysikaalisten ominaisuuksien omaavien seosten valmistukseen hän käytti erivahvuisia elektrolyyttejä , jotka sisälsivät erikokoisia ja -muotoisia ioneja. Käytetyt liuottimet olivat erittäin puhtaita, ja niiden permittiivisyys ja viskositeetti vaihtelivat matalista korkeisiin arvoihin. Mitattujen parametrien tarkkuus saavutti kymmenesosia ja sadasosia. Kokeilua valvottiin tiukasti: kaikki sivuvaikutukset, jotka loukkasivat järjestelmän vakautta, eliminoitiin ja ylikuumeneminen vältettiin.
Kokeiden lisäksi R. M. Fuoss kiinnitti erityistä huomiota teoreettiseen työhön. Joten hän jatkoi Debye-Hückel-Onsager-teorian kehittämistä , tutki heikkoja elektrolyyttejä sekä sähköstaattisia voimia liuoksessa sen hiukkasten välillä. Lisäksi hän yritti parantaa johtavuusyhtälöä ja arvioida tarkemmin joitain vakioita ( rajoittava johtavuus Λ o ja assosiaatio KA ) .
Näin ollen Fuoss harjoitti kahdentyyppistä tutkimusta: kokeellista [9] ja teoreettista [10] .
R. M. Fuoss antoi valtavan panoksen polymeerikemian kehitykseen . Hän aloitti työnsä vuonna 1935 ja saavutti kokeissaan hyvän tulosten toistettavuuden [11] . Kokeissaan Fuoss yritti välttää pintavaikutusten ilmaantumista ja seurasi tarkasti käytettyjen polymeerien ionikoostumusta . Tämän seurauksena tiedemies havaitsi, että polaaristen polymeerien dielektriset ominaisuudet riippuvat tämän polymeerin sisältämien polaaristen ryhmien luonteesta, pehmittimen pitoisuudesta ja sen muodostavien molekyylien koosta ja muodosta. Vaihtelevan ulkoisen sähkökentän vaikutusta polaarisiin polymeereihin tarkasteltiin myös .
R. M. Fuoss suoritti polyelektrolyyttien tutkimusta Yalen yliopistossa . Kokeissaan Fuoss mittasi polyelektrolyyttien ominaisuuksia puhtaissa liuottimissa ja liuottimissa , jotka sisältävät yksinkertaisia elektrolyyttejä [12] . Käyttämällä molekyylimallia hän osoitti, että polymeerin rakenteen määräävät molekyylien väliset ja sisäiset sähköstaattiset vuorovaikutukset. Tiedemies havaitsi, että polyelektrolyyttiliuosten parametrit , kuten viskositeetti ja sähkönjohtavuus , riippuvat liuenneen aineen pitoisuudesta sekä polymeeriketjun konformaatiosta , joka voi muuttua samankaltaisten varausten hylkimisen seurauksena. se [13] . Jatkossa ongelmia polyelektrolyyttien tutkimuksen tulosten soveltamisesta proteiineihin ja kalvoihin , jotka ovat ominaisuuksiltaan samanlaisia, alettiin ratkaista . Tutkimus 1950- luvulla johti uuden teoreettisen ja kokeellisen tiedon syntymiseen symmetristen elektrolyyttien [14] ominaisuuksista erilaisissa liuottimissa.
Fuoss ryhtyi yhdessä L. Onsagerin kanssa kehittämään Debye - Hückelin teoriaa . Tutkimustyöt suoritettiin erityisesti rakentamassa sähkönjohtavuuslaboratoriossa Fuossin opiskelijoineen ja data-analyysi tehtiin Yalen yliopiston tietokonekeskuksessa . Laskelmissaan tiedemies pystyi tekemään ilman olettamusta elektrolyyttien ionisesta yhdistymisestä liuottimissa, joilla on pieni dielektrisyysvakio , säilyttäen samalla korkeamman järjestyksen. Sähkönjohtavuusyhtälössä [3] ioniassosiaatiolausekkeissa ja yhdessä hydrodynaamisessa lausekkeessa ilmestyi uusi parametri, ionisäde a o . Oletettiin, että ionisäteen ja hydrodynaamisen säteen arvojen tulisi olla samat näissä lausekkeissa, mutta tämä ei toiminut liuottimilla, joilla on pieni dielektrisyysvakio . Näin ollen uusi teoria ei voinut ratkaista kaikkia ongelmia. Fuoss omisti loppuuransa näiden ongelmien ratkaisemiseen.
R. M. Fuoss jatkoi työtään elektrolyyttien parissa lähdettyään Yalen yliopistosta vuonna 1974 .
Fuoss teki elämänsä aikana valtavan määrän julkaisuja, tieteellisiä artikkeleita ja arvosteluja. Monet julkaisut julkaistiin yhdessä sellaisten merkittävien tiedemiesten kanssa, kuten J. S. Forbes , E. Lange , L. Onsager , C. A. Kraus , J. G. Kirkwood , F. Akkasina ja muut.
Huomattavia lehtiä, joissa Fuossin töitä on julkaistu, ovat mm.
Fuossin ensimmäiset julkaisut ilmestyivät opiskellessaan Harvardissa vuosina 1925 [5] ja 1927 [4] .
Münchenissä tehty tutkimus johti vain yhteen julkaisuun, joka julkaistiin vuonna 1926 ja jossa kuvattiin hopeakloridin saostumislämmön pitoisuusriippuvuutta .
Brownissa opiskelu vaikutti yli kolmenkymmenen elektrolyyttiliuosten ominaisuuksia käsittelevän julkaisun syntymiseen [8] . Jotkut artikkelit julkaistiin tiedemiehen koulutuksen päätyttyä. Artikkeleissa käsiteltiin sekä kokeiden [9] että teoreettisten [10] tutkimusten tuloksia.
Ennen toista maailmansotaa tehty työ johti 26 paperiin kiinteiden aineiden sähköisistä ominaisuuksista [15] .
Yleisesti ottaen Fuoss omisti yli kahdeksankymmentä tieteellistä ja katsausartikkelia elektrolyyttien tutkimukselle , joissa kuvataan kaikkia sähkönjohtavuuden näkökohtia . Symmetristen elektrolyyttien johtavuudelle on omistettu monia teoksia [14] . Lisäksi Fuoss kirjoitti vuonna 1959 kirjan Conductivity of Electrolytes [7] . Fuossin viimeiset julkaisut julkaistiin vuosina 1974-1980 , ja yli kaksikymmentä artikkelia julkaistiin tunnetuissa aikakauslehdissä.
Tieteellisten julkaisujen lisäksi Fuoss on kirjoittanut elämäkerran Theodor Shidlovskysta [16] , Venäjältä kotoisin olevasta amerikkalaisesta kemististä , joka on National Academy of Sciences -akatemian jäsen ja joka työskentelee sähkökemian soveltamisen parissa elintärkeissä prosesseissa ja elävissä soluissa .
R. M. Fuoss oli erinomainen tiedemies monilla tieteenaloilla: fysikaalisessa kemiassa , orgaanisessa kemiassa , jatkumomekaniikassa , matematiikassa jne. Hän osallistui sekä kokeelliseen että teoreettiseen työhön ja antoi valtavan panoksen modernin tieteen kehitykseen. Fuoss erottui aktiivisesta, vahvasta ja määrätietoisesta luonteesta. Hän suoritti opintojaan äärimmäisellä ammattitaidolla, pyrkien mahdollisimman suureen tarkkuuteen ja laadukkaisiin tuloksiin. Tiedemiehen tuttavat tunnistivat hänen innostuksensa, ahkeruutensa, ahkeruutensa ja horjumattoman omistautumisensa tieteelle.
Raymond Fuoss rakasti opettamista. Hän luennoi matematiikkaa kandidaateille useilla eri erikoisaloilla ja opetti myös ensimmäisen lukukauden kvanttimekaniikasta fyysisille kemisteille . Tiedemiehellä oli oma tutkimusryhmä, jonka jokaisella jäsenellä oli erityinen projekti. Hän oli vaativa, tiukka ja puolueeton oppilaitaan kohtaan, mutta samalla oikeudenmukainen. Fuossan aikana tohtorintutkintoon valmistautuminen kesti kolmesta neljään vuotta, vaikka itse tiedemies valmistui kahdessa vuodessa. Suurin osa tiedemiehen oppilaista omistautui tieteelliselle ja tutkimustoiminnalle.
On huomattava, että R. M. Fuoss suhtautui kielteisesti verotukseen ja oli konservatiivisuuden kannattaja [2] .
R. M. Fuoss oli naimisissa kahdesti [2] . Vuonna 1927 hän meni naimisiin Rose Elizabeth Harringtonin kanssa; poika Raymond Matthew Jr. kuoli kahden päivän ikäisenä; tytär Patricia Rose syntyi vuonna 1935 .
Toinen vaimo Anna (s. Stein), jonka kanssa hän avioitui vuonna 1947 , erottui ystävällisestä ja helposta luonteesta; hänen kuolemansa vuonna 1979 oli vakava isku tiedemiehelle.