Лео Брюэр | |
---|---|
Родился | 13 июня 1919 года. Св. Луис, Миссури |
Умер | 22 февраля 2005 г. (в возрасте 85 лет). Лафайет, Калифорния |
Гражданство | США |
Alma mater | Калифорнийский технологический институт. Калифорнийский университет в Беркли |
Известен | |
наградами | L. Премия Х. Бэкеланда (1953). Премия Эрнеста Орландо Лоуренса (1961). Премия Олина Палладиума (1971). Премия Уильяма Хьюма-Ротери (1983) |
Научная карьера | |
Филдс | Химик |
Учреждения | Калифорнийский университет, Беркли. Национальная лаборатория Лоуренса Беркли |
Докторант | |
Примечания | |
Считается одним из основателей высоких -температурная химия. Участник Манхэттенского проекта. |
Лео Брюэр (13 июня 1919 г., Сент-Луис, Миссури - 22 февраля 2005 г., Лафайет, Калифорния ) был американским физико-химиком. Считающийся основоположником современной высокотемпературной химии, Брюэр получил степень бакалавра в Калифорнийском технологическом институте в 1940 году и докторскую степень в Калифорнийском университете в Беркли в 1942 году. Брюэр присоединился к Манхэттенскому проекту после своей дипломной работы и поступил на факультет Калифорнийского университета в Беркли в 1946 году. Лео Брюэр женился на Роуз Стурго (умерла в 1989 году) в 1945 году. трое детей, Бет Гайдос, Роджер Брюэр и Гейл Брюэр. Он умер в 2005 году в результате отравления бериллием в результате своей работы во время Второй мировой войны.
Брюэр провел Первые десять лет его жизни с семьей в Янгстауне, Огайо, где его отец работал мастером по ремонту обуви. В 1929 году, после Великой депрессии, его семья переехала в Лос-Анджелес, Калифорния. Лишь шесть лет спустя Брюэр решил поступить в Калифорнийский технологический институт. Будучи студентом Caltech, Лео Брюэр находился под сильным влиянием профессоров Э. Свифта и Д. Йоста, и он впервые попробовал себя в исследованиях по изучению равновесия и кинетики гидратации олефинов под руководством профессоров Д. Прессмана и Х. Дж. Лукаса. После B.S. В 1940 году профессор Линус Полинг убедил его продолжить обучение в Калифорнийском университете в Беркли, где он продолжил кинетические исследования под руководством профессора. В тени вступления Соединенных Штатов в Вторую мировую войну Брюэр защитил докторскую диссертацию. с устойчивым определением, и завершил диссертацию о влиянии электролитов на кинетику водных реакций в ноябре 1942 г., всего через 28 месяцев.
После докторской работы Брюэр был немедленно завербован профессором Калифорнийского университета в Беркли Венделлом Митчеллом Латимером, чтобы присоединиться к сверхсекретной исследовательской группе военного времени, которая стала известна как Проект Манхэттенского инженерного района. Назначен на работу к профессору Э. Истмана (ухудшение здоровья которого вынудило его отказаться от проекта вскоре после начала работы), Брюэр возглавил группу, состоящую из Лероя Бромли, Поля Жиля и Нормана Лофгрена, перед которой стояла тройная задача: прогнозировать возможные высокотемпературные свойства нового обнаруженный элемент плутоний, тогда доступный только в следовых количествах; разработка тугоплавких материалов, способных содержать расплавленный плутоний без чрезмерного загрязнения, даже если худшие прогнозы окажутся верными; и разработка микроаналитической процедуры для определения кислорода.
Первая из этих задач привела к фундаментальному исследованию поведения всех элементов при высоких температурах и привела к серии статей, описывающих высокотемпературные поведение металлов, оксидов, галогенидов и многих других соединений. Вторая задача привела к разработке тугоплавких сульфидов церия (Ce), тория (Th) и урана (U). Третья задача привела к разработке микрометода анализа электроположительных металлов с использованием ванны расплава платины.
Непосредственным результатом исследования стало создание нового материала (CeS), из которого они сделали несколько сотен тиглей для использования в Национальной лаборатории Лос-Аламоса. Тигли Брюера были готовы, когда стал доступен плутоний.
В 1946 году, после работы в качестве участника Манхэттенского проекта, Брюэр был назначен доцентом кафедры химии в Калифорнийский университет. Он неуклонно продвигался по служебной лестнице, достигнув звания профессора в 1955 году. Брюэр проработал преподавателем кафедры химии более шестидесяти лет, в течение которых он руководил 41 докторской степенью. кандидаты и почти два десятка научных сотрудников, получивших докторскую степень.
В дополнение к своему академическому назначению Брюэр был связан с Национальной лабораторией Лоуренса Беркли (бывшая Радиационная лаборатория Лоуренса) с 1943–1994 гг. с 1961 по 1975 год.
Двойное назначение Брюэра дало ему возможность играть активную роль на всех уровнях академического обучения, как внутри, так и за пределами лаборатории. Помимо проведения аудиторных занятий по химии твердого тела, гетерогенным равновесиям и неорганической химии, Брюер также читал лекции и руководил лабораторными работами для лабораторных курсов по химии первокурсников, расширенному количественному анализу, инструментальному анализу, неорганическому синтезу, неорганическим реакциям и органической химии, а также а также курсы химической термодинамики от второкурсников до аспирантов. Чтобы обеспечить высокий уровень обучения даже на самых базовых уровнях, Брюэр инициировал курс для младших преподавателей химии, который изучил принципы и подтвердил их способность адекватно выполнять свои обязанности.
Брюэр был заботливым и одаренным учителем, которым восхищались как ученики, так и коллеги. В 1966 году он был выбран Академическим сенатом Калифорнийского университета в Беркли для чтения ежегодной исследовательской лекции для факультетов. Его лекция называлась «Широкое университетское образование ведет к астрохимии». В 1988 году в знак признания его достижений в качестве педагога он получил премию Генри Б. Линфорда за выдающиеся заслуги перед Электрохимическим обществом. После официального выхода на пенсию из Калифорнийского университета в Беркли в 1989 году он был удостоен награды Berkeley Citation, и в его честь был проведен академический симпозиум.
Брюэр сыграл важную роль в основании Национальной академии наук 'Национального исследовательского совета Комитета по высокотемпературной химии, а также организация первой Гордонской исследовательской конференции по высокотемпературной химии в 1960 году. По просьбе Комиссии по атомной энергии и ее преемников Управление энергетических исследований и разработок и Министерство энергетики, Брюэр работал в многочисленных комитетах, включая Совет Министерства энергетики по материаловедению и Отборочный комитет Министерства энергетики для получения Премии Ферми.
. Он также поддерживал тесные связи с организациями, которые представляли международное научное сообщество, в том числе Международный союз чистой и прикладной химии (IUPAC) и Международное агентство по атомной энергии.
Брюэр входил в состав редакционных советов многих уважаемых научных журналов и академических серия монографий, в том числе (1956–1992), (1 958–1969), (младший редактор, 1959–1963), (1967–2005), (1967–1996), (основатель, 1968–2005), (1969–1978), Journal of Solid State Chemistry (1969–1984), Journal of the Electrochemical Society (редактор отдела, 1976–1984), Journal of Chemical Engineering Data, (1978–1981), 1989–1992), (соредактор, 1983), (соредактор, 1983–2005) и Handbook of Chemistry and Physics (1991).
Кроме того, Брюэр в одиночку скомпилировал и поддерживал Часть II.
Помимо выдающейся карьеры химика и педагога, Брюэр был еще и заядлым садовником, который проявлял большой интерес к растениям, обитающим в Калифорнии. В 1965 году он стал одним из основателей Калифорнийского общества местных растений. Вид manzanita был назван в честь него в честь его вклада в изучение и сохранение местной флоры Калифорнии: Arctostaphylos uva-ursi leo-breweri, также известный как «Мансанита Лео Брюера».
Помимо редакционной работы, Брюэр написал около 200 статей по множеству сложных тем в области термодинамики. Кроме того, в 1961 году он и Кеннет Питцер переработали классический текст Гилберта Н. Льюиса и Мерла Рэндалла 1923 года «Термодинамика и свободная энергия химических веществ»..
Хотя исследования Брюера охватывали необычайно широкий круг вопросов и использовали множество методов от теории до спектроскопии, его основное внимание было сосредоточено на материаловедении (включая огнеупорные защитные материалы), исследования металлических фаз и развитие теории металлических связей, включающей концепции электронного продвижения и обобщенную кислотно-щелочную теорию. На разных этапах своей карьеры он также занимался астрофизикой и керамикой.
Ранние высокотемпературные работы Брюера также показали, что равновесный пар над CuCl состоял в основном из молекул Cu3Cl3 при нормальном давлении. Это простое наблюдение привело к тому, что стало известно как. Он показал, что, когда пар и конденсированная фаза находятся в равновесии, частицы пара становятся более сложными при повышении температуры. Это включает образование полимеров и необычные состояния окисления. Его правление стало основой области высокотемпературной химии.
Большая часть его исследований была сосредоточена на устранении расхождений между зарегистрированными экспериментальными значениями и значениями, предсказанными моделями химической связи. Во многих случаях оказалось, что представленные данные ошибочны, и надежность модели была подтверждена. Примерами являются демонстрации того, что энтальпии образования C (г) и N (г) были намного больше, чем общепринятые значения. Компиляция Брюером термодинамических свойств и фазовых диаграмм 101 бинарной системы молибдена предоставляет множество примеров использования прогнозных моделей при отсутствии надежных экспериментальных данных.
В некоторых случаях результаты экспериментов подтвердились, и необходимо было улучшить модели. Примером может служить пренебрежение газообразными полимерами при высоких температурах. В ходе исследования военного времени были обнаружены свидетельства полимеризации в высокотемпературных парах. Это привело к общей теории, которая предсказывала, что насыщенные высокотемпературные пары будут сложными смесями веществ и что сложность будет возрастать с повышением температуры. Эти прогнозы были подтверждены специалистами по высокотемпературным системам. Исследования огнеупоров, начатые с сульфидов, были распространены на исследования силицидов и боридов и других тугоплавких фаз. Опыт Манхэттенского проекта по использованию платины для снижения летучести лантаноидов и актинидов был распространен на широкий спектр интерметаллических соединений переходных металлов за счет использования корреляции Энгеля электронных и кристаллические структуры, которые привели к предсказанию структур и составов фаз большинства из двух миллиардов многокомпонентных фазовых диаграмм переходных металлов.
Брюэр приложил большие усилия для характеристики термодинамических свойств при высоких температурах, и критические оценки термодинамических свойств из Манхэттенского проекта периодически обновлялись. Одна из компиляций Брюера охватывала термодинамические свойства твердой, жидкой и газообразной фаз элементов и их оксидов в диапазоне от комнатной температуры до температуры выше 3000 К. Термодинамические применения этих данных были хорошо проиллюстрированы 2-м изданием Льюиса и Рэндалла. Термодинамика, которую Брюер и Кеннет Питцер пересмотрели в 1961 году. Глобальный интерес Брюера ко всем элементам иллюстрируется статьей 1951 года о равновесном распределении элементов в гравитационном поле Земли.
Брюэр провел широкий спектр спектроскопических исследований как при высоких температурах, так и в матрицах, чтобы зафиксировать термодинамические свойства высокотемпературных паров. С 1950 по 1970 год Брюэр опубликовал множество работ по анализу спектров высокотемпературных газовых молекул. В нескольких из этих статей описан метод молекулярного пучка для определения их основных электронных состояний. Когда Джордж Пиментел из Калифорнийского университета в Беркли разработал низкотемпературную матричную изоляцию, Брюэр опубликовал множество работ по спектрам его высокотемпературных молекул в замороженной инертной матрице. Брюэр также давно интересовался электронными состояниями I2, и у него было несколько работ, посвященных его замечательным сложностям.
Большая часть более поздних исследований Брюера была направлена на характеристику чрезвычайно сильных обобщенных льюисовских кислотно-основных взаимодействий между лантаноидами, актинидами и левыми переходными металлами с металлами платиновой группы. Использовали комбинацию высокотемпературных ячеек с твердым электролитом, уравновешивания с оксидами, карбидами и нитридами и измерения давления пара. Было показано, что эти интерметаллиды являются одними из самых стабильных из всех типов соединений, как и предсказывает теория Энгеля. Энгель предположил корреляцию между числом электронов проводимости и кристаллической структурой металлов. Брюер расширил эту концепцию, включив природу d- и f-электронов и концепцию кислотно-основных взаимодействий. Начав исследования со студентами бакалавриата, он проверил эти идеи, нагревая ZrC с благородным металлом платиной, и обнаружил, что образование ZrPt3 высвобождает большое количество энергии, несмотря на высокую стабильность ZrC. В течение нескольких лет Брюэр разработал теорию Брюера-Энгеля для таких связей и опубликовал множество статей о ее применении.
Профессиональные достижения Брюера были отмечены множеством наград и наград, в том числе L.H. Бакеланд Премия Американского химического общества (1953), Премия Э.О. Лоуренса Комиссии по атомной энергии (1961), Премия Олина Палладия Электрохимическое общество (1971) и премия Уильяма Хьюма-Ротери Металлургического общества (1983). Брюэр также был научным сотрудником Гуггенхайма (1950) и избранным членом Национальной академии наук (1959), Американской академии искусств и наук (1979) и Американское общество металлов. В 1984 году его бывшие ученики и коллеги подготовили специальный фестивальный сборник в его честь, опубликованный под названием «Современная наука о высоких температурах».
Частично адаптировано из автобиографического эссе, написанного Лео Брюэром, а также биографических эссе, подготовленных его коллегами и учениками, в том числе,, Ричард М. Брюэр, и.