Отто Шотт
Отто Шотт | |
|---|---|
 | |
| Рожденный | 17 декабря 1851 г. |
| Умер | 27 августа 1935 г. (83 года) |
| Национальность | немецкий |
| Альма-матер | Университет Фридриха Шиллера в Йене |
| Известный | Систематическое исследование состава и свойств стекла. Изобретение боросиликатного стекла |
| Награды | Медаль Либиха (1909 г.) |
| Научная карьера | |
| Поля | Наука о стекле |
| Учреждения | Университет Фридриха Шиллера в Йене Шотт АГ |
Фридрих Отто Шотт (1851–1935) — немецкий химик , технолог по стеклу и изобретатель боросиликатного стекла . Шотт систематически исследовал связь между химическим составом стекла и его свойствами. Таким образом, он решил фундаментальные проблемы свойств стекла, определив составы с оптическими свойствами, приближающимися к теоретическому пределу. Открытия Шотта стали крупным достижением в области оптики для микроскопии и оптической астрономии . [1] Его работу называют «переломным моментом в истории композиции стекла». [2]
Ранняя жизнь и образование
[ редактировать ]Шотт был сыном производителя оконного стекла Саймона Шотта. Его матерью была Кэролайн Шотт. [3] С 1870 по 1873 Шотт изучал химическую технологию в техническом училище в Аахене , а также в Вюрцбургском и Лейпцигском университетах . Он получил докторскую степень по химии в Йенском университете имени Фридриха Шиллера по специальности «стекловедение». Его докторская диссертация называлась «Вклад в теорию и практику производства стекла» (1875). [4] [5] [6]
Научный вклад
[ редактировать ]В 1879 году Шотт разработал новое стекло на основе лития , обладавшее новыми оптическими свойствами. Шотт поделился этим открытием с Эрнстом Аббе , профессором физики Йенского университета, чьи комментарии о стекле стимулировали интерес Шотта к этому предмету. [2] [7]
Недавно я изготовил стекло, в которое было введено значительное количество лития, и удельный вес которого был сравнительно невелик. Я подозреваю, что такое стекло будет демонстрировать превосходные оптические свойства, и поэтому хотел узнать, не захотите ли вы или кто-нибудь из ваших коллег проверить его показатель преломления и дисперсию, чтобы определить, верно ли мое вышеизложенное предположение.
- Перевод письма от 27 мая 1879 г. [7]
Вскоре после того, как Шотт завершил свое формальное университетское образование, он осознал, что Аббе сформулировал недостатки стекла, которое было доступно в то время. Недостатки были особенно острыми в научных инструментах, для которых оптические характеристики стекла в линзах, таких как телескопы и микроскопы, имеют первостепенное значение. С научной точки зрения, по мере увеличения увеличения линз хроматическая аберрация становилась большой. Хроматическая аберрация приводит к тому, что оптическое качество визуального изображения становится зависимым от цвета света, что приводит к значительным ограничениям научного инструмента. [1] [8]
В ответ на научную провокацию Аббе Шотт начал систематическое исследование свойств стекла, поскольку свойства менялись в зависимости от химического состава. Шотт заменил один элемент другим, например, боратом и фосфатом часть кремнезема в стекле и заменив кислород фторидом. [2]
Письмо Шотта Аббе в 1879 году стало началом длительного сотрудничества между двумя учеными. [2] Аббе уже работал с Carl Zeiss производителем приборов над изготовлением стекла для микроскопов. Цейсс участвовал в трехстороннем сотрудничестве, тестируя улучшенные составы стекла, которые Шотт и Аббе обнаружили в реальных оптических инструментах, таких как телескопы. [2] В 1882 году Шотт переехал в Йену, где мог более тесно сотрудничать с Аббе и Цейссом. [2]
Они создали виды стекла и исследовали их свойства, используя кремнезем, соду, поташ, известь, оксид свинца и 28 других элементов. Не имея теоретической основы для работы, они полагались на тщательные и систематические наблюдения и измерения. Добавление элементов, которые не оказывают прямого влияния на оптические свойства, может помочь исправить другие свойства стекла, такие как появление пятен на поверхности при воздействии воздуха. [2]
К 1886 году Шотт завершил тщательные исследования взаимоотношений структуры и свойств в составах стекла. В ходе этих исследований Шотт обнаружил, что показатель преломления стекла (важный для его способности функционировать как увеличительная линза) может быть независим от его хроматической аберрации. Таким образом, Шотт остановился на литийсодержащем стекле, которое могло работать близко к своему теоретическому пределу в научных инструментах, что было значительным достижением в оптических приборах, таких как микроскопия и астрономия. [1]
Освоив процесс мелкомасштабного перемешивания расплава, Шотт смог создать гомогенный продукт, показатель преломления и дисперсию которого можно было точно измерить и охарактеризовать. Путем систематических экспериментов он применил это для создания множества различных типов стекла. На основе своих экспериментов Шотт вместе с А. Винкельманом разработал первую модель состава-свойства для расчета свойств стекла . [2]
Стеклянные композиции
[ редактировать ]Шотт систематизировал химический состав значительного ряда составов стекол. Репрезентативные примеры сведены в таблицу.
| Стекло | SiO 2 | B2OB2O3 | Na2Na2O | Высокий | MgO | Al2OAl2O3 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1:1:6 натриево-известково-силикатное стекло (эталонный состав, впервые не идентифицированный Шоттом, содержит другие оксиды) | 75.3% | 0% | 13.0% | 0% | 11.7% | 0% |
| Йена Стандартное Стекло | 67.2% | 2.0% | 14.0% | 7.0% | 0% | 2.5% |
| Стеклянный термометр Шотта | 72.0% | 12.0% | 11.0% | 0% | 0% | 5.0% |
| Стекло для посуды Schott | 73.7% | 6.2% | 6.6% | 0% | 5.5% | 3.3% |
| Schott Welsbach Дымоходное стекло | 75.8% | 15.2% | 4.0% | 0% | 0% | 0% |
Деловые интересы
[ редактировать ]
В 1884 году вместе с доктором Эрнстом Аббе и Карлом Цейсом Отто основал Glastechnische Laboratorium Schott & Genossen (Лабораторию технологии стекла Schott & Associates) в Йене. Именно здесь в период с 1887 по 1893 год Шотт разработал боросиликатное стекло. Боросиликатное стекло отличается высокой устойчивостью к нагреву и значительной устойчивостью к тепловому удару, возникающему в результате резких изменений температуры, а также устойчивостью к разрушению при воздействии агрессивных химикатов. Этот тип стекла первоначально стал известен под торговой маркой Duran . Их коммерческое предприятие также продавало апохроматические линзы с низкой хроматической аберрацией и было основано на систематических исследованиях Шотта состава и свойств стекла. [1] [9] [10]
Шотт использовал боросиликатное стекло для изготовления лабораторных и медицинских принадлежностей, включая термометры, стеклянную посуду для лабораторного использования, флаконы с лекарствами и фармацевтические трубки. Шотт производил отечественную стеклянную посуду под торговой маркой Jenaer Glas. Он также производил термостойкие ламповые цилиндры для использования в газовом освещении . Газовые лампы накаливания Карла Ауэра были впервые проданы в 1894 году и стали прибыльным источником дохода для стекольного завода Шотта. [11] В конце 1890-х годов он также участвовал в электрификации промышленности Йены. [12] Предприятие Шотта обладало почти монополией на глобальное оптическое стекло с момента его создания до начала Первой мировой войны . [2]
В 1919 году Schott & Associates стала полностью принадлежать Carl Zeiss Foundation, хотя в начале 21 века Schott & Associates была известна как Schott AG . [13] Бренд компании Schott стал ассоциироваться с высококачественной и специализированной оптикой. [3]
По состоянию на 2020 год стеклянные флаконы от Schott AG использовались для вакцинации против заболевания COVID-19 . [14]
Личная жизнь
[ редактировать ]В 1917 году старший сын Отто Шотта, Рольф Шотт, погиб во время Первой мировой войны . Вскоре после этого сын Отто Эрих Шотт присоединился к компании Schott & Gen. [15] В 1926 году Отто Шотт ушел с активной работы в Schott & Gen. Вскоре после этого Эрих Шотт взял на себя обязанности Отто Шотта по управлению компанией. [16]
Награды и наследие
[ редактировать ]В 1909 году Шотт получил медаль Либиха от Ассоциации немецких химиков. [17] Отто-Шотт-штрассе в Йене, Германия, где находился дом Шотта, была переименована в честь Шотта. В том же помещении находится Музей стекла Шотта. Оба можно посетить. Музей стекла Шотта демонстрирует достижения в области науки о стекле, начиная с инноваций Отто Шотта. [18]
С 1991 года Премия Отто Шотта за исследования вручается каждые два года заслуженным исследователям в области науки о стекле и керамике. Премия организована и финансируется Фондом Аббе Фонда Карла Цейса . [19]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Селла, Андреа. «Стакан Шотта» . chemistryworld.com . Королевское химическое общество . Проверено 20 декабря 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Куркджян, Чарльз Р.; Приндл, Уильям Р. (1998). «Перспективы истории состава стекла». Журнал Американского керамического общества . 81 (4): 795–813. дои : 10.1111/j.1151-2916.1998.tb02415.x .
- ^ Перейти обратно: а б «Отцы-основатели Фонда Цейсса и современной микроскопии» (PDF) . hcbi.fas.harvard.edu . Центр биологической визуализации Гарвардского университета . Проверено 29 декабря 2020 г. .
- ^ Рамирес, Айнисса (7 апреля 2020 г.). Алхимия нас: как люди и материя преобразовали друг друга . МТИ Пресс. стр. 168–171. ISBN 9780262043809 . Проверено 30 декабря 2020 г.
- ^ Шотт, Отто. «Вклад в теорию и практику изготовления стекла». Архивировано 18 сентября 2016 г. в Wayback Machine.
- ^ Фогель, Вернер (6 декабря 2012 г.). Химия стекла . Springer Science & Business Media. стр. 2–. ISBN 9783642787232 . Проверено 31 декабря 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б Пфаендер, Х.Г. (6 декабря 2012 г.). Руководство Шотта по стеклу . Springer Science & Business Media. ISBN 9789401105170 . Проверено 31 декабря 2020 г.
- ^ Фишер, Б.; Герт, К. (1994). «Платина для производства стекла в Йене. Репутация передового опыта была основана на ранних исследованиях Дёберейнера, Шотта и Аббе» . Обзор платиновых металлов . 38 (2): 74–82. дои : 10.1595/003214094X3827482 . S2CID 267562069 . Проверено 30 декабря 2020 г.
- ^ Эспахангизи, Киджан (2015). «От топоса до ойкоса: стандартизация стеклянной тары как эпистемические границы в современных лабораторных исследованиях (1850–1900)» (PDF) . Наука в контексте . 28 (3): 397–425. дои : 10.3929/ethz-b-000103657 . ПМИД 26256505 . Проверено 30 декабря 2020 г.
- ^ Штайнер, Юрген (1993). «Отто Шотт и изобретение боросиликатного стекла». Технические отчеты по стеклу . 66 (6–7): 165–173.
- ^ Дэвидсон, Майкл В. «Отто Шотт (1851–1935)» . Молекулярные выражения . Университет штата Флорида . Проверено 30 декабря 2020 г.
- ^ Уолтер, Рольф (1996). Карл Цейсс: Цейсс 1905–1945 (на немецком языке). Бёлау Верлаг. п. 25. ISBN 978-3-412-11096-3 .
- ^ Певица Пенни (20 августа 1989 г.). «Фонд на корпоративной арене». Нью-Йорк Таймс.
- ^ Фитцпатрик, Мишель. «Немецкие флаконы в центре внимания по мере приближения вакцины против COVID-19» . www.medicalexpress.com . Медицинский Экспресс . Проверено 2 января 2021 г.
- ^ Чевес, Аллен Э.; Уокер, А. Стюарт (5 сентября 2020 г.). «Шотт из Sharp Edge Precision: стеклокерамика влияет на мощность сигнала» . Журнал «Лидар» . Проверено 30 декабря 2020 г.
- ^ «Эрих Шотт (1891–1989)» . us.schott.com . Шотт АГ . Проверено 29 декабря 2020 г. .
- ^ «Либих-Денкмюнце» . chemie.de (на немецком языке). 14 декабря 2012 года . Проверено 15 сентября 2020 г.
- ^ «Музей стекла Шотта и вилла Шотта» . Museum.de . Магазин Museum.de . Проверено 29 декабря 2020 г. .
- ^ «Премия Отто Шотта за исследования» . otto-schott-research-award.de . Фонд Карла Цейсса . Проверено 29 декабря 2020 г. .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Корпоративный архив SCHOTT , Йена, Германия
- «Фридрих Отто Шотт» , FamilySearch
