Фредерик Гарднер Коттрелл

Фредерик Гарднер Коттрелл
Коттрелл, гр. 1910–1920 гг.
3-й директор Горного бюро США
В офисе 1920–1920
Предшественник	От Х. Мэннинга
Преемник	Х. Фостер Бэйн
Личные данные
Рожденный	( 1877-01-10 ) 10 января 1877 г. Окленд , Калифорния , США
Умер	16 ноября 1948 г. ( 1948-11-16 ) (71 год) Беркли, Калифорния , США
Супруг	Джесси Мэй Фултон ( м. 1904 г.)
Дети	2
Альма-матер	Калифорнийский университет, Беркли Берлинский университет Лейпцигский университет ( доктор философии )

Фредерик Гарднер Коттрелл (10 января 1877 — 16 ноября 1948) — американский физико-химик , изобретатель и филантроп . Он наиболее известен своим изобретением электростатического осадителя , одним из первых изобретений, предназначенных для устранения загрязнения воздуха , а также созданием Исследовательской корпорации по развитию науки , фонда, который финансирует научные исследования с 1912 года.

Биография

Он родился 10 января 1877 года в Окленде, штат Калифорния , в семье Синтии (урожденной Дёрфи) и Генри Коттрелла, обеих известных семей, вернувшихся к поселениям в Америке.

Огромное любопытство Коттрелла привлекло к нему внимание в раннем возрасте. Один знакомый сказал: «Он читал учебники, как романы». Он закончил среднюю школу в 16 лет, поступил в Калифорнийский университет в Беркли и окончил его за 3 года. После окончания школы он преподавал химию в средней школе Окленда , откладывая деньги (его годовая зарплата составляла 1200 долларов), пока не смог позволить себе продолжить формальное образование. Запись в его дневнике от 15 января 1900 года гласит: «Неделя обеда и дежурства по двору в школе».

В то время для американских ученых было обычным делом проводить аспирантуру за границей. С этой целью Коттрелл в июле 1900 года отправился в Европу на немецком пароходе «Ваесланд» и высадился в Англии, где посетил «Кавендишские лаборатории… Гайд-парк , Кенсингтонские сады , Дом парламента , Вестминстерское аббатство и Хрустальный дворец » в Лондоне; и « Бодлианская библиотека , Шелдонианский театр и Ашмоловский музей искусства и археологии » в Оксфорде .

Затем он отправился в Париж , где посетил Exposition Universelle , всемирную выставку 1900 года, призванную прославить достижения прошлого века и ускорить развитие в следующем. Там Коттрелл увидел новую Эйфелеву башню («[пошел] на вершину») и посетил «Старый Париж». В его дневниковой записи от 11 августа отмечается: «Встал в 5 утра из-за постельных клопов. Вытряхнули, собрали вещи и договорились… о смене комнаты.

Из Парижа Коттрелл отправился в Берлин, где начал обучение в Берлинском университете у Якоба Хенрикуса ван 'т-Гоффа , получив ученую степень в 1901 году. В следующем году Вант-Гофф был удостоен первой в истории Нобелевской премии по химии». в знак признания выдающихся заслуг, оказанных им в открытии законов химической динамики и осмотического давления в растворах».

Затем Коттрелл перешел в Лейпцигский университет. где он учился у Вильгельма Оствальда , предприняв теоретическое исследование влияния противотока электролита на миграцию ионов через диафрагму в электролизере. Через месяц после прибытия в Лейпциг Коттрелл написал своей будущей жене Джесси Фултон : «Мой прежний энтузиазм, который во время моего пребывания в Берлине иногда немного ослабевал, возвращается в полную силу, и я обнаружил, что у меня примерно в два раза больше энтузиазма». в четыре раза больше схем, которые можно опробовать, чем есть время. Эта перемена главным образом связана, я думаю, с тем, что я снова был отстранен от работы и вошел в контакт с большим количеством людей с различными идеями». За работу с Оствальдом Коттрелл получил степень доктора философии. в 1902 году. Оствальд получил Нобелевскую премию по химии в 1909 году.

Коттрелл с трудом выучил новые языки. Во Франции его попытки заговорить по-французски часто встречались пустыми взглядами. Хотя его немецкий стал достаточно хорошим, чтобы учиться у немецких ученых и написать диссертацию, он далеко не бегло говорил. Вдохновленный, вне всякого сомнения, Оствальдом (который изучал эсперанто и поддержал другой искусственный язык, идо , пожертвовав на его поддержку доходы от своей Нобелевской премии), Коттрелл заинтересовался движением за создание универсального языка для носителей различного языкового происхождения. В 1924 году он был одним из основателей Международной ассоциации вспомогательных языков .

Получив ученую степень, Коттрелл вернулся в Калифорнию и начал преподавать в Калифорнийском университете в Беркли. В первый день Нового 1904 года он женился на Джесси Мэй Фултон, бывшей однокласснице, которую он встретил на уроке ботаники. Джесси была застенчивой и хрупкой, что резко контрастировало с безудержным энтузиазмом и бесконечной энергией Коттрелла. Когда он сделал предложение, Коттрелл признался в любви с оговоркой : «Но моя работа на первом месте». После двух тяжелых беременностей и потери двух детей они начали тихую уединенную жизнь. Им нравилось читать друг другу вслух, путешествовать, посещать лекции и театральные представления.

В 1917 году Коттрелл был посвящен в отделение Сигмы Альфа Хи Сигмы в Калифорнийском университете в Беркли.

Карьера

Вскоре после возвращения в Беркли Коттрелл начал консультировать компанию DuPont на ее предприятии по производству взрывчатых веществ и кислот недалеко от Пинола, Калифорния , в 20 милях к северу от университета. Компания DuPont хотела решить проблему осаждения кислотных туманов, которые образуются при барботировании триоксида серы через воду или разбавленную серную кислоту . Используя электрический метод, аналогичный тому, который предложил сэр Оливер Лодж в Англии, Коттрелл начал экспериментировать с электростатическим осаждением как средством сбора туманов серной кислоты. Результатом работы Коттрелла стал электростатический осадитель — устройство, которое могло собирать летучую золу, пыль и дым, кислотные туманы и туманы, исходящие от заводов начала века, и которое стало основным средством контроля промышленного загрязнения воздуха. Коттрелл добился успеха, разработав надежный источник питания высокого напряжения и электроды, которые позволяли электрической энергии течь через газонаполненную камеру из множества мелких точек. В 1906 году электрический ток был применен к небольшому лабораторному устройству, испускающему туман серной кислоты, и эта концепция стала реальностью. Первый патент № 895729 был выдан 11 августа 1908 года. Электрофильтр и по сей день остается основной технологией удаления загрязняющих веществ из потоков промышленных отходов.

Коттрелл не был бизнесменом, но осознал деловой потенциал своего изобретения и решил использовать его для финансирования научных исследований посредством создания Исследовательской корпорации. В то время, когда наука регулярно финансировалась государством и частными источниками, Коттрелл в возрасте 34 лет решил, что наука будет основным бенефициаром его изобретения. Те, кто был связан с ним в разработке электростатического осаждения, согласились с этим весьма необычным предложением, и Коттрелл предпринял несколько попыток передать патент организациям, которые могли бы продавать осадитель, используя доходы для финансирования научных исследований. После того, как Калифорнийский университет и Смитсоновский институт отклонили его предложение, Коттрелл работал с тогдашним секретарем Смитсоновского института Чарльзом Дулитлом Уолкоттом над созданием Исследовательской корпорации, фонда, занимающегося филантропией в науке. Первоначальный совет директоров — ученые, ученые, юристы и банкиры — вложил в общей сложности 10 100 долларов в финансирование молодой организации и работал без компенсации. Совет директоров разделял цель Коттрелла приобретать изобретения и патенты, развивать их, делать их доступными для промышленности по лицензии и направлять всю прибыль на поддержку исследований в области фундаментальных научных исследований. В течение года все инвестиции правления были оплачены, и бизнес по производству осадителей был запущен. Коттрелл, пожалуй, наиболее известен своим благотворительным актом.

Вера Коттрелла в общественную службу и его любовь к окружающей среде побудили его присоединиться к Горному управлению США в 1911 году. В то время Горное управление было основным правительственным учреждением США, проводившим научные исследования минеральных ресурсов. Начав с открытия офиса в Сан-Франциско, Коттрелл работал в бюро на нескольких должностях, в том числе в качестве директора в Вашингтоне, округ Колумбия. Экспериментальная работа по производству гелия для использования в воздушных шарах и дирижаблях началась в 1917 году в Горном бюро США , где Коттрелл играл жизненно важную роль в обеспечении финансовой осуществимости производства гелия во время Первой мировой войны. Стоимость кубического фута гелия в то время составляла 1700 долларов, что делало его невозможным для использования в Первой мировой войне. В 1920 году Коттрелл искал недорогой процесс восстановления гелия. из газов нефтяных скважин привело к его коммерческой доступности по цене всего 1 цент за кубический фут.

В 1921 году Коттрелл покинул Горное управление, чтобы возглавить Отдел химии и химической технологии Национального исследовательского совета . С 1922 по 1930 год он был директором Лаборатории исследования фиксированного азота при Министерстве сельского хозяйства США . За время его работы в отделе был разработан рабочий катализатор процесса Габера. Коттрелл отвечал за рекомендации, что делать с азотным заводом, построенным правительством в Масл-Шолс на реке Теннесси во время Первой мировой войны. После войны производство взрывчатых веществ было переведено с производства взрывчатых веществ на производство удобрений, и Коттрелл рекомендовал правительству продолжать работу. он как экспериментальный объект был в конечном итоге включен в планы Управления долины Теннесси . После ухода с поста в Министерстве сельского хозяйства в 1930 году он оставался консультантом этого департамента в течение следующего десятилетия.

Как научный консультант Коттрелл пользовался большим уважением в национальных и международных кругах, в промышленности и академическом сообществе. Он много путешествовал, был знаком с учеными в США и за рубежом и был особенно известен своей способностью выявлять и вносить вклад в новые идеи. Коттрелл отказался от любой должности в Research Corporation в качестве должностного лица или директора, но оставался активным советником до конца своей жизни. Многие из первых грантов Исследовательской корпорации были предоставлены ученым, которых Коттрелл назвал «двигателями и толчками» в своих областях, среди них Эрнест О. Лоуренс ( циклотрон ), Исидор Раби ( ядерный магнитный резонанс ) и Роберт Ван де Грааф ( Ван де Грааф) генератор де Граафа ).

Другим «детищем» Коттрелла была компания Research Associates Inc., которая была организована 1 января 1935 года с 10 сотрудниками и офисами в кампусе Американского университета в Вашингтоне. Финансируемая «грантами» Исследовательской корпорации, Research Associates представляла собой попытку Коттрелла создать еще одна исследовательская корпорация, которая со временем станет самоокупаемой за счет доходов от своих услуг и продуктов. Среди его проектов были фары Brackett, моющие средства, обжиг земли Fullers тепловой волной, топливные элементы Greger, а также печи и дезодораторы Royster.

В некрологе, который он написал во время смерти Коттрелла в 1948 году, Ванневар Буш вспоминал: «Целью [Research Associates] было проведение научных и социальных исследований и устранение, насколько это возможно, временного лага между совершенствованием научных идей и их внедрение в национальную жизнь. Период деятельности Research Associates с 1935 по 1938 год был наиболее стимулирующим».

По многим причинам организация в конечном итоге зашла в тупик. В письме от 18 сентября 1951 года Дж. У. Баркер, тогдашний президент Исследовательской корпорации, писал:

«...главная проблема Research Associates, Inc. – полная неспособность этой блестящей разнородной группы примадонн достаточно долго придерживаться любого направления расследования, чтобы определить, сработает оно или нет. Казалось, что в тот момент, когда был начат тот или иной эксперимент, все, включая Коттрелла, потеряли всякий интерес к этому эксперименту. Искры начали летать по какому-то другому эксперименту и бросать старый без какой-либо конкретной решимости, они пойдут за новой искрой».

На протяжении всей своей жизни Коттрелл страдал периодами депрессии. Неудача Research Associates привела к длительной и тяжелой депрессии и ознаменовала упадок ранее безграничного рвения и энтузиазма Коттрелла.

Давний интерес Коттрелла к фиксации азота побудил его к сотрудничеству с Фаррингтоном Дэниелсом из Университета Висконсина , которое началось в 1939 году. Дэниэлс и его коллеги пытались разработать термический процесс фиксации азота с использованием регенеративной печи с галечным слоем, которая, как они надеялись, будет недорогой. альтернатива синтезу аммиака Габера . Хотя проект помог Коттреллу эмоционально омолодиться, развитие процесса не было завершено до смерти Коттрелла.

К тому времени, когда Соединенные Штаты вступили во Вторую мировую войну, Коттреллу было 64 года. Его здоровье ухудшалось, а ум был утомлен. В 1944 году он и Джесс купили дом в Пало-Альто, Калифорния, и вышли на пенсию. Джесси Коттрелл умерла в феврале 1948 года.

16 ноября 1948 года основатель Исследовательской корпорации Фредерик Гарднер Коттрелл скончался во время присутствия на заседании Национальной академии наук, проходившем в его альма-матер, Калифорнийском университете в Беркли.

Следующий некролог впоследствии был опубликован в разделе «Вехи» журнала Time от 29 ноября 1948 года:

Умер. Доктор Фредерик Гарднер Коттрелл, 71 год, химик и изобретатель калифорнийского происхождения (электрофильтр Коттрелла); о сердечном недуге; в Беркли, штат Калифорния. Доктор Коттрелл в 1912 году основал знаменитую Исследовательскую корпорацию как некоммерческую организацию, занимающуюся развитием науки, и разрешил ей потратить все 3 500 000 долларов, полученные от его изобретения.

Хотя Коттрелла не стало, Фонд продолжил его вдохновение. В 2012 году Исследовательская корпорация по развитию науки отметила 100-летие финансирования молодых преподавателей и ученых в ведущих колледжах и университетах Америки. Незадолго до своей смерти Коттрелл сказал: «Сделайте ставку на молодежь. Это дальние планы, но некоторые из них окупаются». Его инвестиции позволили профинансировать тысячи научно-исследовательских проектов, многие из которых изменили наш мир.

Почести и награды

• 1919 года Медаль Перкина Общества химической промышленности.
• 1920 года Медаль Уилларда Гиббса
• Золотая медаль 1924 года Американского института горных, металлургических и нефтяных инженеров.
• Медаль Холли 1937 года Американского общества инженеров-механиков.
• 1938 года. Золотая медаль Американского института химиков
• 1939 Национальная академия наук
• 1982 Альфа Чи Сигмы Зал славы
• 1992 Национальный зал славы изобретателей

Патенты

• Патент США 866843 — Производство серной кислоты , 1907 г.
• Патент США 895729 – Искусство отделения взвешенных частиц от газообразных тел [электрофильтр], 1908 г.
• Патент США 945917 – Осуществление обмена электрическими зарядами между твердыми проводниками и газами, 1910 г.
• Патент США 1016476 – Очистка газов, 1912 г.
• Патент США 1035422 – Устройство для отделения взвешенных частиц от газообразных тел, 1912 г.
• Патент США 1067974 – Способ разряда электричества в газы, 1913 г.

См. также

• Уравнение Коттрелла
• Электрофильтр
• Исследовательская корпорация по развитию науки
• 2026 Коттрелл

Ссылки

• Отчет Национальной академии наук , Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук, 1949 г.
• Кэмерон, Фрэнк (1993) [1952], Коттрелл: самаритянин науки: биография ученого и изобретателя Ф. Г. Коттрелла , Тусон, Аризона: Исследовательская корпорация, ISBN  0963350420 , OCLC   849847487
• Корнелл, Томас (2004 г.), Создание исследовательской корпорации: пример патентов, филантропии и организованных исследований в Америке начала двадцатого века , Тусон, Аризона: Исследовательская корпорация, ISBN  0963350471 , OCLC   56988198
• «О Фредерике Коттрелле» . Исследовательская корпорация научного прогресса. 2017.
• «Фредерик Гарднер Коттрелл» . Фонд химического наследия . Архивировано из оригинала 12 июля 2016 года.
• Буш, Ванневар (1952), Фредерик Гарднер Коттрелл, 1877–1948: Биографические мемуары Ванневара Буша (PDF) , Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук, OCLC   1026640536

Внешние ссылки

• Исследовательская корпорация научного развития