Нобелевская премия по химии  1995

Фрэнк Роуленд
(1927-2012)
За работу по атмосферной химии, особенно в части процессов образования и разрушения озонового слоя
Биография





Американский химик Фрэнк Шервуд Роуленд (Frank Sherwood Rowland) родился 28 июня 1927 в г.Делавэр, штат Огайо, средним из троих сыновей в семье, которая переехала сюда за год до его рождения. В 5 лет пришел в первый класс и окончил школу, когда ему не было 16-ти лет. В школе определился его интерес к атмосферным явлениям, т.к. учитель естествознания доверял ему на время летнего отпуска работать вместо него на местной станции погоды.

Окончил школу в 1943 и поступил в Веслянский университет Огайо, где проучился 2 года, а затем записался во флот и стал учиться работе оператора радарной установки. Война завершилась, но в следующем году он продолжил службу.

Вернувшись в университет, окончил его через 2 года. Осенью 1948 поступил в аспирантуру на кафедру химии Чикагского университета. В то время было принято сразу же назначать аспиранту временного руководителя. Таким руководителем Роуленда оказался У.Либби. (Нобелевский лауреат, 1960). Роуленд считал, что почти все необходимое для ученого-исследователя он получил, слушая и наблюдая Либби. Диссертация Роуленда была посвящена изучению свойств радиоактивных изотопов брома, полученных с помощью циклотрона.

В сентябре 1952 он перешел в Принстонский университет, где стал преподавателем на кафедре химии. Каждое лето 1953–1955 Роуленд проводил в химическом отделе Брукхевенской национальной лаборатории, занимался новой областью – химией «горячих атомов» трития и синтезировал тритий-меченую глюкозу.

В 1956 стал доцентом Канзасского университета а затем и профессором. Исследовательская группа плодотворно трудилась в течение восьми лет, в основном изучая тритий.

В августе 1964 Роуленд – заведующий кафедрой химии Калифорнийского университета в Ирвине. Здесь он получал поддержку Комиссии по атомной энергии (до 1994), а затем НАСА. Химия «горячих атомов» продолжала играть главную роль в его исследованиях. Он обратился к фотохимии радиоактивных меток с использованием трития и углерода-14, а затем к химии фтора с использованием изотопов 38Cl и 18F.

В январе 1972 в Форте Лаудердале, во Флориде, Роуленд был на докладе английского ученого Джима Лавлока (Jim Lovelock) о недавно произведенных им замерах концентрации в атмосфере следов фреона ССl3F, и поручил своему ассистенту М.Молине исследовать судьбу фреонов в атмосфере. Через три месяца они поняли, что это серьезная проблема в изучении окружающей среды. Молина и Роуленд разработали теорию уменьшения озонового слоя в присутствии фреонов. Основные положения их можно сформулировать так:

Фреоны – антропогенные компоненты, поступление которых в нижние слои атмосферы (тропосферу) примерно равно их промышленному производству.

Будучи чрезвычайно химически устойчивыми в условиях тропосферы, фреоны имеют очень большое «время жизни» (40–150 лет). Единственным путем удаления их из тропосферы оказывается медленный перенос в стратосферу.

В стратосфере они подвергаются фотолизу коротковолновым УФ-излучением Солнца, высвобождая атомы хлора.

Атомы хлора атакуют молекулы озона, разрушая их и давая оксид хлора СlO, который взаимодействует с атомарным кислородом, в результате чего вновь образуется активный хлор – важный компонент цикла разрушения озона.

Вслед за их публикацией были предприняты многочисленные попытки математического моделирования убыли стратосферного озона при различных «сценариях» производства фреонов. Выяснилось, что более или менее реалистические модели требуют учета не менее 150 реакций с участием около 50 разных частиц, поскольку атомы хлора реагируют не только с озоном, но также с молекулами воды, метана, с оксидами азота и др.

В 1974 году в Nature вышла статья Роуленда и его ученика Марио Молины, в которой доказывалось, что хлорфторуглероды под воздействием Солнца разлагаются на хлор и хлорсодержащие вещества, которые уничтожают озоновый слой.

Сразу после выхода статьи работа была подвергнута критике - наука признала результаты химиков только в 80-х годах прошлого века. В 1987 году был подписан Монреальский протокол, по которому, среди прочих, хлорфторуглероды были запрещены.

В конце 1974 озоновая проблема привлекла внимание общественности, в связи с чем стали проводиться новые многочисленные научные эксперименты, слушания в законодательных органах, широкое обсуждение в печати. Озоновая проблема оказалась тесно связанной с важными экономическими факторами, и для ее решения потребовалось принятие на международном уровне политических решений, непосредственно затрагивающих жизненные интересы многих миллионов людей. Они останутся в памяти человечества как первые в истории крупномасштабные соглашения, направленные на предотвращение нарушения сложившихся на планете химических равновесий.

Вот что пишет по этому поводу Роуленд: «Во многих отношениях, понимание химии атмосферы находится еще на ранних стадиях. За два десятилетия мы только приблизились к достижению точности и чувствительности инструментов, необходимой для работы с химическими веществами, существующими в столь низких концентрациях, и, конечно, следовой состав атмосферы сильно различается в зависимости от региона». «Вопрос о способности хлорфторуглеродов уменьшать озоновый слой является хорошим примером того, как, не проработав как следует проблему, довольно сложно решить» ее правильно. Однако, очевидно, что неограниченное производство и экспоненциальный рост содержания фреонов в атмосфере представляют реальную опасность для озоносферы Земли.

В 1995 году Фрэнк Роуленд, Марио Молина и Пауль Крутцен стали Нобелевскими лауреатами по химии "за работу по химии атмосферы, особенно в связи с образованием и разрушением озона". Их исследования стимулировали развитие таких относительно новых научных дисциплин, как экологическая химия и химия атмосферы.

И в школе, и в университете, и в аспирантуре Роуленд увлеченно занимался спортом, почти профессионально играя в баскетбол и бейсбол.

Роуленд скончался от осложнений, вызванных болезнью Паркинсона, в своем доме в Ньюпорт-Бич 10 марта 2012 года.


smag
Статьи о мебели. Интернет-магазин мягкой мебели
smag.kz
Фиксаж
Фиксажи, проявители, фотобумага и оборудование для домашней проявки плёнки
diafon.biz