Википедија

Agnes Pokels

Agnes Lujza Vilhelmina Pokels (Venecija, 14. februar 1862 – Braunšvajg, 21. novembar 1935) bila je nemačka hemičarka čija su istraživanja bila fundamentalna u uspostavljanju moderne discipline poznate kao nauka o površini, koja opisuje svojstva površina tečnih i čvrstih materija i sloja između dve faze.[1]

Agnes Pokels
Agnes Pokels, oko 1922.
Datum rođenja(1862-02-14)14. februar 1862.
Mesto rođenjaVenecija, Austrijsko carstvo
Datum smrti21. novembar 1935.(1935-11-21) (73 god.)
Mesto smrtiBraunšvajg, Nemačka

Pokelsova se zainteresovala za fundamentalna istraživanja u nauci o površini kroz posmatranje sapuna i sapunjave vode u sopstvenom domu dok je prala sudove. Ona je osmislila tehniku ravnoteže površinskog filma za proučavanje ponašanja molekula kao što su sapuni i surfaktanti (površinski aktivne materije) na međusloju vazduh-tečnost. Iz ovih studija, Pokelsova je definisala "Pokelsovu tačku" koja je minimalna površina koju jedan molekul može da zauzme u monomolekularnim filmovima.[2]

Pokelsova je bila samoobrazovana. Ona nije bila plaćeni, profesionalni naučnik i nije imala institucionalnu pripadnost, pa je tako i primer naučnika građanina.[3]

Mladost i obrazovanje uredi

Agnes Pokels je rođena u Veneciji, u to vreme Austrijskom carstvu, 1862. U to vreme Venecija je bila pod austrijskom vlašću, a njen otac je služio u austrijskoj vojsci. Kada se razboleo, porodica se preselila 1871. u Braunšvajg, koji je bio deo nemačkog carstva u razvoju.[1] Tamo je Pokelsova pohađala opštinsku srednju školu za devojke.[4] Agnes se kao dete zanimala za hemiju. Međutim, ženama nije bilo dozvoljeno da uđu na univerzitete da studiraju. Pokelsova je izjavila da se „strasno sam se interesovala za prirodne nauke, posebno fiziku, i volela bih da studiram.“ (Agnes Pokels, kako je preveo Giles iz Autobiografskih beleški u V. Ostvald, 1932.[5][6] )

Kao dete, Pokelsova je bila zainteresovana za nauku, posebno za fiziku. U to vreme, žene u Nemačkoj nisu imale pristup univerzitetima.[1] Pokelsova je studirala nauku kod kuće dok je brinula o roditeljima. Njen mlađi brat Fridrih Karl Alvin Pokels studirao je fiziku na Univerzitetu u Getingenu, gde je diplomirao. Fridrih je delio udžbenike sa univerziteta sa Agnes kako bi joj pomogao da uči od kuće. Kasnije je podelio akademsku literaturu sa Agnes kako bi unapredio njene studije.[7]

Naučna istraživanja uredi

Početni nalazi uredi

 
Langmjur-Blodžetovo korito
(Pokelsovo klizno korito bilo je preteča modernog Langmjur-Blodžetovog korita)

Kroz svoja iskustva u obavljanju kućnih poslova, posebno pranja posuđa, Pokelsova se zainteresovala za efekat sapuna na vodu i uopšteno za efekat nečistoća na vodu i vodu sa sapunom. Sa 18 godina počela je da sprovodi eksperimente u svom domu kako bi razumela fizička svojstva vode i nečistoća, kao hemičar amater.[2][8]

Kao rezultat njenih interesovanja, oko njene 20. godine, Pokelsova je osmislila klizno korito za kvantitativna merenja površinskih svojstava vode sa sapunom i srodnim supstancama. Konkretno, instrument se sastojao od korita, napravljenog od metala i pravougaonog oblika, dugačkog otprilike 70 cm, 5 cm širine i 2 cm dubine. Korito je bilo napunjeno vodom. Metalna traka od oko 1,5 cm širine položena je na površinu vode po širini korita tako da se površina vode podeli na dva dela. Po dužini korita je postojao lenjir da bi se položaj metalne trake, a samim tim i površina svakog od dva dela korita, mogla odrediti kako se traka pomera duž dužine korita.[2][8]

Agnes Pokels je dalje razvila svoj aparat postavljanjem malog diska (obično prečnika 6 milimetara), kao što je dugme, na površinu vode u koritu. Zatim je koristila vagu (obično apotekarsku) da odredi silu (težinu) neophodnu za podizanje diska iz vode. Upoređujući sile potrebne za podizanje diska iz čiste vode i vode koja sadrži nečistoće, ona je osmislila direktnu meru površinskog napona. Ovaj aparat joj je omogućio da istražuje površinske sile monomolekularnih filmova, površinski napon emulzija i rastvora, uticaj nečistoća na fizičke osobine vode i razumevanje površinske aktivnosti.[7][8]

Agnesin dizajn kliznog korita zasnovan je na prethodnim nalazima metode Ludviga Vilhelmija sa pločom za merenje površinskog napona.[9] Agnesin dizajn je uticao na kasnije istraživače koji su poboljšali metod, što je dovelo do modernog Langmjur-Blodžetovog korita koje je u širokoj upotrebi u koloidnoj i površinskoj nauci u savremeno doba.[8]

Određivanje Pokelsove tačke uredi

Pokelsova je koristila svoje klizno korito da proceni efekat malih količina nečistoća na vodu. Ove nečistoće su obično bile kućne supstance kao što su ulja i sapuni. Svojim aparatom merila je površinski napon kao količinu sile koja je potrebna da se disk podigne sa površine vode. Pokelsova je otkrila da male količine nečistoća mogu imati veliki uticaj na površinski napon vode, u poređenju sa čistom vodom.[8]

 
Šematski prikaz molekula surfaktanta (sapuna) na površini vode

Pokelsova je posebno proučavala vodu sa sapunom. Sapuni su primeri surfaktanata, koji su molekuli koji imaju hidrofilni deo molekula, dok je ostatak hidrofoban. Oni su nerastvorljivi u vodi i imaju tendenciju da ostanu na površini vode. Kada je stavljala male količine surfaktanata u njeno klizno korito, Pokelsova je otkrila da je efekat na površinski napon bio mali. Međutim, kada je klizač na površini korita prošao određenu tačku, efekat na površinski napon je bio veliki. Kada je nacrtala površinski napon na jednoj osi grafika u poređenju sa položajem klizača na njenom kliznom koritu, grafički prikaz je bio izoterma kompresije.[8]

Koristeći svoje znanje iz hemije, Pokelsova je shvatila da je tačka izoterme kompresije u kojoj se površinski napon naglo menja tačka u kojoj se formira film molekula surfaktanta koji je kontinuiran i debeo jedan molekul. Ovo je monosloj surfaktanta. Pokelsova je dalje otkrila da je ova granična tačka ista za razne surfaktantne sapune. Pošto je znala koliko surfaktanta ima u njenom kliznom koritu, kao i površinu pokrivenu jednoslojnim filmom, mogla je da izračuna oblast na površini vode koju zauzima jedan molekul. Ona je izračunala da je ovo područje 20 kvadratnih angstroma (20 Å2). Kasnije, kako su njena istraživanja postala poznata u naučnoj zajednici, ova oblast određena kliznim koritom postala je poznata kao Pokelsova tačka.[2]

Prva publikacija uredi

Godine 1891, otprilike deset godina nakon prvih merenja površinskog napona, preko svog brata Fridriha Pokelsa, saznala je da Džon Vilijam Strat, treći baron Rejli (Lord Rejli) objavljuje studije o uticaju malih količina ulja na površinu voda. Bilo joj je jasno da je istraživanje lorda Rejlija usko povezano sa njenim. Na ohrabrenje svog brata, Agnes Pokels je pisala lordu Rejliju da opiše svoj aparat, svoja otkrića i činjenicu da nije mogla da objavi svoja otkrića u naučnim časopisima tog vremena. Pokelsova originalna prepiska sa Rejlijem bila je na nemačkom jeziku i za Rejlija ju je prevela njegova supruga. Činom velikodušnosti i bez opasnosti od prepiske nepoznatog amatera, Rejli je prosledio Pokelsove nalaze časopisu Nature sa odgovarajućim propratnim pismom kako bi omogućio objavljivanje Pokelsovih nalaza.[6] Njen prvi rad bio je "Površinski napon", koji opisuje njena merenja i nalaze sa njenim kliznim koritom.[10]

Pismo lordu Rejliju je opisano u članku iz 1971. u časopisu o poreklu ravnoteže površinskog filma kao „prekretnica u istoriji površinske hemije.[6] “ Lord Rejli je zadržao svoju prepisku, a Pokelsovo pismo njemu od 10. januara 1971. godine. 1891. počeo:

„Dragi Lorde, – hoćete li mi oprostiti što sam se usudila da vas uznemiravam sa pismom na nemačkom o naučnoj temi? Pošto sam čula za plodna istraživanja koja ste sproveli prošle godine o do sada malo shvaćenim svojstvima vodenih površina, pomislila sam da bi vas moglo zanimati da znate moja sopstvena zapažanja o ovoj temi. Iz raznih razloga nisam u poziciji da ih objavim u naučnim časopisima, pa stoga usvajam ovaj način da vam saopštim najvažnije od njih."[6]

U Pokelsovom pismu Rejliju je zatim opisala svoju metodu kliznog korita, njene početne nalaze i njenu procenu ograničenja njenih eksperimentalnih metoda.[6] Na kraju njenog pisma stoji:

„Mislila sam da ne treba da vam uskratim ove činjenice koje sam primetila, iako nisam profesionalni fizičar; i opet vas molim da mi izvinite moju smelost, ostajem, sa iskrenim poštovanjem,S poštovanjem,(potpisala) Agnes Pokels“[6]

Lord Rejli je prosledio Pokelsovu prepisku uredniku časopisa Nature, uz propratno pismo od 2. marta 1891. godine. U to vreme urednik je bio ser Džozef Norman Lokjer koji je odlučio da objavi prepisku Rejlija i Pokelsa. U propratnom pismu je navedeno:

„Biću vam zahvalan ako nađete prostor za priloženi prevod zanimljivog pisma koje sam dobio od jedne nemačke gospođe, koja je sa kućnim aparatima došla do vrednih rezultata u pogledu ponašanja zagađenih vodenih površina. Raniji deo pisma gđice Pokels pokriva skoro istu osnovu kao i neki od mojih nedavnih radova, i u glavnom je u skladu sa njima. Kasniji odeljci mi se čine veoma sugestivnim, postavljajući, ako ne daju u potpunosti odgovore, mnoga važna pitanja. Nadam se da ću uskoro naći priliku za ponavljanje nekih eksperimenata gospođice Pokels."[6]

Ostvaldova biografija Pokelsove izveštava da se Pokelsova prvobitno obratila fizičarima na Univerzitetu u Getingenu u vezi sa njenim otkrićima i oni nisu bili zainteresovani.[5]

Kasnija karijera uredi

 
Agnes Pokels oko 1892.

Nakon prve publikacije, ispitivanja površinskih filmova Pokelsove su se ubrzala. Nastavila je da se dopisuje sa lordom Rejlijem. Ove komunikacije su naglasile njene nalaze u vezi sa važnosti čistoće i čistoće opreme, uključujući i prepoznavanje poteškoća u njenom sopstvenom eksperimentisanju u vezi sa ranije neprepoznatom kontaminacijom.[6][11]

Pokelsova je istakla da čak i prašina u vazduhu može uticati na rezultate sa njenim eksperimentalnim aparatom. Ona je prepoznala da nečistoće mogu uticati na ponovljivost eksperimentalnih nalaza. Pokelsova je razvila rafiniranu metodu procene jednoslojnih filmova koji se sastoji od taloga jedinjenja od interesa kao rastvora u benzenu na površini vode u njenom kliznom koritu. Kroz ovu liniju eksperimentisanja, ona je izmerila da je debljina određenih monoslojnih filmova 13Å. Uz pomoć lorda Rejlija, Pokelsova druga publikacija se pojavila u časopisu Nature 1892.[6][11]

Pokelsova je opisala efekat koji ulja mogu da imaju na vodene površine,[12] efekat koji je u objavljenoj literaturi prvi istražio Bendžamin Frenklin.[13] Njeno istraživanje proširilo se na istraživanja drugih površinskih fenomena uključujući kapilarnost i uglove kvašenja.[5]

Pokelsova je objavila 14 naučnih radova, uglavnom u nemačkim časopisima, a poslednji je objavljen 1926.[14] Na kraju je prepoznata kao pionir u novoj oblasti nauke o površini.[12] Nakon smrti svog brata, Fridriha Karla Alvina Pokelsa 1913. godine i sopstvenog lošeg zdravlja, Agnes Pokels je izgubila kontakt sa mnogim profesionalnim naučnicima i prekinula originalna istraživanja.[5]

Pokelsova nikada nije dobila zvanično imenovanje za svoje naučne poduhvate. Ipak, objavila je niz naučnih radova i na kraju dobila priznanje kao pionir u novoj oblasti nauke o površini. Komentatori su pisali: „Kada je Langmjur dobio Nobelovu nagradu za hemiju 1932. godine, za svoj rad u istraživanju monosloja na čvrstim materijama i na tečnostima, deo njegovog dostignuća je zasnovan na originalnim eksperimentima koje je prvi put napravila pomoću dugmeta i tanke tacne, mlada dama od 18 godina koja nije imala formalnu naučnu obuku."[15]

Lični život uredi

Pokelsova je provela veći deo svog života brinući se za svoje bolesne roditelje, što je, kako je primetila, "veoma izazovno". Otac joj je umro 1906, a majka 1914. U to vreme, Pokelsova je i sama bila lošeg zdravlja, zbog čega je morao da ostane neko vreme u sanatorijumu. Putovala je Evropom radi uživanja.[6] Tokom njenih kasnijih godina, bila je poznata po ulozi tetke, "Teta Agnes".[2]

Pokelsova je umrla 1935. u Braunšvajgu, Nemačka, u gradu u kome je živela tokom svoje karijere.[2]

Nagrade i zaostavština uredi

Godine 1931, zajedno sa Henrijem Devoom, Pokelsova je dobila nagradu Laura R. Leonard od Kolloid-Gesellschaft. Sledeće godine, Tehnološki univerzitet u Braunšvajgu dodelio joj je počasni doktorat - prvoj ženi koja je dobila takvu nagradu.[1][7][16]

Koristeći poboljšanu verziju ovog kliznog korita, američki hemičar Irving Langmjur je napravio dodatna otkrića o svojstvima površinskih molekula, što mu je donelo Nobelovu nagradu za hemiju 1932.[17] Pokelsov uređaj je direktan prethodnik Langmjur-Blodžet korita, koji su kasnije razvili Langmjur i fizičarka Ketrin Blodžet.[18]

Od 1993. godine, Tehnički univerzitet u Braunšvajgu dodeljuje medalju Agnes Pokels ljudima koji su napredovali na Tehničkom univerzitetu u Braunšvajgu, naglašavajući one koji su promovisali nastavu i istraživanje, posebno žene.[19]

Laboratorija Agnes Pokels osnovana je na Tehničkom univerzitetu u Braunšvajgu 2002. godine. Njegova svrha je da podstakne hemijsko obrazovanje, pomogne nastavnicima hemije i podstakne decu u potrazi za prirodnim naukama. Naglašava decu mlađu od 10 godina, posebno devojčice. U ovoj laboratoriji deca doživljavaju učenje kroz rad, slično kao zanat, bez teoretskog znanja ili napredne instrumentacije.[3]

Lord Rejli je zadržao prepisku koju je dobijao od Pokelsove i njenog brata Fridriha Pokelsa. Pokels je vodio dnevnik. Ovi dokumenti i fotografije porodice Pokels čuvani su u biblioteci Kraljevskog hemijskog društva u Burlington Hausu.[6] Povodom Pokelsovog 70. rođendana 1932. godine, nemački koloidni hemičar Volfgang Ostvald objavio je Pokelsovu biografiju.[5] Ostvaldov članak sadrži spisak njenih publikacija i rezime nekoliko njih. Takođe uključuje autobiografske odlomke Pokelsove.[5] Njena snaja Elizabet (žena Fridriha Pokelsa) takođe je objavila njenu biografiju, naglašavajući njen lični život.[20]

Publikacije uredi

  • "Površinski napon", (1891) Nature, 46, 437.
  • „O relativnoj kontaminaciji vodene površine jednakim količinama različitih supstanci“, (1892) Nature 47, 418.
  • „Odnosi između površinskog napona i relativne kontaminacije vodenih površina“, (1893) Nature, 48, 152.
  • „O širenju ulja po vodi“, (1894) Nature 50, 223.
  • „Beobachtungen über die Adhäsion verschiedener Flüssigkeiten an Glas“, (Zapažanja o adheziji različitih tečnosti na staklu), (1898) Naturwissenschaftliche Rundschau, 14, 190.
  • „Randwinkel gesättigter Lösungen an Kristallen“ (Kontaktni uglovi zasićenih rastvora na kristalima), (1899), Naturwissenschaftliche Rundschau, 14, 383.
  • "Untersuchungen von Grenzflächenspannungen mit der Cohäsionswaage", (Istraživanja površinskog napona sa ravnotežom kohezije), (1899) Annalen der Physik, 67, 668.
  • „Über das spontane Sinken der Oberflächenspannung von Wasser, wässerigen Lösungen und Emulsionen“, (O spontanom smanjenju površinskog napona vode, vodenih rastvora i emulzija), (1902) Annalen der Physik, 8, 8.
  • „Über Randwinkel und Ausbreitung von Flüssigkeiten auf festen Körpern“ (O kontaktnim uglovima i protoku tečnosti na čvrstim telima), (1914) Physikalische Zeitschrift, 15, 39.
  • „Zur Frage der zeitlichen Veränderung der Oberflächenspannun“ (O promenama površinskog napona sa vremenom), (1916) Physikalische Zeitschrift, 17, 141
  • „Über die Ausbreitung reiner und gemischter Flüssigkeiten auf Wasser“ (O širenju čistih i mešanih tečnosti na vodi) (1916) Physikalische Zeitschrift, 17, 142.
  • "Die Anomalie der Wasseroberfläche" (Anomalije vodene površine) (1917) Die Naturwissenschaften, 5, 137 u. 149.
  • „Zur Frage der Ölflecke auf Seen“ (O mrljama od ulja na jezerima) (1918) Die Naturwissenschaften, 6, 118.
  • „Merenje površinskog napona sa vagom“ (1926) Science 64, 304.

Reference uredi

  1. ^ a b v g Byers, Nina; Williams, Gary, ur. (2010). Out of the Shadows : Contributions of Twentieth-Century Women to Physics. Cambridge: Cambridge University Press. str. 36—42. ISBN 9780521169622. 
  2. ^ a b v g d đ Derrick, M. Elizabeth (decembar 1982). „Agnes Pockels, 1862-1935”. Journal of Chemical Education. 59 (12): 1030—1031. Bibcode:1982JChEd..59.1030D. doi:10.1021/ed059p1030. Pristupljeno 3. 10. 2021. 
  3. ^ a b Mischnick, Petra (2011). „Learning Chemistry—the Agnes-Pockels-Student-Laboratory at the Technical University of Braunschweig, Germany”. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 400 (6): 1533—1535. PMID 21448601. doi:10.1007/s00216-011-4914-6. 
  4. ^ „150th Birthday of Agnes Pockels”. ChemViews. 14. 2. 2012. Pristupljeno 13. 7. 2013. 
  5. ^ a b v g d đ Ostwald, Wilhelm (1932). „Die Arbeiten von Agnes Pockels über Grenzschichten und Filme”. Kolloid-Zeitschrift. 58: 1. doi:10.1007/BF01428266. 
  6. ^ a b v g d đ e ž z i j Giles, C.H.; Forrester, S.D. (januar 1971). „The Origins of the Surface Film Balance”. Chemistry and Industry. 9: 43—53. 
  7. ^ a b v Helm, Christiane A. „Agnes Pockels: Life, Letters and Papers” (PDF). aps.org. American Physical Society. Pristupljeno 8. 10. 2021. 
  8. ^ a b v g d đ Greene, J.E. (2014). „Organic Thin Films: From Monolayers on Liquids to Multilayers on Solids”. Physics Today. 67 (6): 43. Bibcode:2014PhT....67f..43G. doi:10.1063/PT.3.2419  . 
  9. ^ Sella, Andrea. „Pockels' Trough”. chemistryworld.com. Royal Society of Chemistry. Pristupljeno 25. 10. 2021. 
  10. ^ Pockels, Agnes (12. 3. 1891). „Surface Tension” (PDF). Nature. 43 (1891): 437—439. Bibcode:1891Natur..43R.437R. doi:10.1038/043437c0. Pristupljeno 27. 11. 2019. 
  11. ^ a b Pockels, Agnes (1892). „On the Relative Contamination of the Water-Surface by Equal Quantities of Different Substances”. Nature. 46 (1192): 418. Bibcode:1892Natur..46..418P. doi:10.1038/046418e0  . 
  12. ^ a b Zabawski, Evan (april 2012). „Any Suggestion Within Boundaries”. Tribology & Lubrication Technology. 68 (4): 6. Pristupljeno 24. 10. 2021. 
  13. ^ Behroozi, Peter (2007). „The Calming Effect of Oil on Water”. The American Journal of Physics. 75 (5): 407. Bibcode:2007AmJPh..75..407B. doi:10.1119/1.2710482. Pristupljeno 24. 10. 2021. 
  14. ^ Miller, Harry East (1936). „Agnes Pockels”. Science. 83 (2157): 404. doi:10.1126/science.83.2157.404.b. Pristupljeno 24. 10. 2021. 
  15. ^ „Agnes Pockels | 175 Faces of Chemistry”. www.rsc.org. Pristupljeno 2018-12-19. 
  16. ^ „Agnes Pockels”. thebumblingbiochemist.org. The Bumbling Biochemist. Pristupljeno 7. 10. 2021. 
  17. ^ „The Nobel Prize in Chemistry 1932”. Nobel Prize.org. Pristupljeno 13. 7. 2013. 
  18. ^ „Agnes Pockels: The Invention of the "Slide Trough"”. X Timeline. Arhivirano iz originala 18. 10. 2013. g. Pristupljeno 13. 7. 2013. 
  19. ^ Kruse, Andrea; Schwarzl, Sonja M. „Who Was Agnes Pockels?”. tu-braunschweig.de. Braunschweig Technical University. Pristupljeno 8. 10. 2021. 
  20. ^ Pockels, E. (1949). „Ein gelehrtes Geschwisterpaar - Zur Erinnerung an Agnes Pockels (1862–1935)”. Bericht der Oberhessischen Gesellschaft für Natur-und Heilkunde. 24: 303. 

Dodatna literatura uredi

  • C.H. Giles and S.D. Forrester, "The origins of the surface film balance: Studies in the early history of surface chemistry, part 3", Chemistry and Industry, pp. 43–53 (9 January 1971). (Note: This article contains one of the most detailed stories on Agnes Pockels, including photos of her and her family.)
  • Charles Tanford, Ben Franklin stilled the waves: An informal history of pouring oil on water with reflections on the ups and downs of scientific life in general, Oxford University Press, 2004.
  • M. Elizabeth Derrick, "Agnes Pockels, 1862-1935", Journal of Chemical Education, vol. 59, no. 12, pp. 1030–1031 (Dec. 1982).
  • Andrea Kruse and Sonja M. Schwarzl. "Zum Beispiel Agnes Pockels." In: Nachrichten aus der Chemie, 06, 2002.
  • Agnes Pockels in Contributions of 20th Century Women to Physics at UCLA
  • Agnes Pockels Biography [German]
  • The Agnes Pockels Laboratory at the Technical University of Braunschweig
  • Agnes Pokels na sajtu LibriVox (jezik: engleski)
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Агнес_Покелс&oldid=27357066”