Марк, Герман Фрэнсис

Герман Фрэнсис Марк (; , Вена, Австро-Венгрия — , Остин, Техас, США) — американский химик австрийского происхождения, обладатель множества учёных степеней и научных наград. Внёс значительный вклад в науку о полимерах, развил её как отдельную область химических знаний, разработал первую программу обучения науке о полимерах, был одним из главных создателей секции полимеров ИЮПАК.

Биография

Детство 
Герман Фрэнсис Марк родился  в Вене в семье врача Германа Карла Марка и его жены Лили Мюллер, где был вторым сыном. Юноша взрослел в окружении таких людей, как основатель психоанализа Зигмунд Фрейд, писатель Артур Шницлер, основоположник политического сионизма Теодор Герцль, которые ужинали вместе с его отцом у них дома. Марк увлекался лыжами и футболом, играл в составе сборной Австрии по футболу.

К занятию наукой Марка, по словам учёного, его сподвиг учитель математики и физики Франц Хлавати. На двенадцатилетнего Марка также оказала влияние экскурсия по лабораториям Венского Университета, которую организовал отец его друга Герхардта Кирша. Мальчики имели доступ к реактивам через своих отцов, и в раннем возрасте стали проводить опыты.

Служба в армии (1913—1914) 
В 1913 Марк окончил среднюю школу, и перед ним встал выбор — пойти сразу в университет, а потом пройти обязательную службу в армии, или наоборот. Марк решил сначала отслужить и пополнил ряды австрийской армии в качестве рядового в элитной высокогорной пехоте. Их расположение находилось в горах Южного Тироля. Марк находил армейскую жизнь вполне сносной, стал заядлым альпинистом. Летом 1914 года Марк планировал по окончании службы вернуться домой, однако начало Первой мировой войне задержало его в армии ещё на 5 лет.

Первая мировая война (1914—1919) 
Марк участвовал в боевых действиях на всех фронтах, был ранен несколько раз и награждён пятнадцатью медалями за храбрость. Когда итальянская армия захватила Монте-Ортигара, ему довелось вести контрнаступление, в ходе которого ценой больших потерь личного состава ключевая точка была отхвачена. Остаток войны Марк провёл в плену, будучи заключенным в женском монастыре близ Бари, где изучал языки и химию, которую начал учить двумя годами ранее, пока лежал в госпитале с ранением. В октябре 1919 года он узнал, что его отец болен, и, подкупив охрану, Марк отправился на поезде в Вену.

Возвращение в Вену (1919—1921) 

Вернувшись в Вену, Марк поступил в Венский университет и нагонял проведённое на фронте время, осваивая программу по три семестра в год. Он окончил университет в 1921 году, и получил степень доктора философии, защитив под руководством  докторскую диссертацию о получении и свойствах пентафенилэтильного радикала. В 1921 году Шлёнку предложили должность заведующего кафедрой в Берлинском университете, которую ранее занимал нобелевский лауреат Эмиль Фишер. Шлёнк принял должность и пригласил Марка перейти в Берлинский университет вместе с ним.

Научная карьера 
На протяжении своей научной деятельности Марк работал с такими видными учёными, как Вильгельм Шлёнк — его научный руководитель в Вене, Макс Перуц, у которого он преподавал физическую химию, Лайнус Полинг, которого Марк познакомил с методом электронной дифракции. По его словам, он совершил более пятисот поездок по всему миру, читая лекции в университетах и промышленных лабораториях.

Общество кайзера Вильгельма (1922—1926) 

Спустя год, после того как Марк прибыл в Берлин, директор Общества кайзера Вильгельма (ОКВ) Фриц Габер по рекомендации Шлёнка принял молодого учёного на должность химика-органика в Институт исследования волокон при ОКВ в Далеме. Марк работал в группе Майкла Полани, которая занималась рентгеноструктурным анализом.

Среди исследований, проведённых Марком в группе Полани, были:
 изучение модуля упругости целлюлозных волокон, в ходе которого они обнаружили образование кристаллоподобных структур, ориентированных вдоль волокон — аналогичные структуры наблюдались при холодном волочении металлической проволоки. Так группа приступила к детальному анализу изменений, сопровождающих холодное волочение цинковой проволоки
 кристаллографическое исследование молекулы уротропина (1923) — одной из первых сравнительно сложных органических молекул в то время;
 исследование структуры графита (1924), в ходе которого он убедился, что ковалентная связь может распространяться за пределы элементарной ячейки
 исследование особенностей поведения щавелевой кислоты в растворе (1924);
 исследование двойного лучепреломления в каломели (1926), причину которого он нашёл в её кристаллической структуре;
 исследование диоксида углерода (1925—1926), в ходе которого он установил длину связи углерод—кислород;
 его данные о сравнении структуры этана и диборана (1925) показали, что эти молекулы имеют одинаковую геометрию;
 внёс вклад в исследование таких проблем физики, как естественная ширина, коэффициент преломления и поляризация рентгеновских лучей, Эффект Штарка и эффект Комптона.

И. Г. Фарбениндустри (1926—1932) 

В первой половине XX века корпорация IG Farben производила значительные количества вискозы и ацетилцеллюлозы и располагала хорошо оборудованными лабораториями для проведения фундаментальных исследований. В 1926 году директор IG Farben  пригласил Марка возглавить лабораторию по исследованию высокомолекулярных соединений в Людвигсгафене. Марк исследовал целлюлозу, полистирол, поливинилхлорид и некоторые из первых синтетических каучуков.

Вклад Марка в науку за время работы в Людвигсгафене:
 вместе с Мейером в 1928 году нашёл решение кристаллографической структуры целлюлозы, которое показало, что целлюлоза представляет длинные цепочки, состоящие из остатков глюкозы, и которое было в согласии с данными химического анализа
 решил кристаллографическую структуру натурального каучука совместно с коллегой Г. фон Зузихом, на основании чего было установлено, что двойная связь в полимере имеет цис-конфигурацию
 показал, что промышленно изготавливаемые полимеры по прочности не достигают 10 % предела прочности, рассчитанного Марком для идеального волокна на основе кристаллографических данных. Он объяснил это различными дефектами реального волокна
 впервые провёл электронографические исследования газов, определив длины и углы связей в таких соединениях, как тетрахлориды углерода и германия, бензол, циклогексан, цис- и транс-1,2-дихлорэтилен. Ещё в 1930 году Марк отметил, что полученные данные противоречат идее о свободном вращении в 1,2-дихлорэтилене.

В 1932 году член совета директоров IG Farben Вильгельм Гауз предупредил Марка, который был иностранцем с еврейскими корнями, что ввиду возможного прихода к власти партии Гитлера Марк может столкнуться с серьёзными трудностями, работая в корпорации, и предложил ему перейти на академическую работу.

Вена (1932—1938) 
В 1932 году Марку предложили должность профессора физической химии и директора первого химического института в Венском университете, где он поставил своей целью создать институт по исследованию полимеров и программу обучения химиков-полимерщиков. К 1936 году он успешно справился с созданием программы подготовки специалистов в области полимерной химии. Марк сконцентрировал свои усилия на исследовании кинетики и механизмов полимеризации, поскольку хотел помочь промышленности. Его программа обучения вскоре стала известна в кругах промышленников и среди студентов со всего мира; студенты, прошедшие обучение по этой программе были востребованы на производстве. Совместно с  Марк сформулировал статистическую теорию эластичности сшитых каучуков.

В 1935 году Марк решил совместить свои научные интересы с увлечением альпинизмом, которое он приобрёл ещё во время службы в армии. Для этого он уговорил друзей из Академии наук СССР организовать экспедицию на высочайшую вершину Кавказских гор с целью определить, накапливается ли в ледниках дейтерий. Полученные результаты были неоднозначными, однако участники экспедиции остались довольными.

В ходе очередного политического переворота в 1938 году армия Гитлера оккупировала Австрию, Марка лишили занимаемой должности и арестовали гестаповцы за отношения с его боевым товарищем канцлером Энгельбертом Дольфусом, который боролся за независимость Австрии и был убит нацистами при попытке переворота в 1934 году. Марка допрашивали о его работе в IG Farben и отношениях с Дольфусом. Спустя четыре дня учёного выпустили из тюрьмы, однако изъяли его паспорт и переписку с Эйнштейном. Чтобы вернуть паспорт, Марк обратился к бывшему однокласснику, влиятельному человеку при новом режиме, за услугой, которая обошлась ему в годовое жалование профессора.

Учёный решил перебраться вместе с семьей в Канаду, Хоксбери, куда его в сентябре 1937 года на встрече в Дрездене пригласил Карл Б. Торн, управляющий директор завода , на должность руководителя научно-исследовательской работы. Торн писал Марку и ранее, наслышанный о его профессиональных качествах, ещё в мае 1937 года. Он писал, что растут запросы потребителей и конкуренция на рынке, что лаборатории завода устаревают и он заинтересован в том, чтобы Марк возглавил его лаборатории. Тогда Марк не смог принять предложение, но выразил готовность в реорганизации лаборатории и обучению сотрудников новшествам в области полимеров, а также время от времени ездить с консультациями на завод. Однако Торн хотел, чтобы Марк работал в компании на постоянной основе. Тогда Марк ещё не знал, что это предложение станет его спасительным мостом из оккупированной страны.

Так Марк начал готовиться к выезду. Он постепенно делегировал свои обязанности коллегам. Чтобы провезти через границу ценные вещи, он тайно закупил платиновую и иридиевую проволоку на сумму около 50 тыс. долларов и делал из неё вешалки для одежды. В конце апреля вместе с женой и двумя сыновьями Марк покинул страну с нацистским флагом на радиаторе и лыжами на крыше его автомобиля под видом поездки в Швейцарию на горнолыжный курорт. На следующий день они прибыли в Цюрих, откуда двинулись через Францию в Англию. Из Англии Марк направился морем в Монреаль, куда прибыл 26 сентября 1938 года. Спустя несколько недель к нему присоединилась его семья.

Жизнь в Канаде и США (1938—1992) 

Марк проработал в Хоксбери два года, которые он посвятил улучшению процессов обработки и изготовления целлюлозы, ацетилцеллюлозы и вискозы. Особенно сложной оказалась работа над вискозой из-за требований стандартов шинной промышленности, где она начала использоваться в качестве корда. В ходе этой работы Марк приобрёл полезные связи в DuPont, которые помогли ему получить в 1940 году место адъюнкт-профессора в лаборатории в Бруклинском политехническом институте и должность консультанта в DuPont, когда возможности старой лаборатории стали недостаточны для удовлетворения его научных интересов.

В Бруклине Марка назначили в группу Shellac Bureau под руководством Уильяма Гарднера. Исследования спонсировала U.S. Shellac Import Organization, которая была заинтересована в заменителях шеллака из Индии и Индонезии, ввиду возможного прекращения поставок из-за угрозы войны с Японией. Здесь как нельзя кстати пригодился исследовательский опыт, приобретённый в IG Farben, где Марк работал с полимерами, похожими по свойствам на шеллак.

Потребности Shellac Bureau позволили Марку внедрить курс изучения полимеров в Бруклинском политехе. Большую помощь ему оказали преподаватели известный в то время кристаллограф Исидор Фанкюхен,; химик-технолог и будущий мультимиллионер-филантроп  и директор института Гарри Роджерс. При поддержке Роджерса и главы химического факультета Рэймонда Кирка Марк немедленно приступил к преподаванию курса общей химии полимеров.

В начале своей работы в Бруклине Марк получил от своего коллеги Исидора Фанкюхена ироничное прозвище «Der Geheimrat», что означает в переводе «тайный советник», но в немецких университетах оно имело особое, непереводимое значение. Этот титул давался немецкими кайзерами выдающимся учёным, однако вызывал в голове образ напыщенного, помпезного профессора. Поскольку Марк являл собой полную противоположность этому образу, прозвище неотрывно закрепилась за Марком.

Годы работы в Бруклине пришлись на Вторую мировую войну, и Марк принял участие в нескольких военных проектах, среди которых был снегоход , десантное судно Ducq и ледяная посадочная плавучая площадка, над которой также работал сын Марка — Ханс.

Поле работы Марка в Бруклине сильно расширилось. У него были контракты на исследования с , в ходе которых он взял себе в ученики А. В. Тобольского,  и . Хотя на тот момент никто из них не работал с высокомолекулярными соединениями, позже они стали ведущими специалистами по исследованию полимеров. Под влиянием Марка такие одарённые ученики как Самуэль Кримм и Р. С. Штайн сделали карьеру в тогда ещё непопулярной области науки.

В 1947 году был основан Институт исследования полимеров. Под руководством Марка была разработана программа обучения студентов. Им же были организованы еженедельные субботние симпозиумы, на которых выступали видные ученые и которые повысили престиж Бруклинского политехнического института как места концентрации и развития знаний о полимерах. Марк также организовал интенсивные летние курсы по полимерной науке, на которые приглашал учёных и промышленников.

В 1962 году Марк посетил Японию, когда его пригласили представить лекцию о полимерах японскому императору. Обычно практикой было приглашать нобелевских лауреатов, но в случае Марка это была особая честь, так как он не был обладателем этой награды.

В 1972 году Марк стал одним из первых американцев, которые посетили коммунистический Китай.

Когда Марку исполнилось 70 лет, он прекратил читать постоянный курс лекций в Бруклинском политехе, однако каждый год выступал с докладом «What is new in polymers», в котором делился своими наблюдениями и знаниями, полученными в ходе его многочисленных путешествий по всему миру.

Основные труды 
 Kurt H. Meyer and H.Mark, Der Aufbau der hochpolymeren organischen Naturstoffe, 1930
 H. Mark, Physik und Chemie der Zellulose, 1932
 H. Mark, Physical Chemistry of High Polymers, 1938
 H. Mark, Giant Molecules, в серии Life Science Library, 1966
 H. Mark (ed.), Encyclopedia of polymer science and technology, vv. 1—15, 1964—1972

Признание 
Марк — обладатель почетных степеней во множестве университетов, таких как университет Льежа, Уппсалы, Берлина, Вены, Мадрида, Праги, Техниона в Хайфе. Член Королевского Института, Национальной Академии Наук и Советской Академии Наук.

Награды 
 Медаль Герца, 1928
 Медаль Вильгельма Экснера, 1934
 Медаль , 1960
 Медаль Эллиота Крессона, 1966
 Премия Уилларда Гиббса, 1975
 Премия Гумбольдта, 1978
 Национальная научная медаль США, 1979
 Премия Вольфа по химии, 1979
 Медаль Перкина, 1980
 Национальная научная медаль, 1980
 , 1989
Полный список достижений и наград можно посмотреть здесь

Семья 
Герман Фрэнсис Марк был женат на Мэри (Мими) Шрамек. У них было два сына, старшего звали Ганс.

См. также 
 Уравнение Марка — Куна — Хаувинка

Примечания 
Комментарии

Источники

Литература 
 
 
 American Chemical Society National Historic Chemical Landmarks. Foundations of Polymer Science:  Herman Mark and the Polymer Research Institute
 
 

Химики США
Химики Австрии
Химики XX века
Иностранные члены АН СССР
Иностранные члены РАН
Лауреаты премии Харви
Награждённые медалью Вильгельма Экснера
Персоналии:DuPont
Члены Национальной академии наук США
Награждённые медалью Чарльза Гудьира
Лауреаты премии «Пионер химии»
Почётные доктора Венского технического университета
Почётные доктора Венского университета
Почётные доктора Грацского университета
Почётные доктора Уппсальского университета
Почётные доктора Свободного университета Берлина
Президенты Реологического общества