קטרין בר בלודג'ט

קורות חיים

בלודג'ט נולדה בסקנקטדי שבניו יורק, להורים גאורג רדינגטון בלודג'ט (1862–1897) וקטרין בצ'אנן (1865-?). אביה של בלודג'ט היה ראש עורכי הדין של מחלקת הפטנטים של ג'נרל אלקטריק בסקנקטדי. ב-3.12.1897 נורה בביתו ויום לאחר מכן מת מפצעיו. כמה שבועות אחר כך נולדה בלודג'ט.
לאחת לידתה של בלודג'ט ומותו של אביה, עברה אמה איתה ועם אחיה הגדול לצרפת. לאחר מכן חזרו לניו יורק, ובלודג'ט נשלחה לבית הספר רייסון, שם קיבלה חינוך טוב יותר מאשר שאר בנות גילה, והפגינה כישורים מתמטיים ופיזיקליים נדירים.
תחביבה של בלודג'ט כללו משחק וגינון. היא האמינה בשימור משאבי טבע טבעיים, ופעלה באגודת ה- Zonta International, ארגון חובק עולם של נשים שמטרתו לקדם שוויון.

לימודים וקריירה מחקרית

בשנת 1917 נפגשה בלודג'ט עם ארווינג לנגמיור חתן פרס נובל לכימיה שעבד עם אביה, והוא עודד אותה להרחיב את הידע הפיזיקלי שלה בטרם תנסה למצוא עבודה בGE. את התואר הראשון שלה בפיזיקה קיבלה בלודג'ט מאוניברסיטת Bryn Mawr באותה שנה. לאחר מכן עשתה את התואר השני באוניברסיטת שיקגו, וב-1918 הצטרפה למעבדות המחקר התעשייתי של GE, ועבדה עם ארווינג לנגמיור. בהמלצתו הצטרפה לאוניברסיטת קיימברידג', ובשנת 1926 הייתה האישה הראשונה לקבל באוניברסיטה זו דוקטורט בפיזיקה.
ב-1933 פיתחה בלודג'ט את ה- color gauge- שיטה למדידת עובי של שכבות דקות ברזולוציה של מאיות מיליונית המטר. ב-1935 הצליחה לשפר את השיטה, ולמדוד שכבה בעובי של מולקולה אחת בודדה. בדצמבר 1938 הצליחה לייצר בלודג'ט זכוכית בלתי נראית בעזרת הידע שצברה מהישגיה הקודמים. בזכוכית זו השתמשו באופטיקה, בייצור מצלמות, ואף בבניית חלונות ראווה לחנויות.
בנוסף עבדה בלודג'ט יחד עם לנגמיור על שיפור חוט הטונגסטן במנורת להט, עזרה לפתח סוג חדש של מסך עשן, ובמהלך מלחמת העולם השנייה עבדה על שיטה להוצאת הקרח מכנפי מטוסים.
העבודה של בלודג'ט תרמה רבות בתחומים רבים, ועל ידי לנגמיור היא תוארה כ"נסיינית מוכשרת", ו-" שילוב נדיר בין יכולות תאורטיות ומעשיות".
ב-1963 פרשה לגמלאות.

עבודתה המחקרית

בשנת 1917 התחילה בלודג'ט לעבוד במעבדות המחקר של GE יחד עם זוכה פרס נובל ארווינג לנגמיור. במעבדות אלו פיתחה את ה- color gauge, ואת הזכוכית הבלתי נראית.

color gauge

בשנת 1933 הצליחה קטרין ליצור פלטה של שכבות חד מולקולאריות (monolayers) של חומצה סטארית בעובי של כמה מאיות המיליונית של מטר. ב-1935 פיתחה את הגילוי, ויצרה שיכבה אחת בעובי של מולקולה בודדה. הישגים אלו מרשימים ביותר והיוו אתגר טכנולוגי גדול.
לאחר מכן יצרה שכבות שונות בעוביים שונים מbarium stearate-, ושידרה לשכבות אלו אור לבן- חבילת גלים בתחום אורכי גל של 380–750 ננו מטר (התחום הנראה). הגלים פגעו בשכבה, אבל רובם נהרסו. אם עובי השכבה היה מותאם בגודלו לאורך גל מסוים כך שהוא לא יעוות או יהרוס אותו (לפי חוק נייקווסט, על האורך הגל היה להיות גדול פי 2 לפחות מאשר עובי השכבה כדי שדבר זה יקרה), הגל עבר הלאה או חזר חזרה. כשהוא עושה זאת הוא משקף צבע מסוים. לכל עובי שכבה מתאים גל באורך גל ספציפי שחוזר או עובר הלאה כאשר משדרים לשכבה האור הלבן, ועל כן כל שכבה תשקף צבע הספציפי לה לאחר שידור האור הכולל מספר אורכי גל שונים. בלודג'ט בדקה איזה צבע משקף כל עובי, ובכך קבעה "סרגל" שהגיע לרזולוציות שאפשרו מדידה וזיהוי של צבעים בתחום האור הנראה, ושל שכבות בעובי של עד עשרות ננו מטרים.

זכוכית בלתי נראית

בשנת 1938, כשעבדה בלודג'ט במעבדות של GE, המציאה את הזכוכית הבלתי נראית. היא הבינה שציפוי של כ-44 שכבות חד מולקולאריות שוות בעוביין לרבע למדא- ממוצע אורכי הגלים באור לבן חלקי ארבע. על כן, לפי חוק נייקווסט ציפוי זה לא מעוות את הגלים כשהם נכנסים אליו. בנוסף כל גל שנכנס אליו בצורה מסוימת יחזור על ידי המראה ויצא מהציפוי בדיוק בצורה ההפוכה (יעשה דרך של חצי למדא- רבע הלוך ורבע חזור). כשגלים אלו ייצאו מן הציפוי הם יפגשו גלים חדשים שנשלחו לציפוי וזהים להם, אבל הם בהפרש של כחצי למדא מהם. הפרש זה בין גלים גורם להתאבכות הורסת, וכל גל באורך גל מסוים מספקטרום האור הנראה (אור לבן) שנשלח לציפוי יתבטל על ידי הגל בעל אורך הגל הזהה לו ושקדם לו, או ייכנס לציפוי, יפגע במראה, יצא מהציפוי (ובכך יעשה דרך של כחצי למדא), ויבטל את הגל הבא באורך גל זהה לו. בדרך זו אין גל הפוגע במראה וחוזר לעינינו, ובכך המראה היא בלתי נראית.
בהמשך עבדו חוקרים אחרים על כך שהציפוי יהיה עמיד, ולא סבון שאפשר לנגבו.