ایروینگ لانگمویر

ایروینگ لانگمویر (به زبان انگلیسی: Irving Langmuir؛ زادهٔ ۳۱ ژانویهٔ ۱۸۸۱ – درگذشتهٔ ۱۶ اوت ۱۹۵۷) یک فیزیک‌دان و شیمی‌دان آمریکایی بود که برای کشف‌ها و تحقیقاتش در زمینهٔ شیمی سطحی، برندهٔ جایزه نوبل شیمی در سال ۱۹۳۲ شد. او اولین شیمی‌دان صنعتی بود که این جایزه را دریافت کرد. لانگمویر سهم‌های برجسته‌ای در فیزیک، شیمی و مهندسی داشت، از جمله بهبود لامپ‌های رشته‌ای پرشده از گاز، کشف هیدروژن اتمی، معرفی اصطلاح پلاسما برای گازهای یونیزه، توسعهٔ جوشکاری هیدروژن اتمی، معادلهٔ فضای شارژ چایلد-لانگمویر، ایزوترم جذب لانگمویر، لایه‌های تک‌مولکولی (فیلم‌های لانگمویر-بلاجت)، و کارهای پیشگام در اصلاح آب و هوا از طریق بذرپاشی ابرها. او بیش از ۲۰۰ مقاله علمی منتشر کرد و ۶۳ اختراع ثبت کرد. 

لانگمویر بیش از ۴۰ سال در آزمایشگاه تحقیقاتی جنرال الکتریک (GE) کار کرد و به عنوان دستیار مدیر و سپس مشاور فعالیت داشت. او همچنین در پروژه‌های نظامی مانند توسعهٔ سونار، دودزا برای پنهان‌کاری، و ضد زیردریایی در جنگ جهانی اول و جنگ جهانی دوم مشارکت داشت. لانگمویر علاقه‌مند به پدیده‌های طبیعی "علم در فضای باز" بود و به عنوان رئیس انجمن شیمی آمریکا (۱۹۲۹) و انجمن پیشرفت علوم آمریکا (۱۹۴۱) خدمت کرد. میراث او شامل نام‌گذاری مجلهٔ شیمی سطحی لانگمویر، یک کوه در آلاسکا، و یک کالج مسکونی در دانشگاه ایالتی نیویورک است.

 زندگی اولیه 
ایروینگ لانگمویر در ۳۱ ژانویهٔ ۱۸۸۱ در بروکلین، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، زاده شد. او سومین فرزند از چهار پسر چارلز لانگمویر (یک مدیر بیمه از خانوادهٔ اسکاتلندی) و سیدی کامینگز (از تبار مهاجران مایفلور) بود. والدینش عادت به ثبت دقیق رویدادها داشتند که لانگمویر نیز از کودکی آن را تقلید کرد. آموزش اولیهٔ او در مدارس عمومی بروکلین، فیلادلفیا، و پاریس (۱۸۹۲–۱۸۹۵) طی مأموریت سه‌سالهٔ پدرش در اروپا گذشت. از کودکی به شیمی، فیزیک و ریاضیات علاقه‌مند شد و آزمایش‌هایی مانند ساخت باتری و بررسی کریستال‌ها انجام داد. او در پرات انستیتو بروکلین و آکادمی چستنات هیل فیلادلفیا تحصیل کرد. خانواده‌اش به فعالیت‌هایی مانند کوهنوردی و اسکی علاقه‌مند بودند که بر علاقهٔ مادام‌العمر لانگمویر به طبیعت تأثیر گذاشت.

 تحصیلات 
لانگمویر در سال ۱۹۰۳ از دانشگاه کلمبیا با مدرک مهندسی متالورژی فارغ‌التحصیل شد. او این رشته را انتخاب کرد زیرا برنامهٔ درسی آن قوی در شیمی بود، فیزیک بیشتری نسبت به رشتهٔ شیمی داشت، و ریاضیات بیشتری نسبت به رشتهٔ فیزیک. سپس به دانشگاه گوتینگن آلمان رفت و زیر نظر والتر نرنست (شیمی‌دان فیزیکی) تحصیل کرد. در سال ۱۹۰۶ مدرک کارشناسی ارشد و دکترا دریافت کرد. رسالهٔ دکترای او "دربارهٔ تجزیهٔ جزئی گازهای تجزیه‌شده طی خنک‌سازی" بود که به بررسی تجزیهٔ بخار آب و دی‌اکسید کربن در دماهای بالا می‌پرداخت. در آلمان، تحت تأثیر نرنست در کاربردهای عملی تحقیقات بنیادی و فلیکس کلاین (ریاضی‌دان) در استفاده از ریاضیات به عنوان ابزار و تعامل بین علم نظری و کاربردی قرار گرفت. او همچنین به اسکی و کوهنوردی پرداخت که علایق مادام‌العمر او شدند.

 حرفه علمی 
بندانگشتی|ایروینگ لانگمویر و ویلیس رادنی ویتنی
پس از بازگشت به آمریکا، لانگمویر از ۱۹۰۶ تا ۱۹۰۹ به عنوان مدرس شیمی در انستیتو فناوری استیونز در هوبوکن، نیوجرسی کار کرد، اما از کمبود زمان برای تحقیق و حقوق پایین ناراضی بود. در تابستان ۱۹۰۹، به جای تعطیلات کوهنوردی، در آزمایشگاه تحقیقاتی جنرال الکتریک در شنکتدی، نیویورک کار کرد و به دلیل تمرکز بر تحقیقات بنیادی، آزادی عمل دانشمندان و تجهیزات موجود، دعوت به ماندن را پذیرفت. او تا بازنشستگی در ۱۹۵۰ در GE ماند و سپس تا مرگش مشاور بود. از ۱۹۱۹ دستیار مدیر و سپس دستیار مدیر تحقیقاتی شد.

تحقیقات لانگمویر بیش از ۵۰ سال را پوشش داد و شامل واکنش‌های شیمیایی، اثرات حرارتی، تخلیه‌های الکتریکی در گازها، ساختار اتمی، پدیده‌های سطحی در خلاء، و علوم جوی بود. او حدود ۲۰۰ مقاله منتشر کرد و ۶۳ پتنت ثبت کرد. کارهای او اغلب از پدیده‌های خلاء ناشی می‌شد و مکانیسم‌های اتمی و مولکولی را بررسی می‌کرد. او ۵۴ دفترچه یادداشت پر از ثبت دقیق آزمایش‌ها داشت. در جنگ جهانی اول، روی سونار و فناوری‌های ضد زیردریایی کار کرد. در جنگ جهانی دوم، روی یخ‌زدایی هواپیما در کوه واشینگتن، تولید ذرات جوی، فیلترها، و ژنراتورهای دود نظامی (۱۰۰ برابر کارآمدتر) تحقیق کرد. او پروژهٔ سیروس (Project Cirrus) را برای اصلاح آب و هوا رهبری کرد و آزمایش‌هایی مانند بذرپاشی ابرها با یخ خشک و ید نقره در ۱۹۴۶–۱۹۴۹ انجام داد که منجر به بارش‌های سنگین شد، هرچند ارتباط آن بحث‌برانگیز بود.

 کارهای برجسته 
لانگمویر سهم‌های گسترده‌ای داشت که بسیاری به نام او شناخته می‌شوند:

 بهبود لامپ رشته‌ای: در ۱۹۱۳–۱۹۱۶، مشکل سیاه‌شدن لامپ‌های خلاء بالا را با پر کردن گاز بی‌اثر (نیتروژن و آرگون) و طراحی رشتهٔ مارپیچ حل کرد، که همراه با رشتهٔ تنگستن ویلیام کولیج، لامپ‌های مدرن را پایه‌گذاری کرد و مصرف برق را کاهش داد.
 کشف هیدروژن اتمی: در ۱۹۱۲، کشف کرد که رشتهٔ تنگستن داغ هیدروژن مولکولی را به اتم‌ها تجزیه می‌کند، که منجر به توسعهٔ مشعل جوشکاری هیدروژن اتمی برای دماهای بالا (از طریق بازترکیب) شد.
 پمپ خلاء کندانساسیون: در ۱۹۱۶، پمپی سریع و کارآمد برای خلاء بالا با استفاده از مبردها اختراع کرد.
 پدیده‌های ترمیونیک: در ۱۹۱۳–۱۹۳۷، انتشار الکترون از سطوح داغ را مطالعه کرد، رشتهٔ تنگستن توریم‌دار برای انتشار بالا توسعه داد، و معادلهٔ فضای شارژ چایلد-لانگمویر (جریان الکترون متناسب با توان ۳/۲ پتانسیل) را استخراج کرد که در لوله‌های خلاء و فناوری‌های الکترونیکی کاربرد دارد.
 شیمی سطحی: از ۱۹۱۶، جذب، چگالش و تبخیر مولکول‌های گاز روی سطوح جامد را بررسی کرد، لایه‌های تک‌اتمی پایدار روی تنگستن و پلاتین مشاهده کرد، و نظریهٔ عمومی فیلم‌های جذب‌شده فرموله کرد. ایزوترم جذب لانگمویر را توسعه داد. با کاترین بلاجت و وینسنت شفر روی لایه‌های تک‌مولکولی ارگانیک روی آب کار کرد که به فیلم‌های لانگمویر-بلاجت (برای مطالعات غشاهای سلولی) منجر شد. برای این کارها نوبل ۱۹۳۲ را برد.
 ساختار اتمی و پیوند شیمیایی: در ۱۹۱۹–۱۹۲۱، مستقل از گیلبرت لوئیس، نظریهٔ لوئیس-لانگمویر ساختار مولکولی و کووالانسی را توسعه داد.
 پلاسما و تخلیه‌های گازی: در ۱۹۲۳–۱۹۳۲، اصطلاح "پلاسما" را برای گاز یونیزه بدون شارژ فضایی معرفی کرد، پدیده‌های تخلیه گازی را مطالعه کرد، الکترودهای پروب توسعه داد، و نوسانات پلاسما را بررسی کرد که پایهٔ فیزیک پلاسما شد.
 علوم جوی و اصلاح آب و هوا: از ۱۹۳۸، پدیده‌های طبیعی مانند گردش سطحی اقیانوس (توضیح رگه‌های دریایی)، تولید دود نظامی، و بذرپاشی ابرها را بررسی کرد. او انتقال حرارت در گازها را مطالعه کرد که به توربین‌های خنک‌شده با هیدروژن منجر شد.
 سایر سهم‌ها: کاتالیز فیلم‌های سطحی، نیروهای شیمیایی در جامدات و مایعات، فیلم‌های پروتئینی، نرخ تبخیر آب از طریق لایه‌های فشرده، و گزارش‌های پروژه سیروس (۱۹۴۸–۱۹۵۳).

رویکرد او شامل آزمایش‌های ساده، تحلیل ریاضی گسترده، و بهره‌برداری از پدیده‌های غیرمعمول بود.

 جوایز و افتخارات 
لانگمویر جوایز و افتخارات متعددی دریافت کرد:

 مدال نیکولز (انجمن شیمی آمریکا) در ۱۹۱۵ (واکنش‌های شیمیایی در فشارهای پایین) و ۱۹۲۰ (ساختار اتمی).
 مدال هیوز (انجمن سلطنتی لندن) در ۱۹۱۸ (فیزیک مولکولی).
 مدال رامفورد (آکادمی هنر و علوم آمریکا) در ۱۹۲۰ (تحقیقات ترمیونیک و لامپ پرشده از گاز).
 جایزه کانیتزارو (آکادمی سلطنتی لینچی، رم) در ۱۹۲۵.
 مدال پرکین (انجمن صنایع شیمیایی) در ۱۹۲۸.
 مدال چاندلر (دانشگاه کلمبیا) در ۱۹۲۹.
 مدال مدرسه معادن (دانشگاه کلمبیا) در ۱۹۲۹.
 مدال ویلارد گیبس (انجمن شیمی آمریکا، بخش شیکاگو) در ۱۹۳۰.
 جایزه ماهانه علوم محبوب و ۱۰٬۰۰۰ دلار در ۱۹۳۲ (کار علمی برجستهٔ آمریکایی).
 جایزه نوبل شیمی در ۱۹۳۲ (شیمی سطحی؛ اولین شیمی‌دان صنعتی آمریکایی).
 مدال فرانکلین (انستیتو فرانکلین) و مدال هالی (انجمن مهندسان مکانیک آمریکا) در ۱۹۳۴.
 جایزه جان اسکات (شهر فیلادلفیا) در ۱۹۳۷.
 پلاک "پیشگام مدرن صنعت" (انجمن تولیدکنندگان ملی) در ۱۹۴۰.
 مدال فارادی (انستیتو مهندسان الکتریکی بریتانیا) در ۱۹۴۴ (چهارمین آمریکایی).
 مدال ماسکارت (انجمن الکتریسین‌های فرانسه) در ۱۹۵۰.
 عضویت خارجی در انجمن سلطنتی لندن، عضویت افتخاری در انجمن فلزات بریتانیا و انجمن شیمی (لندن)، و همکار انجمن فیزیک آمریکا.
 ریاست انجمن شیمی آمریکا (۱۹۲۹) و انجمن پیشرفت علوم آمریکا (۱۹۴۱).
 درجه‌های افتخاری از دانشگاه‌های نورث‌وسترن، یونیون، ادینبورگ (اسکاتلند)، کلمبیا، کنیون، پرینستون، له‌های، هاروارد، آکسفورد، جانز هاپکینز، راتگرز، کوئینز (کانادا)، و انستیتو فناوری استیونز.

 زندگی شخصی 
لانگمویر در ۱۹۱۲ با ماریون مرسرو از ساوت اورنج، نیوجرسی ازدواج کرد. آن‌ها دو فرزند خوانده داشتند: کنت (پسر) و باربارا (دختر). خانواده در خانه‌ای در ۱۱۷۶ استراتفورد رود، شنکتدی، نیویورک زندگی می‌کردند و کلبه‌ای تابستانی در دریاچه جورج داشتند که برخی آزمایش‌ها آنجا انجام شد. لانگمویر علاقه‌مند به کوهنوردی، اسکی، پرواز (در ۴۹ سالگی خلبانی یاد گرفت و دوست چارلز لیندبرگ بود)، شنا، قایقرانی، و بررسی مکانیسم پدیده‌های طبیعی ساده بود. او با رهبر ارکستر لئوپولد استوکوفسکی دوست بود و در بهبود پخش رادیویی موسیقی ارکسترال همکاری کرد. به عنوان محافظه‌کار، از کنترل انرژی اتمی دفاع کرد، ناموفق برای شورای شهر شنکتدی کاندید شد، و پیشاهنگی پسران را در شنکتدی سازماندهی کرد.

 مرگ 
لانگمویر در ۱۶ اوت ۱۹۵۷ در فالموث، ماساچوست (کیپ کد)، در سن ۷۶ سالگی، بر اثر حمله قلبی طی تعطیلات درگذشت.

 میراث 
لانگمویر به عنوان پژوهشگر صنعتی نمونه شناخته می‌شود که کارهایش "برای لذت" انجام می‌داد. میراث او شامل پایه‌گذاری فیزیک پلاسما، شیمی سطحی مدرن، و اصلاح آب و هوا است. کارهای او در الکترونیک، لامپ‌ها، جوشکاری، و فیلم‌های سطحی همچنان کاربرد دارند. پس از مرگ، کوهی در آلاسکا، کالج مسکونی در دانشگاه ایالتی نیویورک در استونی بروک، و مجلهٔ شیمی سطحی لانگمویر (انجمن شیمی آمریکا) به نام او نام‌گذاری شدند. آثار جمع‌آوری‌شدهٔ او در ۱۲ جلد (Pergamon Press, ۱۹۶۲) منتشر شد. او خود را "پژوهشگر صنعتی نهایی" توصیف می‌کرد.

 پیوند به بیرون 
 زندگینامه ایروینگ لانگمویر در وبسایت جایزه نوبل
 زندگینامه در بریتانیکا
 زندگینامه در آکادمی ملی علوم آمریکا

 منابع 



رده:اعضای خارجی انجمن سلطنتی
رده:اعضای فرهنگستان هنر و دانش آمریکا
رده:افراد آمریکایی اسکاتلندی‌تبار
رده:افراد آمریکایی انگلیسی‌تبار
رده:افراد آمریکایی ولزی‌تبار
رده:افراد جنرال الکتریک
رده:اهالی سینکتدی، نیویورک
رده:برندگان جایزه آکادمی ملی علوم
رده:برندگان جایزه تحقیقی فارادی
رده:برندگان جایزه نوبل اهل ایالات متحده آمریکا
رده:برندگان جایزه نوبل شیمی
رده:دانشمندان اهل ایالات متحده آمریکا
رده:شیمی‌فیزیک‌دانان
رده:دانشمندان شیمی‌فیزیک اهل ایالات متحده آمریکا
رده:دانش‌آموختگان دانشگاه کلمبیا
رده:دانش‌آموختگان دانشگاه گوتینگن
رده:درگذشتگان ۱۹۵۷ (میلادی)
رده:راه‌یافتگان به تالار مشاهیر مخترعین ملی
رده:زادگان ۱۸۸۱ (میلادی)
رده:ندانم‌گرایان اهل ایالات متحده آمریکا
رده:هواشناسان اهل ایالات متحده آمریکا
رده:شیمی‌دانان سده ۲۰ (میلادی) اهل ایالات متحده آمریکا
رده:اعضای مجمع فیلسوفان آمریکا
رده:دانش‌آموختگان دانشکده مهندسی و علوم کاربردی کلمبیا