Шервуд Роуленд

Франк Шервуд Роуланд, 28 мая 2008

Франк Шервуд Роуленд ( англ. Frank Sherwood Rowland * 28 июня 1927 ( 19270628 ) , Делавэр, Огайо, США - ? 10 марта 2012, Ньюпорт Бич, Калифорния, США) - американский химик, лауреат Нобелевской премии по химии за работы по роли газообразных галогеноалканив в истощении озонового слоя Земли, разделив ее с Марио Молино и Паулем Крутценом.

1. Биография

Шервуд Роуленд родился в г. Делавэр, штат Огайо, средним из трех 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 еще 16-ти лет. В школе определился его интерес к атмосферным явлениям, потому что учитель естествознания доверял ему на время летнего отпуска работать вместо него на местной станции погоды.

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

Вернувшись в университет, закончил 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 стал 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 1956 стал доцентом Канзасского университета а затем и профессором. В августе 1964 Роуленд - заведующий кафедрой химии Калифорнийского университета в Ирвине.

Шервуд Роуленд умер 10 марта 2012 в своем доме в Калифорнии от осложнений болезни Паркинсона. ^[1]

2. Научная деятельность

Каждое лето 1953-1955 Роуленд проводил в химическом отделе Брукхевенськои национальной лаборатории, занимался новой областью - химией "горючих атомов" трития и синтезировал тритий-меченую глюкозу.

В Канзасского университета исследовательская группа Роуленда плодотворно работала в течение восьми лет, в основном изучая тритий.

В Ирвине он получил поддержку Комиссии по атомной энергии (до 1994), а затем НАСА. Химия "горючих атомов" продолжала играть главную роль в его исследованиях. Он обратился к фотохимии радиоактивных меток с использованием трития и углерода -14, а затем в химии фтора с использованием изотопов ³⁸ Cl и ¹⁸ F.

2.1. Исследование атмосферы

В январе 1972 в Форте Лаудердале, во Флориде, Роуленд был на докладе английского ученого Джима Лавлока (Jim Lovelock) о недавно сделанных им измерениях концентрации в атмосфере следов фреона ССl ₃ F, 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 Роуланд 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 равна 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 фотолиза 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 уменьшение стратосферного озона при различных "сценариях" производства фреонов. Выяснилось, что более-менее реалистичные модели требуют учета не менее 150 реакций с участием около 50 различных частиц, поскольку атомы хлора реагируют не только с озоном, но также с молекулами воды, метана, с оксидами азота и другими.

2.2. Общественный резонанс проблемы фреонов

В конце 1974 озоновая проблема привлекла внимание, в связи с чем стали проводиться новые многочисленные научные эксперименты, слушания в законодательных органах, широкое обсуждение в прессе. Озоновая проблема оказалась тесно связанной с важными экономическими факторами, и для ее решения требуется принятие на международном уровне политических решений, непосредственно касающихся жизненных интересов многих миллионов людей. Они останутся в памяти человечества как первые в истории крупномасштабные соглашения, направленные на предотвращение нарушения сложившихся на планете химического равновесия.

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, которые существуют в столь низких концентрациях, и, конечно, следовой состав атмосферы сильно различается в зависимости от региона "." Вопрос о способности хлорфторвуглводнив уменьшать озоновый слой является хорошим примером того, как не проработав как следует проблему, достаточно сложно решить "ее правильно. Однако, очевидно, что неограниченное производство и экспоненциальный рост содержания фреонов в атмосфере представляют реальную опасность для озоносферы Земли.

3. Награды

В 1995 Роуланд, М. Молина и И. Круцем стали Нобелевскими лауреатами "за работу по химии атмосферы, особенно в связи с образованием и разрушением озона". Их исследования стимулировали развитие таких относительно новых научных дисциплин, как Химия окружающей среды и химия атмосферы.

Источники

• Зеленин К.Н., Ноздрачев А. Д., Поляков Е. Л. Нобелевские премии по химии за 100 лет. СПб, "Гуманистика", 2003