Перейти в начало сайта Перейти в начало сайта
Электронная библиотека «Наука и техника»
n-t.ru: Наука и техника
Начало сайта / Лауреаты Нобелевской премии / Премия по химии
Начало сайта / Лауреаты Нобелевской премии / Премия по химии

Научные статьи

Физика звёзд

Физика микромира

Журналы

Природа

Наука и жизнь

Природа и люди

Техника – молодёжи

Нобелевские лауреаты

Премия по физике

Премия по химии

Премия по литературе

Премия по медицине

Премия по экономике

Премия мира

Книги

В поисках «энергетической капсулы»

Грюндеры и грюндерство

Крушение парадоксов

Парадокс XX века

Смотри в корень!

Физики продолжают шутить

Издания НиТ

Батарейки и аккумуляторы

Охранные системы

Источники энергии

Свет и тепло

Научно-популярные статьи

Наука сегодня

Научные гипотезы

Теория относительности

История науки

Научные развлечения

Техника сегодня

История техники

Измерения в технике

Источники энергии

Наука и религия

Мир, в котором мы живём

Лит. творчество ученых

Человек и общество

Образование

Разное

ЦИГЛЕР (Ziegler), Карл

26 ноября 1898 г. – 11 августа 1973 г.

Нобелевская премия по химии, 1963 г.
совместно с Джулио Натта

 

Немецкий химик-органик Карл Циглер родился в Хельсе, в семье Луизы (Ралл) Циглер и Карла Циглера, лютеранского священника. В 1916 г. он был принят в Марбургский университет, где изучал химию под руководством известного химика-органика Карла фон Ауверса, и в 1920 г. ему была присуждена докторская степень. Три года спустя Ц. получил академическое свидетельство и начал преподавать в Марбургском университете. Проведя 1925 г. в качестве приглашенного лектора во Франкфуртском университете, он переехал в Гейдельберг, где в 1927 г. стал профессором химии. Девять лет спустя Ц. был назначен профессором химии и директором Химического института Галльского университета, а в 1943 г. стал директором Института кайзера Вильгельма по изучению угля в Мюльхайме, где оставался до конца своей научной деятельности.

В Гейдельберге Ц. начал исследовать свободные радикалы (химические соединения, содержащие неспаренные электроны), соединения с большими кольцами и заниматься синтезом металлоорганических соединений. Однако, лишь перейдя работать в Институт кайзера Вильгельма (позднее названный Институтом Макса Планка), он разработал методы полимеризации, которые со временем принесли ему всемирное признание. Ц. и его коллеги изучали механизм реакций полимеризации ненасыщенных углеводородов, таких, как этилен и пропилен. Уже в начале XX в. было известно, что эти легкие вещества способны образовывать гигантские молекулы, связывая тысячи идентичных молекул в длинные цепи. Фактически такие высокомолекулярные полимеры образуют основу многих современных материалов, например пластмасс и синтетических тканей. Однако в то время, когда Ц. приступил к работе над этой темой, не существовало методов химического контроля за организацией молекул внутри цепей. Исследовательская группа Ц. обнаружила, что определенные металлоорганические вещества, например триэтилалюминий, катализируют самоконденсацию этилена с образованием не полиэтилена, а металлоорганических и ненасыщенных молекул промежуточных размеров.

В 1952 г., после четырех лет изучения этой представляющей научный интерес реакции, Ц. пришел к выводу, что следы никеля мешают полимеризации, значительно ускоряя побочно протекающие реакции. Исследовательская группа Ц. приступила тогда к систематическому анализу элементов периодической таблицы в поисках других неорганических соединений, которые вызывали бы подобный эффект. Их цель заключалась в «асептике», как позднее говорил Ц., т.е. в возможности исключения любых следов катализаторов, которые мешали бы полимеризации. Интересно, что когда они проверяли соответствующее соединение циркония, то обнаружили, что оно не только не препятствует полимеризации, но, напротив, действует сообща с триэтилалюминием и является сильным катализатором в реакции полимеризации этилена. Полиэтилен получался быстро и легко.

Всегда считалось, что этилен чрезвычайно трудно полимеризировать. Полиэтилен, впервые полученный в 1936 г. компанией «Империал кемикал индустриз», потребовал создания очень высоких температур (200°С) и давления (по крайней мере в тысячи атмосфер), а свойства полученного пластика не оправдали ожиданий. Новый комплексный катализатор Ц. не только способствовал полимеризации при значительно более низких температуре и давлении. На нем также получался материал с гораздо лучшими свойствами – более плотный, твердый и устойчивый к высоким температурам. За открытием в ноябре 1953 г. этой новой реакции получения полиэтилена последовало несколько недель удивительно плодотворной работы. Именно в этот период был обнаружен ряд других неорганических соединений с подобными свойствами – соединения таких металлов, как титан, торий и железо. В присутствии тетрахлорида титана, например, реакция полимеризации шла при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении.

Еще до публикации научной статьи об этой работе Ц. получил лицензию на этот процесс, и многие стали совершенствовать научный и технологический аспекты этой реакции. Итальянский химик Джулио Натта, который еще раньше получил лицензию, открыл аналогичные реакции превращения пропилена в полипропилен. Натта использовал также замечательные структурные свойства и стереоспецифичность реакций, называемых катализаторами Циглера – Натта. Иначе говоря, было обнаружено, что эти катализаторы позволяют химикам осуществлять ни с чем не сравнимый контроль над точной структурой и пространственной ориентацией новых полимеров. Химики давно уже знали, что чрезвычайно тонкие различия в архитектуре молекул могут приводить к радикальным различиям в свойствах веществ, к таким, например, как различия между полиэтиленом низкой и высокой плотности (соответственно полиэтиленом высокого и низкого давлений). Появилась возможность, применяя катализаторы Циглера – Натта, синтезировать материал, который был абсолютно идентичен натуральному каучуку. Эти открытия произвели революцию в производстве пластических материалов, а также в других способах получения полимеров. Уже в 1955 г. было получено 200 метрических тонн нового полиэтилена, к 1958 г. его производство выросло до 17 тыс. тонн, а к 1962 г. – до 120 тыс. тонн, и все это в результате различных процессов, которые прямо или косвенно брали свое начало в работе Ц.

В 1963 г. Ц. совместно с Натта была присуждена Нобелевская премия по химии «за открытия в области химии и технологии высокомолекулярных полимеров». В своей вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук Арне Фредга отозвался об исследовании, проведенном Ц., как «о блестящей работе по металлоорганическим соединениям, [которая] неожиданно привела к новым реакциям полимеризации и, таким образом, проложила путь новым, чрезвычайно плодотворным производственным процессам». В своей Нобелевской лекции Ц. проследил развитие открытого им метода, сравнив недавнее «стремительное распространение макромолекулярной химии и ее промышленного применения... со взрывом».

Несмотря на огромные масштабы промышленного применения своей работы, Ц. всегда заявлял, что он по сути своей представитель чистой науки. Исследования, которые он проводил на протяжении всей научной деятельности, были направлены не на изобретательство, а на научные открытия. Такая исследовательская программа демонстрирует замечательное, всеобъемлющее единство. Например, изучение полимеризации этилена основывалось на более ранних исследованиях реакций с участием металлоорганических соединений, а эта работа вытекала из первоначально возникшего у Ц. интереса в период подготовки докторской диссертации к свободным радикалам, которые были открыты незадолго до этого.

Когда Ц. в 1943 г. вел переговоры с Институтом кайзера Вильгельма по изучению угля, он настаивал на том, чтобы при условии его перехода туда никакие ограничения не накладывались на предмет проводимых им исследований. Как он позднее объяснял, такие ограничения «высушили бы все родники» его «творческой активности». Характер своего творчества Ц. описал в Нобелевской лекции: «Я никогда не начинал с какого бы то ни было подобия формально изложенной проблемы. Все мои усилия развивались совершенно спонтанно, начинаясь с чего-то, по сути дела, иррационального в природе... Мой метод напоминал блуждание по новой, неизведанной земле, в ходе которого постоянно открываются интересные перспективы... однако такие, что никто точно не знает, куда это путешествие приведет». Несмотря на то что Ц. всегда выступал против того, чтобы его называли инженером-химиком, он защищал свои финансовые интересы, вытекающие из сделанных им открытий. Ученый получал огромные отчисления как владелец патента с применяемых на производстве разработанных им процессов и незадолго до ухода в отставку, в 1969 г., учредил Фонд Циглера с вкладом 40 млн. марок.

Человек очень скромный и дружелюбный, Ц. был известен как талантливый и самоотверженный преподаватель, который являлся научным руководителем у 150 претендентов на докторскую степень. В 1922 г. он женился на Марии Куртц. У супругов было двое детей, Марианна и Эрхарт, и 10 внуков. Мария пережила своего мужа, а Ц. умер в Мюльхайме в 1973 г., в канун 52-й годовщины их свадьбы.

Помимо Нобелевской премии, Ц. был удостоен награды Карла Дюизберга Германского химического общества (1953), медали Лавуазье Французского химического общества (1955) и медали Суинберна лондонского Института пластмасс и каучука (1964). Он был почетным доктором технических университетов Ганновера и Дармштадта, Гейдельбергского и Гессенского университетов.

 

Ранее опубликовано:

Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия: Пер. с англ.– М.: Прогресс, 1992.
© The H.W. Wilson Company, 1987.
© Перевод на русский язык с дополнениями, издательство «Прогресс», 1992.

Дата публикации:

4 мая 2001 года

Электронная версия:

© НиТ. Лауреаты Нобелевской премии, 1998

В начало сайта | Книги | Статьи | Журналы | Нобелевские лауреаты | Издания НиТ | Подписка
Карта сайта | Cовместные проекты | Журнал «Сумбур» | Игумен Валериан | Техническая библиотека
© МОО «Наука и техника», 1997...2017
Об организацииАудиторияСвязаться с намиРазместить рекламуПравовая информация
Яндекс цитирования
Яндекс.Метрика