Agnes Pockels - Agnes Pockels
Agnes Pockels | |
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| Nació |
14 de febrero de 1862 |
| Murió | 21 de noviembre de 1935 (73 años) |
| Nacionalidad | alemán |
| Conocido por | Pionero de la ciencia de la superficie |
| Premios | Premio Laura Leonard |
| Carrera científica | |
| Los campos | Química / Física |
Agnes Luise Wilhelmine Pockels (14 de febrero de 1862 - 21 de noviembre de 1935) fue una química alemana cuya investigación fue fundamental para establecer la disciplina moderna conocida como ciencia de superficies , que describe las propiedades de superficies e interfaces líquidas y sólidas .
Pockels se interesó en la investigación fundamental en la ciencia de la superficie a través de la observación de jabones y agua con jabón en su propia casa mientras lavaba los platos. Ella ideó una técnica de balance de película superficial para estudiar el comportamiento de moléculas como jabones y tensioactivos en las interfaces aire-líquido . A partir de estos estudios, Pockels definió el "punto de Pockels", que es el área mínima que puede ocupar una sola molécula en películas monomoleculares .
Como fue autodidacta, Pockels fue autodidacta . No era una científica profesional remunerada y no tenía afiliación institucional, por lo que es un ejemplo de científica ciudadana .
Temprana edad y educación
Pockels nació en Venecia , Italia, en 1862. En ese momento, Venecia estaba bajo el dominio austríaco y el padre de Pockels sirvió en el ejército austríaco . Cuando se enfermó, la familia se mudó en 1871 a Brunswick , Baja Sajonia, que formaba parte del naciente Imperio Alemán . Allí, Pockels asistió a la escuela secundaria municipal para niñas. La química desde su interés por la ciencia cuando era niña. Al crecer para Agnes, a las mujeres no se les permitió ingresar a las universidades para estudiar. Pockels afirmó que "tenía un interés apasionado por las ciencias naturales, especialmente la física, y me hubiera gustado estudiar" (Agnes Pockels) en Autobiographical Notes en W. Ostwald (1932).
Cuando era niño, Pockels estaba interesado en la ciencia, especialmente en la física. En aquellos días, las mujeres en Alemania no tenían acceso a las universidades. Pockels estudió ciencias en casa mientras cuidaba a sus padres. El hermano menor de Pockels, Friedrich Pockels, estudió física en la Universidad de Göttingen, donde completó su licenciatura. Friedrich compartió libros de texto de la universidad con Agnes Pockels para ayudarla a estudiar desde casa. Más tarde compartió literatura académica con Agnes Pockels para avanzar en sus estudios.
Investigaciones científicas
Hallazgos iniciales
A través de su experiencia en las tareas domésticas, especialmente en el lavado de platos, Pockels se interesó en el efecto de los jabones en el agua y, más en general, en el efecto de las impurezas en el agua y el agua jabonosa. A los 18 años, comenzó a realizar experimentos en su casa para comprender las propiedades físicas del agua y las impurezas, inicialmente como química aficionada . Como resultado de sus intereses, a la edad de 20 años, Pockels ideó una cubeta deslizante para realizar mediciones cuantitativas de las propiedades superficiales del agua jabonosa y sustancias relacionadas. Específicamente, este consistía en una artesa, hecha de metal y de forma rectangular, de aproximadamente 70 centímetros (cm) de largo, 5 cm de ancho y 2 cm de profundidad. El abrevadero estaba lleno de agua. Se colocó una tira de metal de aproximadamente 1,5 cm de ancho sobre el agua a lo ancho de la cubeta para dividir la superficie del agua en dos partes. Había una regla a lo largo de la cubeta para que la posición de la tira de metal y, por lo tanto, el tamaño de cada una de las dos partes de la cubeta, pudieran determinarse a medida que la tira se movía a lo largo de la cubeta.
Pockels desarrolló aún más su aparato colocando un pequeño disco (típicamente de 6 milímetros de diámetro), como un botón , en la superficie del agua en el abrevadero. Luego usó una balanza (generalmente la balanza de un boticario ) para determinar la fuerza ( peso ) necesaria para levantar el disco del agua. Al comparar las fuerzas necesarias para levantar el disco del agua pura con el agua que contiene impurezas, ideó una medida directa de la tensión superficial. Este aparato le permitió investigar las fuerzas superficiales de las películas monomoleculares, la tensión superficial de las emulsiones y soluciones, el efecto de las impurezas sobre las propiedades físicas del agua y proporcionar una comprensión de la tensioactividad.
El diseño del canal deslizante de Pockels influyó en los investigadores posteriores que mejoraron el diseño, lo que llevó al moderno canal Langmuir-Blodgett, que se usa ampliamente en la ciencia de coloides y superficies en la época contemporánea.
Determinación del punto de Pockels
Pockels usó su comedero deslizante para evaluar el efecto de pequeñas cantidades de impurezas en el agua. Estas impurezas eran típicamente sustancias domésticas como aceites y jabones. Con su aparato, midió la tensión superficial como la cantidad de fuerza requerida para quitar el disco de la superficie del agua. Pockels descubrió que pequeñas cantidades de impurezas podrían tener un gran efecto en la tensión superficial del agua, en comparación con el agua pura.
En particular, Pockels estudió el agua con jabón. Los jabones son ejemplos de tensioactivos, que son moléculas que tienen una porción hidrófila de la molécula, mientras que el resto es hidrófobo. Estos son insolubles en el agua y tienden a residir en la superficie del agua. Al colocar pequeñas cantidades de tensioactivos en su artesa deslizante, Pockels descubrió que el efecto sobre la tensión superficial era pequeño. Sin embargo, una vez que el control deslizante en la superficie del canal pasó un cierto punto, el efecto sobre la tensión superficial fue grande. Cuando trazó la tensión superficial en un eje de un gráfico en comparación con la posición del control deslizante en su canal deslizante, la representación gráfica fue una isoterma de compresión .
Usando sus conocimientos de química, Pockels se dio cuenta de que el punto de la isoterma de compresión en el que la tensión superficial cambia abruptamente es el punto en el que se forma una película de moléculas de tensioactivo que es continua y una molécula de espesor. Esta es una monocapa del tensioactivo. Pockels descubrió además que este punto umbral es el mismo para una variedad de jabones tensioactivos. Como sabía cuánto tensioactivo había en su canal deslizante, así como el área cubierta por la película monocapa, pudo calcular el área en la superficie del agua ocupada por una sola molécula. Calculó que esta área era de 20 angstroms cuadrados (20 Å 2 ). Posteriormente, a medida que sus investigaciones se dieron a conocer en la comunidad científica, esta área determinada por la artesa deslizante se conoció como Pockels Point.
Primera publicacion
En 1891, aproximadamente diez años después de las primeras mediciones de tensión superficial de Pockels, a través de su hermano Friedrich Pockels, se dio cuenta de que John William Strutt, tercer barón Rayleigh [Lord Rayleigh] estaba publicando estudios sobre el efecto de pequeñas cantidades de aceites en la superficie de agua. Para ella estaba claro que la investigación de Lord Rayleigh estaba estrechamente relacionada con la suya. Alentada por su hermano, Agnes Pockels le escribió a Lord Rayleigh para describir su aparato, sus hallazgos y el hecho de que no pudo publicar sus hallazgos en las revistas científicas de la época. La correspondencia original de Pockels con Rayleigh estaba en el idioma alemán y fue traducida para Rayleigh por su esposa. En un acto de generosidad y sin ser amenazado por la correspondencia de un aficionado desconocido, Rayleigh envió los hallazgos de Pockels a la revista Nature con una carta de presentación adecuada para permitir la publicación de los hallazgos de Pockels. Su primer artículo fue "Surface Tension", que describe sus medidas y hallazgos con su comedero deslizante.
La carta a Lord Rayleigh se describió en un artículo de una revista de 1971 sobre el origen del equilibrio de la película superficial como "un hito en la historia de la química de la superficie". Lord Rayleigh conservó su correspondencia, y la carta de Pockels que le envió el 10 de enero de 1891 comenzaba:
"Mi señor, - ¿Tiene la bondad de disculparme por aventurarme a molestarle con una carta alemana sobre un tema científico? Habiendo oído hablar de las fructíferas investigaciones realizadas por usted el año pasado sobre las propiedades hasta ahora poco comprendidas de las superficies del agua, pensé que podría interesarle. que conozca mis propias observaciones sobre el tema. Por diversas razones, no estoy en condiciones de publicarlas en revistas científicas y, por lo tanto, adopto este medio de comunicarles las más importantes ".
El cuerpo de la carta de Pockels a Rayleigh luego describió su método deslizante, sus hallazgos iniciales y su evaluación de las limitaciones de sus métodos experimentales. El cierre de su carta decía:
"Pensé que no debería ocultarle estos hechos que he observado, aunque no soy un físico profesional; y nuevamente, rogándole que disculpe mi osadía, le quedo, con sincero respeto,
Atentamente,
(firmado) Agnes Pockels"
Lord Rayleigh remitió la correspondencia de Pockels al editor de la revista Nature, con una carta de presentación fechada el 2 de marzo de 1891. El editor en ese momento era Sir Joseph Norman Lockyer, quien decidió publicar la correspondencia de Rayleigh y Pockels. La carta de presentación decía:
"Le agradeceré si puede encontrar espacio para la traducción adjunta de una interesante carta que he recibido de una señora alemana, que con aparatos muy hogareños ha llegado a resultados valiosos con respecto al comportamiento de las superficies de agua contaminadas. La primera parte de Miss La carta de Pockels cubre casi el mismo terreno que algunos de mis trabajos recientes, y en general armoniza con él. Las secciones posteriores me parecen muy sugestivas, y suscitan, si no responden completamente, muchas preguntas importantes. encontrar la oportunidad de repetir algunos de los experimentos de la señorita Pockels ".
Carrera posterior
Tras la primera publicación, los estudios de Pockels sobre películas de superficie se aceleraron. Más tarde, continuó publicando una cantidad significativa de artículos científicos y, finalmente, fue reconocida como pionera en el campo emergente de la ciencia de superficies . Pockels también envió muchos de sus artículos a revistas alemanas mientras continuaba cuidando a sus padres enfermos. El hermano de Pockels, Friedrich Carl Alwin Pockels murió en 1913. Después de su muerte, Agnes Pockels perdió todos los contactos colegiados en su campo y ya no tenía contacto con intereses en su campo.
Pockels nunca recibió una cita formal por sus esfuerzos científicos. Sin embargo, publicó una serie de artículos académicos y finalmente recibió el reconocimiento como pionera en el nuevo campo de la ciencia de superficies. Los comentaristas escribieron: "Cuando Langmuir recibió el Premio Nobel de Química en 1932, por su trabajo en la investigación de monocapas en sólidos y líquidos, parte de su logro se basó [...] en experimentos originales realizados primero con un botón y una bandeja delgada , por una joven de 18 años que no había tenido una formación científica formal ".
Pockels pasó el último tramo de su vida cuidando a sus padres enfermos, lo que consideró "muy desafiante". Durante los últimos años de Pockels, vivió como una tía conocida como "Auntie Agnes".
Pockels murió en 1935 en Brunswick , Alemania , en la ciudad donde había vivido durante toda su carrera.
Premios y legado
| Medios externos | |
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| Medios relacionados con Agnes Pockels | |
| Imagenes | |
 Fotografía de un canal de cambio , (alemán: Schieberinne) del tipo diseñado por Pockels para mediciones de tensión superficial | |
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Retrato de mitad de carrera de Agnes Pockels
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| Video | |
 Una biografía en video de Agnes Pockels , incluida una demostración de la medición de la tensión superficial utilizando un canal de Pockels |
En 1931, junto con Henri Devaux , Pockels recibió el premio Laura Leonard de la Colloid Society. Al año siguiente, la Universidad Tecnológica de Braunschweig le otorgó un doctorado honoris causa . Fue nominada para el premio Laura-R.-Leonard de la Sociedad Alemana de Coloides . También fue la primera mujer en ganar el "Dr. hc de la Universidad Técnica de Braunschweig ", que fue otorgado con motivo de su 70 cumpleaños.
Utilizando una versión mejorada de este canal de diapositivas, el químico estadounidense Irving Langmuir hizo descubrimientos adicionales sobre las propiedades de las moléculas de la superficie, lo que le valió el premio Nobel de química en 1932. El dispositivo de Pockels es un antecedente directo del canal de Langmuir-Blodgett , desarrollado más tarde por Langmuir y la física Katharine Blodgett .
Desde 1993, la Universidad Técnica de Braunschweig ha otorgado la Medalla Agnes Pockels a las personas que han avanzado en la Universidad Técnica de Braunschweig, destacando a quienes han promovido la enseñanza y la investigación, especialmente las mujeres.
El Laboratorio Agnes Pockels se estableció en la Universidad Técnica de Braunschweig en 2002. Su propósito es fomentar la educación química, ayudar a los profesores de química y alentar a los niños pequeños en la búsqueda de las ciencias naturales. Enfatiza a los niños menores de 10 años, especialmente a las niñas. En este laboratorio, los niños aprenden haciendo, al igual que en un oficio, sin conocimientos teóricos ni instrumentación avanzada.
Publicaciones
- "Surface Tension", (1891) Nature , 46, 437.
- " Sobre la contaminación relativa de la superficie del agua por cantidades iguales de diferentes sustancias ", (1892) Nature 47, 418.
- "Relaciones entre la tensión superficial y la contaminación relativa de las superficies del agua", (1893) Nature , 48, 152.
- "Sobre la difusión de aceite sobre agua", (1894) Nature 50, 223.
- "Beobachtungen über die Adhäsion verschiedener Flüssigkeiten an Glas", (Observaciones sobre la adhesión de diferentes líquidos sobre vidrio), (1898) Naturwissenschaftliche Rundschau , 14, 190.
- "Randwinkel gesättigter Lösungen an Kristallen" (Ángulos de contacto de soluciones saturadas en cristales), (1899), Naturwissenschaftliche Rundschau , 14, 383.
- "Untersuchungen von Grenzflächenspannungen mit der Cohäsionswaage", (Investigaciones de la tensión superficial con el equilibrio de cohesión), (1899) Annalen der Physik , 67, 668.
- "Über das spontane Sinken der Oberflächenspannung von Wasser, wässerigen Lösungen und Emulsionen" ', (Sobre la disminución espontánea de la tensión superficial del agua, soluciones acuosas y emulsiones), (1902) Annalen der Physik , 8, 854.
- "Über Randwinkel und Ausbreitung von Flüssigkeiten auf festen Körpern" (Sobre ángulos de contacto y flujo de fluidos en cuerpos sólidos), (1914) Physikalische Zeitschrift , 15, 39.
- "Zur Frage der zeitlichen Veränderung der Oberflächenspannun" '(Sobre los cambios de la tensión superficial con el tiempo), (1916) Physikalische Zeitschrift , 17, 141
- "Über die Ausbreitung reiner und gemischter Flüssigkeiten auf Wasser" (Sobre la difusión de líquidos puros y mezclados en el agua) (1916) Physikalische Zeitschrift , 17, 142.
- "Die Anomalie der Wasseroberfläche" (El estado anómalo de la superficie del agua) (1917) Die Naturwissenschaften , 5, 137 u. 149.
- "Zur Frage der Ölflecke auf Seen" (Sobre las manchas de aceite en los lagos) (1918) Die Naturwissenschaften , 6, 118.
- "La medida de la tensión superficial con la balanza" (1926) Science 64, 304.
Ver también
Referencias
Recursos adicionales
- CH Giles y SD Forrester, "Los orígenes del equilibrio de la película superficial: estudios en la historia temprana de la química de superficies, parte 3", Química e Industria , págs. 43–53 (9 de enero de 1971). (Nota: este artículo contiene una de las historias más detalladas sobre Agnes Pockels, incluidas fotos de ella y su familia).
- Charles Tanford , Ben Franklin calmó las olas: una historia informal de verter aceite en el agua con reflejos sobre los altibajos de la vida científica en general, Oxford University Press, 2004.
- M. Elizabeth Derrick, "Agnes Pockels, 1862-1935", Journal of Chemical Education , vol. 59, no. 12, págs. 1030-1031 (diciembre de 1982).
- Andrea Kruse y Sonja M. Schwarzl. "Zum Beispiel Agnes Pockels". En: Nachrichten aus der Chemie , 06, 2002.
enlaces externos
- Agnes Pockels en Contribuciones de mujeres del siglo XX a la física en UCLA
- Biografía de Agnes Pockels [alemán]
- El laboratorio Agnes Pockels de la Universidad Técnica de Braunschweig