Stephanie Kwolek

Todas as sortes de coisas podem acontecer quando você está aberto a novas ideias e brincando com as coisas.

Stephanie Louise Kwolek foi uma química americana conhecida por ter inventado Kevlar. Era de herança polonesa e sua carreira na empresa DuPont durou mais de 40 anos. Ela descobriu a primeira de uma família de fibras sintéticas de resistência e rigidez excepcionais: poli-parafenileno tereftalamida.

Por sua descoberta, Kwolek recebeu a Medalha Lavoisier da empresa DuPont por realizações técnicas notáveis. Em agosto de 2019, ela era a única funcionária mulher a ter recebido essa honra. Em 1995, tornou-se a quarta mulher a ser adicionada ao National Inventors Hall of Fame. Kwolek ganhou inúmeros prêmios por seu trabalho em química de polímeros, incluindo a National Medal of Technology, o IRI Achievement Award e a Perkin Medal.

Primeiros anos e educação

Kwolek nasceu de pais imigrantes poloneses no subúrbio de Pittsburgh, New Kensington, Pensilvânia, em 1923. Seu pai, John Kwolek polonês: Jan Chwałek, faleceu quando ela tinha dez anos. Ele era um naturalista por vocação, e Kwolek passou horas com ele na infância, explorando o mundo natural. Ela atribuiu seu interesse em ciência a ele e seu interesse em design de moda à sua mãe, Nellie Zajdel Kwolek, que trabalhava como costureira.

Em 1946, Stephanie recebeu um diploma de Bacharel em Ciências com especialização em química pelo Margaret Morrison Carnegie College da Carnegie Mellon University. Ela havia planejado se tornar médica e esperava ganhar dinheiro suficiente com um trabalho temporário em um campo relacionado à química para frequentar a faculdade de medicina.

Carreira na DuPont

William Hale Charch, um futuro mentor, ofereceu a Kwolek uma posição na instalação DuPont em Buffalo, Nova York, em 1946. Essa vaga era devida aos homens estarem no serviço militar no exterior.

Kwolek pretendia trabalhar para a DuPont temporariamente, para arrecadar dinheiro para estudar. Quando descobriu que o trabalho era interessante, decidiu ficar e se mudou para Wilmington, Delaware, em 1950 com a DuPont. Em 1959, ganhou um prêmio de publicação da American Chemical Society ACS, o primeiro de muitos prêmios. O artigo, The Nylon Rope Trick, demonstrou uma forma de produzir nylon em um béquer em temperatura ambiente. Continua sendo um experimento comum em sala de aula, e o processo foi estendido para poliamidas de alto peso molecular. Em 1985, Kwolek e colegas patentearam um método para preparar polímeros PBO e PBT.

Kevlar

Enquanto trabalhava para a DuPont, Kwolek inventou Kevlar. Em 1964, em antecipação a uma escassez de gasolina, seu grupo começou a procurar uma fibra leve mas forte para substituir o aço usado em pneus. Os polímeros com os quais ela havia estado trabalhando na época, poli-p-fenileno tereftalato e polibenzamida, formavam cristal líquido enquanto em solução que na época tinha que ser fiada por fusão a mais de 200 °C 392 °F, o que produzia fibras mais fracas e menos rígidas. Uma técnica única em seus novos projetos e o processo de polimerização por condensação por fusão era reduzir essas temperaturas para entre 0 e 40 °C 32 e 104 °F.

Como ela explicou posteriormente em um discurso de 1993:

A solução era inusitadamente (baixa viscosidade), turva, agitação opalescente e aparência de leite de manteiga. As soluções de polímero convencionais são geralmente claras ou translúcidas e têm a viscosidade de melaço, mais ou menos. A solução que preparei parecia uma dispersão, mas era totalmente filtrável através de um filtro de poro fino. Esta era uma solução de cristal líquido, mas eu não sabia na época.

Este tipo de solução turva geralmente era descartada. Porém, Kwolek persuadiu o técnico Charles Smullen, que operava o fiandeira, a testar sua solução. Ela ficou espantada ao descobrir que a nova fibra não se quebraria quando o nylon tipicamente quebraria. Não apenas era mais forte que o nylon, Kevlar era cinco vezes mais forte que o aço por peso. Tanto seu supervisor quanto o diretor do laboratório compreenderam a significância de sua descoberta, e um novo campo da química de polímeros rapidamente surgiu. Em 1971, o Kevlar moderno foi introduzido. Kwolek aprendeu que as fibras poderiam ser feitas ainda mais fortes através do tratamento térmico. As moléculas de polímero, com forma de varetas ou palitos de fósforo, são altamente orientadas, o que dá ao Kevlar sua resistência extraordinária. Kwolek continuou a pesquisa de derivados de Kevlar termotrófico contendo grupos alifáticos e cloro.

Aplicações do Kevlar

Kwolek não estava muito envolvida no desenvolvimento de aplicações práticas do Kevlar. Uma vez que os gerentes sênior da DuPont foram informados da descoberta, imediatamente atribuíram um grupo inteiro para trabalhar em diferentes aspectos", disse ela. Ainda assim, Kwolek continuou investigações químicas de derivados de Kevlar para a DuPont. Ela também não lucrou com os produtos da DuPont, pois assinou a patente de Kevlar à empresa.

Kevlar é usado como material em mais de 200 aplicações, incluindo raquetes de tênis, esquis, linhas de paraquedas, barcos, aviões, cordas, cabos e coletes à prova de balas. Tem sido usado para pneus de carro, botas de bombeiros, tacos de hóquei, luvas resistentes a cortes e carros blindados. Também tem sido usado para materiais de proteção de edifícios como materiais à prova de bombas, salas de segurança contra furacões e reforço de pontes. Durante a semana da morte de Kwolek, o milionésimo colete à prova de balas feito com Kevlar foi vendido. Kevlar também é usado para construir telefones celulares; o Droid RAZR da Motorola possui um corpo unibody de Kevlar.

Prêmios e honrarias

Por sua descoberta de Kevlar, Kwolek recebeu a Medalha Lavoisier da empresa DuPont por realizações técnicas notáveis em 1995, como uma "Experimentalista persistente e modelo cuya descoberta de poliamidas de cristal líquido levou às fibras aramida Kevlar." No momento de sua morte em 2014, ela ainda era a única funcionária mulher a receber essa honra. Sua descoberta gerou vários bilhões de dólares em receita para a DuPont, sendo seu empregador na época, mas ela nunca se beneficiou financeiramente disso.

Em 1980, Kwolek recebeu o Chemical Pioneer Award do American Institute of Chemists e um Award for Creative Invention da American Chemical Society. Em 1995, Kwolek foi adicionada ao National Inventors Hall of Fame. Em 1996, ela recebeu a National Medal of Technology e o IRI Achievement Award. Em 1997, recebeu a Perkin Medal da American Chemical Society. Em 2003, foi indicada para o National Women's Hall of Fame.

Ela recebeu diplomas honorários da Carnegie Mellon University 2001, Worcester Polytechnic Institute 1981 e Clarkson University 1997.

A Royal Society of Chemistry concede um biênio 'Stephanie L Kwolek Award', "para reconhecer contribuições excepcionais na área de química de materiais de um cientista trabalhando fora do Reino Unido".

Kwolek é apresentada como uma das 175 Faces of Chemistry da Royal Society of Chemistry.

A novela de livro eletrônico Star Trek Starfleet Corps of Engineers #30: Ishtar Rising faz referência a uma nave de transporte chamada Kwolek.

Aposentadoria

Em 1986, Kwolek se aposentou como associada de pesquisa para a DuPont. No final de sua vida, ela consultava para a DuPont e serviu tanto no National Research Council quanto na National Academy of Sciences. Durante seus 40 anos como cientista pesquisadora, ela registrou e recebeu 17 ou 28 patentes.

Ela frequentemente tutoriava estudantes em química. Ela também concebeu e escreveu sobre inúmeras demonstrações em sala de aula que ainda são usadas nas escolas hoje, como o Nylon Rope Trick.

Kwolek morreu aos 90 anos em 18 de junho de 2014.