Stephanie Kwolek

Yeni fikirler konusunda açık ve şeylerle oynamaya istekli olduğunuzda her türlü şey olabilir.

Stephanie Louise Kwolek, Kevlar'ı icat etmesiyle bilinen bir Amerikan kimyageri idi. Polonyalı kökenli olan Kwolek'in DuPont şirketindeki kariyeri 40 yıldan fazla sürdü. İstisnai kuvvet ve sertliğe sahip sentetik lifler ailesinin ilkini keşfetti: poli-parafenilen tereftalamid.

Keşfi için Kwolek, DuPont şirketinin olağanüstü teknik başarı için verilen Lavoisier Madalyası ile ödüllendirildi. Ağustos 2019 itibariyle, bu onuru alan tek kadın çalışan idi. 1995 yılında Ulusal Mucitler Müzesi'ne eklenen dördüncü kadın oldu. Kwolek, polimer kimyası alanındaki çalışmaları için Ulusal Teknoloji Madalyası, IRI Başarı Ödülü ve Perkin Madalyası dahil olmak üzere çok sayıda ödül kazandı.

Erken yaşam ve eğitim

Kwolek, 1923 yılında Pittsburgh'ün New Kensington şehrine bağlı alanda Polonyalı göçmen ebeveynlere doğdu. Babası John Kwolek (Polonyaca: Jan Chwałek) on yaşındayken öldü. O, hobisi olarak bir tabiatçıydı ve Kwolek, çocukluk çağında onunla saatler geçirerek doğal dünyayı keşfetti. Bilime olan ilgisini ona ve annesine, terzi olarak çalışan Nellie Zajdel Kwolek'e, moda tasarımına olan ilgisini atfetmiştir.

1946 yılında Stephanie, Carnegie Mellon Üniversitesi'nin Margaret Morrison Carnegie Kolleji'nden kimya ana dalı ile Fen Bilimleri Lisans derecesi aldı. Doktor olmayı planlamıştı ve tıp okulu için gitmek amacıyla kimya alanında geçici bir işten yeterli para kazanabilmeyi umuyor idi.

DuPont Kariyer

Gelecekteki bir rehberi olan William Hale Charch, 1946 yılında Kwolek'e DuPont'un New York Buffalo tesisinde bir pozisyon teklif etti. Bu açılık erkeklerin denizaşırı askerlikte bulunması nedeniyle oluştu.

Kwolek sadece para toplamak için DuPont'ta geçici olarak çalışmayı amaçladı. İşi ilginç bulunca, kalmaya karar verdi ve 1950 yılında DuPont ile birlikte Wilmington, Delaware'e taşındı. 1959 yılında, Amerikan Kimya Derneği (ACS) tarafından bir yayın ödülü kazandı, bunu birçok ödül takip etti. Makale, "The Nylon Rope Trick", oda sıcaklığında bir behere nylon üretmenin bir yolunu göstermiştir. Hala yaygın bir sınıf deneyi olup, bu işlem yüksek moleküler ağırlıklı poliamidlere genişletildi. 1985 yılında, Kwolek ve iş arkadaşları PBO ve PBT polimerlerini hazırlamak için bir yöntem patentini aldı.

Kevlar

DuPont'ta çalışırken Kwolek, Kevlar'ı icat etti. 1964 yılında, bir benzin kıtlığının beklentisiyle, grubunun başladığı araştırma lastiklerde kullanılan çeliği değiştirmek için hafif ancak güçlü lif arayışıdır. O zaman çalıştığı polimerler, poli-p-fenilen tereftalat ve polibenzamid, çözeltide sıvı kristal oluşturdular ve o zaman 200°C 392°F üzerinde erimiş döndürülmesi gerekiyordu, bu da daha zayıf ve daha az sert lifler üretti. Yeni projelerindeki benzersiz bir teknik ve eritme-yoğunlaştırma polimerizasyon işlemi, bu sıcaklıkları 0 ile 40°C 32 ve 104°F arasına düşürmekti.

Daha sonra 1993 yılında bir konuşmada açıklandığı gibi:

Çözelti olağandışı (düşük viskozite), bulanık, kışkırtma-opaleskant ve ayran benzeri bir görünüme sahipti. Geleneksel polimer çözeltileri genellikle berrak veya yarı saydam ve viskosite açısından melasa kadar veya daha fazla olur. Hazırladığım çözelti bir dispersyon gibi görünüyordu ama ince gözenek filtresi tarafından tamamen filtrelenebildi. Bu sıvı bir kristalin çözelti idi, ama ben o zaman bunu bilmiyordum.

Bu tür bulanık çözelti genellikle atıldı. Ancak Kwolek, spinneret'i çalıştıran teknisyen Charles Smullen'i, çözeltisini test etmeye ikna etti. Yeni lif naylon'un tipik olarak kırılacağı durumlarda kırılmadığını bulduğu için şaşırdı. Sadece naylon'dan daha güçlü olmakla kalmayıp, Kevlar ağırlık açısından çelikten beş kez daha güçlüydü. Hem müdürü hem de laboratuvar müdürü keşfinin önemini anladılar ve hızla yeni bir polimer kimyası alanı ortaya çıktı. 1971 yılına kadar modern Kevlar tanıtıldı. Kwolek, liflerin ısıl işlemle daha da güçlü hale getirilebileceğini öğrendi. Çubuk veya kibrit çöpleri şeklinde olan polimer molekülleri, Kevlar'ın olağanüstü kuvvetini veren yüksek düzeyde yönlendirilmiş haldedir. Kwolek, alifatik ve klor grupları içeren termotropik Kevlar türevlerinin araştırmasını devam ettirdi.

Kevlar'ın Uygulamaları

Kwolek, Kevlar'ın pratik uygulamalarının geliştirilmesinde çok yer almadı. "Kıdemli DuPont yöneticileri keşiften haberdar edilince, hemen tüm bir grubu farklı yönleri çalışmaya atadı," dedi. Yine de Kwolek, DuPont için Kevlar türevlerinin kimya araştırmalarına devam etti. Ayrıca Kevlar patentini şirkete imza attığı için DuPont'un ürünlerinden kar elde etmedi.

Kevlar, tenis raketleri, kayaklar, paraşüt halatları, tekneler, uçaklar, halatlar, kablolar ve kurşun geçirmez yelek dahil 200'den fazla uygulamada malzeme olarak kullanılmaktadır. Araba lastikleri, itfaiyeci çizmeleri, hokey sopası, kesme dirençli eldiveler ve zırhlı otomobillerde kullanılmıştır. Bomba geçirmez malzemeler, kasırga güvenli odalar ve köprü takviye gibi koruyucu yapı malzemeleri için de kullanılmıştır. Kwolek'in ölümünün yapıldığı hafta, Kevlar ile yapılan bir milyonuncu kurşun dirençli yelek satıldı. Kevlar ayrıca cep telefonları inşaatında da kullanılıyor; Motorola'nın Droid RAZR'ı Kevlar gövde yapısına sahiptir.

Ödüller ve Onurlar

Kevlar'ın keşfi için Kwolek, 1995 yılında DuPont şirketinin Lavoisier Madalyası ile ödüllendirildi; "Sıvı kristalin poliamidlerin keşfine ve Kevlar aramid liflerine yol açan ısrarlı deneyci ve rol model" olarak. 2014 yılında ölümü sırasında, bu onuru alan tek kadın çalışan idi. Keşfi, o zaman işvereni olan DuPont için milyarlarca dolar gelir üretti, ancak o bundan hiçbir zaman mali açıdan yararlanmadı.

1980 yılında Kwolek, Amerikan Kimyager Enstitüsü'nden Chemical Pioneer Ödülü ve Amerikan Kimya Derneği'nden Creative Invention Ödülü aldı. 1995 yılında Kwolek, Ulusal Mucitler Müzesi'ne eklendi. 1996 yılında, Ulusal Teknoloji Madalyası ve IRI Başarı Ödülü'nü aldı. 1997 yılında, Amerikan Kimya Derneği'nden Perkin Madalyası aldı. 2003 yılında, Ulusal Kadınlar Müzesi'ne seçildi.

Carnegie Mellon Üniversitesi (2001), Worcester Polytechnic Institute (1981) ve Clarkson Üniversitesi (1997) tarafından fahri doktora derecelerine sahip olmuştur.

Royal Society of Chemistry, iki yılda bir "Stephanie L Kwolek Ödülü" verir, "Birleşik Krallık dışında çalışan bir bilim insanından malzeme kimyası alanına istisnai katkıları tanımak için".

Kwolek, Royal Society of Chemistry'nin 175 Kimya Yüzleri arasında yer alıyor.

Star Trek E-book novella Starfleet Corps of Engineers #30: Ishtar Rising, Kwolek adlı bir uzay mekiğine referans vermektedir.

Emeklilik

1986 yılında Kwolek, DuPont için araştırma ortağı olarak emekli oldu. Hayatının sonlarına doğru, DuPont için danışmanlık yaptı ve hem Ulusal Araştırma Konseyi hem de Ulusal Bilimler Akademisi'nde görev yaptı. Araştırma bilimci olarak 40 yıl boyunca, 17 ya da 28 patent başvurusu yaptı ve aldı.

Sık sık kimya konusunda öğrencileri tutturmuştur. Ayrıca bugün okullarda hala kullanılan "Nylon Rope Trick" gibi çok sayıda sınıf demonstrasyonunu tasarladı ve yazıp oluşturmuştur.

Kwolek, 18 Haziran 2014'te 90 yaşında öldü.