Stephanie Louise Kwolek (31 de julio de 1923-18 de junio de 2014) fue una química estadounidense conocida por inventar el Kevlar . Su carrera en la empresa DuPont abarcó más de 40 años. [1] Descubrió la primera de una familia de fibras sintéticas de resistencia y rigidez excepcionales: poli-parafenileno tereftalamida. [1] [2]
Stephanie Kwolek | |
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Nació | Stephanie Louise Kwolek 31 de julio de 1923 New Kensington , Pensilvania , EE. UU. |
Fallecido | 18 de junio de 2014 Wilmington , Delaware , Estados Unidos | (90 años)
Nacionalidad | americano |
alma mater | Universidad de Carnegie mellon |
Conocido por | Kevlar |
Premios | Medalla Lavoisier de la empresa DuPont (1995) Medalla Nacional de Tecnología Medalla Perkin (1997) Medalla Howard N. Potts |
Carrera científica | |
Campos | Química Orgánica |
Instituciones | DuPont |
Por su descubrimiento, Kwolek recibió la medalla Lavoisier de la empresa DuPont por sus logros técnicos sobresalientes. En agosto de 2019, ella era la única empleada que había recibido ese honor. [3] En 1995 se convirtió en la cuarta mujer en ser agregada al Salón de la Fama de los Inventores Nacionales . [4] Kwolek ganó numerosos premios por su trabajo en química de polímeros , incluida la Medalla Nacional de Tecnología , el Premio al Logro IRI y la Medalla Perkin . [5] [6]
Temprana edad y educación
Video externo | |
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Stephanie Kwolek, "No creo que haya nada como salvar la vida de alguien para darte satisfacción y felicidad" , Science History Institute [1] |
Kwolek nació de padres inmigrantes polacos en el suburbio de Pittsburgh de New Kensington , Pensilvania , en 1923. [7] Su padre, John Kwolek [7] ( polaco : Jan Chwałek ), murió cuando ella tenía diez años. [8] Era un naturalista por vocación, y Kwolek pasó horas con él, cuando era niño, explorando el mundo natural. [1] Ella le atribuyó su interés por la ciencia y su interés por el diseño de moda a su madre, Nellie (Zajdel) Kwolek, que trabajaba como costurera. Su madre le dijo que era demasiado perfeccionista para trabajar en la moda, por lo que Kwolek decidió convertirse en médico. [3] [7] [8]
En 1946, Stephanie obtuvo una licenciatura en ciencias con especialización en química de Margaret Morrison Carnegie College de la Universidad Carnegie Mellon . Había planeado convertirse en doctora y esperaba poder ganar suficiente dinero con un trabajo temporal en un campo relacionado con la química para asistir a la escuela de medicina. [8]
Carrera de DuPont
William Hale Charch, un futuro mentor, le ofreció a Kwolek un puesto en las instalaciones de DuPont en Buffalo, Nueva York , en 1946. [9] Como empresa química, Dupont estaba tratando de encontrar una fibra de polímero a base de petróleo que fuera más liviana y resistente. que el acero en neumáticos radiales. La firma tenía vacantes, dado que muchos hombres estaban luchando en el extranjero en la guerra. Dupont acababa de introducir el nailon poco antes de la Segunda Guerra Mundial, y el negocio del nailon creció rápidamente y floreció en una variedad de aplicaciones textiles.
Al mismo tiempo, la rutina en curso de la Segunda Guerra Mundial también sirvió para resaltar la conveniencia de una armadura ligera y portátil para la protección del personal y el equipo. A medida que la guerra se desarrollaba en el extranjero, los soldados que participaban en la batalla se vieron obligados a prescindir de la armadura corporal, ya que en ese momento no había material lo suficientemente fuerte para detener una bala (incluso de rifles de infantería) pero lo suficientemente liviano para usar en la batalla. El acero era el único material de blindaje disponible y su gran peso limitaba su uso a los tanques. Incluso entonces, el acero aún podría perforarse con armamento dedicado. [10]
Kwolek solo tenía la intención de trabajar para DuPont temporalmente, con el fin de recaudar dinero para estudiar. Cuando encontró interesante el trabajo de química de polímeros, decidió quedarse y se mudó a Wilmington, Delaware , en 1950 con DuPont. [9] En 1959, ganó un premio de publicación de la American Chemical Society (ACS), el primero de muchos premios. [5] [11] [12] El artículo, The Nylon Rope Trick , [13] demostró una forma de producir nailon en un vaso de precipitados a temperatura ambiente. Todavía es un experimento común en el aula, [14] y el proceso se extendió a poliamidas de alto peso molecular. [15] En 1985, Kwolek y colaboradores patentaron un método para preparar polímeros de PBO y PBT. [16] Debido a que Dupont estaba a la vanguardia de las tecnologías de polímeros y la innovación, Kwolek nunca superó el puesto y pasó toda su carrera investigando en Dupont. Durante sus 40 años de carrera en Dupont, Kwolek registraría 28 patentes. Además del famoso Kevlar, contribuyó a productos como Spandex, Lycra, Nomex y Kapton. (Mit) Continuó como consultora de Dupont incluso después de su jubilación en 1986, y se convirtió en la primera mujer en ganar la medalla Lavoisier de la compañía. para investigación en 1995.
Participó en varios proyectos, incluida la búsqueda de nuevos polímeros, así como un nuevo proceso de condensación que tiene lugar a temperaturas más bajas, alrededor de 0 ° a 40 ° C. El proceso de polimerización por condensación en estado fundido utilizado en la preparación de nailon, por ejemplo, se realizó en cambio a más de 200 ° C. Los procesos de policondensación a baja temperatura, que emplean intermedios de reacción muy rápida, permiten preparar polímeros que no se pueden fundir y solo comienzan a descomponerse a temperaturas superiores a 400 ° C.
Kevlar
Kwolek es mejor conocida por su trabajo durante las décadas de 1950 y 1960 con aramidas o "poliamidas aromáticas", un tipo de polímero que se puede convertir en fibras fuertes, rígidas y resistentes al fuego. Su trabajo de laboratorio en aramidas se llevó a cabo bajo la supervisión del investigador Paul W. Morgan, quien calculó que las aramidas formarían fibras rígidas debido a la presencia de voluminosos anillos de benceno (o "aromáticos") en sus cadenas moleculares, pero que habrían deben prepararse a partir de una solución porque se funden solo a temperaturas muy altas. Kwolek determinó los disolventes y las condiciones de polimerización adecuadas para producir poli-m-fenileno isoftalamida, un compuesto que DuPont lanzó en 1961 como una fibra resistente al fuego con el nombre comercial Nomex. Luego extendió su trabajo a la poli-p-benzamida y la poli-p-fenilen tereftalamida, que notó que adoptaron arreglos moleculares muy regulares en forma de varillas en solución. A partir de estos dos "polímeros de cristal líquido" (el primero que se preparó), se hilaron fibras que mostraron una rigidez y resistencia a la tracción sin precedentes. El innovador polímero Poly-p-fenilen tereftalamida, inventado por Kwolek, fue lanzado comercialmente con el nombre de Kevlar . [8]
En 1964, anticipándose a una escasez de gasolina, el grupo de Kwolek comenzó a buscar una fibra ligera pero resistente para reemplazar el acero utilizado en los neumáticos. [3] [8] Los polímeros con los que había estado trabajando en ese momento, poli-p-fenilen tereftalato y polibenzamida, [17] formaron cristal líquido mientras estaban en solución que en ese momento tenían que hilarse en fusión a más de 200 ° C (392 ° F), que produjo fibras más débiles y menos rígidas. Una técnica única en sus nuevos proyectos y el proceso de polimerización por condensación por fusión fue reducir esas temperaturas entre 0 y 40 ° C (32 y 104 ° F). [8]
Como explicó más tarde en un discurso de 1993: [18]
La solución tenía un aspecto inusualmente (baja viscosidad), turbia, opalescente por agitación y de suero de leche. Las soluciones de polímeros convencionales suelen ser transparentes o translúcidas y tienen la viscosidad de la melaza, más o menos. La solución que preparé parecía una dispersión pero era totalmente filtrable a través de un filtro de poros finos. Esta era una solución cristalina líquida, pero yo no lo sabía en ese momento.
Este tipo de solución turbia generalmente se desecha. Sin embargo, Kwolek convenció al técnico Charles Smullen, que dirigía la hilera , para que probara su solución. Se sorprendió al descubrir que la nueva fibra no se rompería cuando normalmente lo haría el nailon. No solo era más fuerte que el nailon, el kevlar era cinco veces más resistente que el acero en peso. Tanto su supervisor como el director del laboratorio [ cita requerida ] entendieron la importancia de su descubrimiento, y rápidamente surgió un nuevo campo de la química de polímeros . En 1971, se introdujo el Kevlar moderno. [8] Kwolek aprendió que las fibras podrían fortalecerse aún más si se las trataba con calor. Las moléculas de polímero, con forma de varillas o cerillas, están altamente orientadas, lo que le da al Kevlar su extraordinaria fuerza. Kwolek continuó la investigación de derivados termotrópicos de Kevlar que contienen grupos alifáticos y cloro. [19]
Aplicaciones de Kevlar
Kwolek no estuvo muy involucrado en el desarrollo de aplicaciones prácticas de Kevlar. [20] Una vez que los gerentes senior de DuPont fueron informados del descubrimiento, inmediatamente asignaron a todo un grupo para trabajar en diferentes aspectos ", dijo. Aún así, Kwolek continuó las investigaciones químicas de los derivados de Kevlar para DuPont. [21] Tampoco se benefició de Productos de DuPont, ya que firmó la patente de Kevlar a la empresa. [22]
El kevlar se utiliza como material en más de 200 aplicaciones, incluidas raquetas de tenis, esquís, líneas de paracaídas, botes, aviones, cuerdas, cables y chalecos antibalas . [1] Se ha utilizado para neumáticos de automóviles, botas de bombero, palos de hockey, guantes resistentes a cortes y vehículos blindados. También se ha utilizado para materiales de construcción de protección como materiales a prueba de bombas, cuartos seguros para huracanes y refuerzos de puentes. [22] Durante la semana de la muerte de Kwolek, se vendió el chaleco antibalas número un millón fabricado con Kevlar. [23] El kevlar también se usa para construir teléfonos celulares; Motorola 's Droid RAZR tiene un cuerpo uni Kevlar. [24]
Premios y honores
Por su descubrimiento de Kevlar, Kwolek fue galardonada con la Medalla Lavoisier de la empresa DuPont por logros técnicos sobresalientes en 1995, como "Experimentadora persistente y modelo a seguir cuyo descubrimiento de poliamidas cristalinas líquidas condujo a las fibras de aramida de Kevlar". [25] [26] En el momento de su muerte en 2014, todavía era la única empleada en recibir ese honor. [27] Su descubrimiento generó varios miles de millones de dólares en ingresos para DuPont , que era su empleador en ese momento, pero nunca se benefició directamente de ello financieramente. [22]
En 1980, Kwolek recibió el premio Chemical Pioneer del American Institute of Chemists y un premio a la invención creativa de la American Chemical Society . [5] En 1995, [9] [28] Kwolek fue agregado al Salón de la Fama de los Inventores Nacionales . [4] En 1996, recibió la Medalla Nacional de Tecnología y el Premio al Logro IRI . En 1997, recibió la Medalla Perkin de la American Chemical Society. [29] En 2003, fue incluida en el Salón Nacional de la Fama de la Mujer . [7]
Ha sido galardonada con títulos honoríficos por la Carnegie Mellon University (2001), [30] Worcester Polytechnic Institute (1981) [5] y Clarkson University (1997). [31]
La Royal Society of Chemistry otorga un 'Premio Stephanie L Kwolek' bienal, "para reconocer las contribuciones excepcionales al área de la química de materiales de un científico que trabaja fuera del Reino Unido". [32]
Kwolek aparece como uno de los 175 Faces of Chemistry de la Royal Society of Chemistry . [33]
La novela del libro electrónico de Star Trek Starfleet Corps of Engineers # 30: Ishtar Rising hace referencia a un transbordador llamado Kwolek.
Jubilación
En 1986, Kwolek se retiró como investigador asociado de DuPont. Hacia el final de su vida, fue consultora de DuPont y se desempeñó tanto en el Consejo Nacional de Investigación como en la Academia Nacional de Ciencias. [9] Durante sus 40 años como investigadora científica, presentó y recibió 17 [20] o 28 patentes. [28]
A menudo daba clases de química a estudiantes. [22] También ideó y escribió sobre numerosas demostraciones en el aula que todavía se utilizan en las escuelas de hoy [ ¿cuándo? ] , como el truco de cuerda de nailon . [34]
Kwolek murió a la edad de 90 años el 18 de junio de 2014 [35].
Referencias
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- ^ Fibra de policarbonamida carbocíclica totalmente aromática . Patente original de Kevlar otorgada en 1974 a Stephanie Kwolek.
- ^ a b c Dan Samorodnitsky, "Puede agradecer a la química Stephanie Kwolek por los chalecos antibalas y los pantalones de yoga" , Smithsonian , 21 de agosto de 2019.
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- ^ "La inventora de Kevlar, Stephanie Kwolek, muere a los 90" . Delawareonline.com . Consultado el 19 de junio de 2014 .
Otras lecturas
- Edwin Brit Wyckoff (abril de 2008), Deteniendo balas con un hilo; Stephanie Kwolek y su increíble invención , Enslow Elementary, ISBN 9780766028500, OCLC 74029319 , OL 10937083M , 076602850X
enlaces externos
Medios relacionados con Stephanie Kwolek en Wikimedia Commons
- Stephanie Kwolek en Mujeres inventoras famosas
- "Mujeres en química - Stephanie Kwolek (video)" . Instituto de Historia de la Ciencia .
- Ferguson, Raymond C. (4 de mayo de 1986). Stephanie Louise Kwolek, Transcripción de una entrevista realizada por Raymond C. Ferguson en Sharpley, Delaware el 4 de mayo de 1986 (PDF) . Filadelfia: Centro Beckman de Historia de la Química .
- Bensaude-Vincent, Bernadette (21 de marzo de 1998). Stephanie L. Kwolek, Transcripción de una entrevista realizada por Bernadette Bensaude-Vincent en Wilmington, Delaware el 21 de marzo de 1998 (PDF) . Filadelfia: Chemical Heritage Foundation .
- Entrevista de historia oral con Stephanie L.Kwolek (1986) de las colecciones digitales del Science History Institute
- Entrevista de historia oral con Stephanie L.Kwolek (1998) de las colecciones digitales del Science History Institute
- Papeles de Stephanie L. Kwolek en el Museo y Biblioteca Hagley .
- Fotografías y videos de Stephanie Kwolek en el Museo y Biblioteca Hagley .
- Fotografías de Stephanie Kwolek en el Museo y Biblioteca Hagley .