Irving Langmuir ( / ˈ l æ ŋ m j ʊər / ; [2] 31 de enero de 1881 - 16 de agosto de 1957) fue un químico , físico e ingeniero estadounidense . Fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1932 por su trabajo en química de superficies .
La publicación más famosa de Langmuir es el artículo de 1919 "La disposición de los electrones en átomos y moléculas" en el que, basándose en la teoría del átomo cúbico de Gilbert N. Lewis y la teoría del enlace químico de Walther Kossel , esbozó su "teoría concéntrica de la estructura atómica". ". [3] Langmuir se vio envuelto en una disputa de prioridad con Lewis sobre este trabajo; Las habilidades de presentación de Langmuir fueron en gran medida responsables de la popularización de la teoría, aunque el crédito por la teoría en sí pertenece principalmente a Lewis. [4] Mientras estuvo en General Electric de 1909 a 1950, Langmuir avanzó en varios campos de la física y la química , inventando la lámpara incandescente llena de gas y la técnica de soldadura de hidrógeno . El Laboratorio Langmuir para la Investigación Atmosférica cerca de Socorro, Nuevo México , recibió su nombre en su honor, al igual que la revista de ciencias de superficies de la Sociedad Química Estadounidense llamada Langmuir . [1]
Irving Langmuir nació en Brooklyn , Nueva York, el 31 de enero de 1881. Fue el tercero de los cuatro hijos de Charles Langmuir y Sadie, de soltera Comings. Durante su infancia, los padres de Langmuir lo alentaron a observar cuidadosamente la naturaleza y a llevar un registro detallado de sus diversas observaciones. Cuando Irving tenía once años, se descubrió que tenía problemas de visión. [5] Cuando se corrigió este problema, se revelaron detalles que anteriormente se le habían escapado y se intensificó su interés por las complicaciones de la naturaleza. [6]
Durante su infancia, Langmuir estuvo influenciado por su hermano mayor, Arthur Langmuir. Arthur era un químico investigador que animó a Irving a sentir curiosidad por la naturaleza y cómo funcionan las cosas. Arthur ayudó a Irving a montar su primer laboratorio de química en un rincón de su dormitorio y se contentó con responder las innumerables preguntas que Irving plantearía. Los pasatiempos de Langmuir incluían el montañismo , el esquí , pilotear su propio avión y la música clásica . Además de su interés profesional en la política de la energía atómica, le preocupaba la conservación de la naturaleza.
Langmuir asistió a varias escuelas e institutos en Estados Unidos y París (1892-1895) antes de graduarse de la escuela secundaria en Chestnut Hill Academy (1898), una escuela privada de élite ubicada en la próspera zona de Chestnut Hill en Filadelfia. Se graduó con una licenciatura en ingeniería metalúrgica ( Met.E. ) de la Escuela de Minas de la Universidad de Columbia en 1903. Obtuvo su doctorado en 1906 con Friedrich Dolezalek [7] en Göttingen , por investigaciones realizadas utilizando el " Nernst Glower ", una lámpara eléctrica inventada por Nernst. Su tesis doctoral se tituló "Sobre la recombinación parcial de gases disueltos durante el enfriamiento" ( alemán : Ueber partielle Wiedervereinigung dissociierter Gase im Verlauf einer Abkiihlung ). [8] Posteriormente realizó trabajos de posgrado en química. Langmuir luego enseñó en el Instituto de Tecnología Stevens en Hoboken, Nueva Jersey , hasta 1909, cuando comenzó a trabajar en el laboratorio de investigación de General Electric ( Schenectady, Nueva York ).
Sus contribuciones iniciales a la ciencia provinieron de su estudio de las bombillas (una continuación de su trabajo de doctorado). Su primer gran avance fue la mejora de la bomba de difusión , que finalmente condujo a la invención de los tubos rectificadores y amplificadores de alto vacío. Un año más tarde, él y su colega Lewi Tonks descubrieron que la vida útil de un filamento de tungsteno podía prolongarse considerablemente llenando la bombilla con un gas inerte , como el argón , siendo el factor crítico (pasado por alto por otros investigadores) la necesidad de una limpieza extrema en todas las etapas del proceso. También descubrió que torcer el filamento en una bobina apretada mejoraba su eficiencia. Estos fueron avances importantes en la historia de la bombilla incandescente . Su trabajo en química de superficies comenzó en este punto, cuando descubrió que el hidrógeno molecular introducido en una bombilla de filamento de tungsteno se disociaba en hidrógeno atómico y formaba una capa de un átomo de espesor en la superficie de la bombilla. [9]
Su asistente en la investigación de tubos de vacío fue su primo William Comings White . [10]
Mientras continuaba estudiando filamentos en el vacío y en diferentes ambientes gaseosos, comenzó a estudiar la emisión de partículas cargadas de filamentos calientes ( emisión termoiónica ). Fue uno de los primeros científicos en trabajar con plasmas , y fue el primero en llamar así a estos gases ionizados porque le recordaban al plasma sanguíneo . [11] [12] [13] Langmuir y Tonks descubrieron ondas de densidad electrónica en plasmas que ahora se conocen como ondas de Langmuir . [14]
Introdujo el concepto de temperatura de los electrones y en 1924 inventó el método de diagnóstico para medir tanto la temperatura como la densidad con una sonda electrostática, ahora llamada sonda Langmuir y comúnmente utilizada en física del plasma. La corriente de la punta de una sonda polarizada se mide en función del voltaje de polarización para determinar la temperatura y densidad del plasma local. También descubrió el hidrógeno atómico , que puso en práctica inventando el proceso de soldadura del hidrógeno atómico ; la primera soldadura por plasma jamás realizada. Desde entonces, la soldadura por plasma se ha convertido en soldadura por arco de tungsteno con gas .
En 1917, publicó un artículo sobre la química de las películas de aceite [15] que más tarde se convirtió en la base para la concesión del Premio Nobel de Química en 1932. Langmuir teorizó que los aceites que consistían en una cadena alifática con un grupo terminal hidrófilo (quizás un alcohol o ácido ) estaban orientados como una película de una molécula de espesor sobre la superficie del agua, con el grupo hidrófilo abajo en el agua y las cadenas hidrófobas agrupadas en la superficie. El espesor de la película se pudo determinar fácilmente a partir del volumen y área conocidos del petróleo, lo que permitió la investigación de la configuración molecular antes de que estuvieran disponibles las técnicas espectroscópicas . [dieciséis]
Después de la Primera Guerra Mundial, Langmuir contribuyó a la teoría atómica y a la comprensión de la estructura atómica definiendo el concepto moderno de capas de valencia e isótopos .
Langmuir fue presidente del Instituto de Ingenieros de Radio en 1923. [17]
Basándose en su trabajo en General Electric, John B. Taylor desarrolló un detector de haces ionizantes de metales alcalinos, [18] llamado hoy en día detector Langmuir-Taylor . En 1927, fue uno de los participantes de la quinta Conferencia Solvay de Física que tuvo lugar en el Instituto Internacional Solvay de Física en Bélgica.
Se unió a Katharine B. Blodgett para estudiar películas delgadas y adsorción superficial. Introdujeron el concepto de monocapa (una capa de material de una molécula de espesor) y la física bidimensional que describe dicha superficie. En 1932 recibió el Premio Nobel de Química "por sus descubrimientos e investigaciones en química de superficies ". En 1938, los intereses científicos de Langmuir comenzaron a girar hacia la ciencia atmosférica y la meteorología . Una de sus primeras empresas, aunque relacionada tangencialmente, fue refutar la afirmación del entomólogo Charles HT Townsend de que la mosca de los ciervos volaba a velocidades de más de 800 millas por hora. Langmuir estimó la velocidad de la mosca en 40 kilómetros por hora.
Después de observar montones de algas a la deriva en el Mar de los Sargazos, descubrió una circulación superficial en el mar impulsada por el viento. Ahora se llama circulación de Langmuir .
Durante la Segunda Guerra Mundial , Langmuir y el investigador asociado Vincent J. Schaefer trabajaron en la mejora del sonar naval para la detección de submarinos y, más tarde, en el desarrollo de cortinas protectoras de humo y métodos para descongelar las alas de los aviones. Esta investigación lo llevó a teorizar y luego demostrar en el laboratorio y en la atmósfera, que la introducción de núcleos de hielo seco y yoduro de plata en una nube suficientemente húmeda de baja temperatura ( agua sobreenfriada ) podría inducir precipitación ( siembra de nubes ); aunque en la práctica frecuente, particularmente en Australia y la República Popular China, la eficacia de esta técnica sigue siendo controvertida en la actualidad.
En 1953 Langmuir acuñó el término " ciencia patológica ", que describe la investigación realizada de acuerdo con el método científico , pero contaminada por sesgos inconscientes o efectos subjetivos. Esto contrasta con la pseudociencia , que no pretende seguir el método científico. En su discurso original, presentó la PES y los platillos voladores como ejemplos de ciencia patológica; desde entonces, la etiqueta se ha aplicado al poliagua y a la fusión en frío .
Su casa en Schenectady fue designada Monumento Histórico Nacional en 1976.
Langmuir estuvo casado con Marion Mersereau (1883-1971) en 1912 con quien adoptó dos hijos: Kenneth y Barbara. Después de una breve enfermedad, murió en Woods Hole, Massachusetts, de un ataque cardíaco el 16 de agosto de 1957. Su obituario apareció en la portada del New York Times . [19]
En cuanto a sus opiniones religiosas, Langmuir era agnóstico. [20]
Según el autor Kurt Vonnegut , Langmuir fue la inspiración para su científico ficticio, el Dr. Felix Hoenikker, en la novela Cat's Cradle , [21] y la invención del personaje del hielo nueve , una nueva fase del hielo de agua (similar sólo en nombre a Ice IX). ). Langmuir había trabajado con el hermano de Vonnegut, Bernard Vonnegut, en General Electric, en la siembra de cristales de hielo para disminuir o aumentar la lluvia o las tormentas. [22] [23] [24]
Aunque la propia Marion no era una asidua asistente a la iglesia y no tenía ninguna objeción seria a las opiniones agnósticas de Irving, su abuelo había sido un clérigo episcopal.
