オットー・ショット
オットー・ショット | |
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| 生まれる | （1851年12月17日）1851年12月17日 |
| 死亡 | 1935年8月27日（1935年8月27日）（83歳） |
| 母校 | フリードリヒ・シラー大学イェーナ |
| 知られている | ガラスの組成と特性の体系的な調査ホウケイ酸ガラスの発明 |
| 受賞歴 | リービッヒメダル（1909年） |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | ガラス科学 |
| 機関 | フリードリヒ・シラー大学イエナ・ショットAG |
フリードリヒ・オットー・ショット（1851–1935）は、ドイツの化学者、ガラス技術者であり、ホウケイ酸ガラスの発明者でした。ショットはガラスの化学組成とその特性の関係を体系的に研究しました。こうして彼はガラス特性に関する基本的な問題を解決し、理論限界に近い光学特性を持つ組成を特定しました。ショットの発見は、顕微鏡光学や光学天文学における大きな進歩でした。[ 1 ]彼の研究は「ガラス組成の歴史における分水嶺」と評されています。[ 2 ]
幼少期と教育
ショットは窓ガラス職人シモン・ショットの息子で、母はカロリーネ・ショットであった。[ 3 ] 1870年から1873年まで、ショットはアーヘン工科大学、ヴュルツブルク大学、ライプツィヒ大学で化学技術を学んだ。イエナのフリードリヒ・シラー大学でガラス科学を専攻し、化学の博士号を取得した。博士論文のタイトルは「ガラス製造の理論と実践への貢献」（1875年）であった。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
科学的貢献
1879年、ショットは革新的な光学特性を持つリチウムベースの新ガラスを開発しました。ショットはこの発見をイエナ大学の物理学教授エルンスト・アッベに伝えました。アッベのガラスに関するコメントは、ショットのガラス分野への関心を刺激しました。[ 2 ] [ 7 ]
最近、相当量のリチウムを導入し、比重が比較的低いガラスを製造しました。このガラスは優れた光学特性を示すのではないかと考えており、上記の私の推測が正しいかどうかを確認するために、貴社または貴社の同僚の方で屈折率と分散の試験を行っていただけないでしょうか。
— 1879年5月27日付の手紙の翻訳。[ 7 ]
ショットは大学での正式な教育を終えて間もなく、アッベが当時入手可能なガラスの欠陥を明確に指摘していたことに気づいた。その欠陥は、望遠鏡や顕微鏡など、レンズのガラスの光学性能が極めて重要な科学機器において特に深刻だった。科学的には、レンズの倍率が高くなるにつれて色収差が大きくなる。色収差は、視覚画像の光学的品質が光の色に依存する原因となり、科学機器に大きな制約をもたらす。[ 1 ] [ 8 ]
アッベの科学的挑発に応えて、ショットはガラスの特性について体系的な研究を開始した。ガラスの特性は化学組成によって変化するためである。ショットは、ガラス中のシリカの一部をホウ酸塩やリン酸で置換し、酸素をフッ化物で置換するなど、ある元素を別の元素で置換した。[ 2 ]
1879年にショットがアッベに送った手紙は、二人の科学者の長きにわたる共同研究の始まりとなった。 [ 2 ] アッベはすでに機器メーカーのカール・ツァイスと共同で顕微鏡用ガラスの製造に取り組んでいた。ツァイスは、ショットとアッベが特定した改良ガラス組成を望遠鏡などの実際の光学機器で試験することで、三者共同研究に参加した。[ 2 ] 1882年、ショットはイエナに移り、アッベとツァイスとより緊密に協力するようになった。[ 2 ]
彼らはシリカ、ソーダ、カリ、石灰、酸化鉛、その他28種類の元素を用いて様々なガラスを作り、その特性を調べた。この研究には理論的根拠がなかったため、彼らは慎重かつ体系的な観察と測定に頼った。光学特性に直接影響を与えない元素を添加することで、空気にさらされた際に表面に染みが生じるといったガラスの他の特性を修正できる可能性もあった。[ 2 ]
1886年までに、ショットはガラス組成における構造と特性の関係について徹底的な調査を完了しました。これらの調査を通して、ショットはガラスの屈折率（拡大レンズとしての機能に重要）を色収差から切り離して考えることができることを発見しました。こうしてショットは、科学機器において理論限界に近い性能を発揮できるリチウム含有ガラスを開発しました。これは、顕微鏡や天文学などの光学機器における大きな進歩でした。[ 1 ]
ショットは小規模溶融撹拌法を習得することで均質な製品を作り出し、その屈折率と分散を正確に測定・特性評価することが可能になった。体系的な実験を通して、ショットはこの手法を様々な種類のガラスの製造に応用した。そして、この実験に基づき、ショットはA. ヴィンケルマンと共同で、ガラス特性の計算のための最初の組成-特性モデルを開発した。[ 2 ]
ガラスの組成
ショットは、幅広いガラス組成の化学組成を体系化しました。代表的な例を表にまとめました。
| ガラス | SiO2 | B 2 O 3 | ナトリウム2O | 酸化カルシウム | 酸化マグネシウム | アルミニウム |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1:1:6 ソーダ石灰シリカガラス（参照組成、ショット社が最初に特定したものではない、他の酸化物を含む） | 75.3% | 0% | 13.0% | 0% | 11.7% | 0% |
| イエナスタンダードグラス | 67.2% | 2.0% | 14.0% | 7.0% | 0% | 2.5% |
| ショット温度計ガラス | 72.0% | 12.0% | 11.0% | 0% | 0% | 5.0% |
| ショットの食器用ガラス | 73.7% | 6.2% | 6.6% | 0% | 5.5% | 3.3% |
| ショット・ウェルスバッハ煙突ガラス | 75.8% | 15.2% | 4.0% | 0% | 0% | 0% |
ビジネス上の利益
1884年、オットーはエルンスト・アッベ博士およびカール・ツァイスと共同で、イエナにグラステックニシェ・ラボラトリアム・ショット・アンド・アソシエイツ（Schott & Associates Glass Technology Laboratory）を設立した。1887年から1893年にかけて、ショットはここでホウケイ酸ガラスを開発した。ホウケイ酸ガラスは、耐熱性が高く、急激な温度変化による熱衝撃に強く、腐食性化学物質にさらされても劣化しにくいという特徴がある。このタイプのガラスは当初、デュランというブランド名で知られていた。彼らの事業では、色収差の少ないアポクロマートレンズも商品化されており、これはショットによるガラスの組成と特性に関する体系的な研究に基づいていた。[ 1 ] [ 9 ] [ 10 ]
ショットはホウケイ酸ガラスを用いて、温度計、実験用ガラス器具、薬瓶、医薬品チューブなどの実験室用品や医療用品を製造していました。ショットは「イエナ・グラス」というブランド名で家庭用ガラス器具を製造していました。また、ガス照明用の耐熱ランプシリンダーも製造していました。カール・アウアーの白熱ガスランプは1894年に初めて販売され、ショットのガラス工場の大きな収入源となりました。[ 11 ] 1890年代後半には、彼はイエナのガラス産業の電化にも携わりました。[ 12 ]ショットの事業は、創業から第一次世界大戦勃発まで、世界の光学ガラス市場をほぼ独占していました。[ 2 ]
1919年、ショット＆アソシエイツはカールツァイス財団の完全所有となりましたが、21世紀初頭にはショットAGとして知られています。[ 13 ]ショット社のブランドは、高品質で特殊な光学機器と結び付けられるようになりました。[ 3 ]
2020年現在、 Schott AG製のガラス製バイアルがCOVID-19ワクチン接種に使用されていました。[ 14 ]
私生活
1917年、オットー・ショットの長男ロルフ・ショットが第一次世界大戦で戦死した。その後まもなく、オットーの息子エーリッヒ・ショットがショット・アンド・ジェン社に入社した。[ 15 ] 1926年、オットー・ショットはショット・アンド・ジェン社での現役を引退した。その後まもなく、エーリッヒ・ショットがオットー・ショットの経営を引き継いだ。[ 16 ]
受賞と功績
1909年、ショットはドイツ化学者協会からリービッヒ賞を受賞しました。 [ 17 ] ドイツのイエナにあるショットの生家があったオットー・ショット通りは、ショットに敬意を表して改名されました。ショットガラス博物館も同じ敷地内にあります。どちらも見学可能です。ショットガラス博物館では、オットー・ショットの革新に始まるガラス科学の発展を展示しています。[ 18 ]
オットー・ショット研究賞は1991年以来、ガラス科学およびセラミックス科学の分野で優れた研究者に2年ごとに授与されています。この賞はカールツァイス財団のアッベ基金によって運営・資金提供されています。[ 19 ]
参考文献
- ^ a b c d Sella, Andrea. 「Schottのガラス」 . chemistryworld.com . 英国王立化学協会. 2020年12月20日閲覧。
- ^ a b c d e f g h i jチャールズ・R. クルクジャン; ウィリアム・R. プリンドル (1998). 「ガラス組成の歴史に関する展望」アメリカセラミックス協会誌. 81 (4): 795– 813. doi : 10.1111/j.1151-2916.1998.tb02415.x .
- ^ a b「ツァイス財団の創設者と現代顕微鏡学」（PDF） hcbi.fas.harvard.eduハーバード大学生物画像センター2020年12月29日閲覧。
- ^ラミレス、アイニッサ（2020年4月7日）『私たちの錬金術：人間と物質はどのように互いを変えてきたか』MITプレス、 168～ 171頁。ISBN 9780262043809. 2020年12月30日閲覧。
- ^ショット、オットー「ガラス製造の理論と実践への貢献」 2016年9月18日アーカイブ、 Wayback Machine
- ^ Vogel, Werner (2012年12月6日). Glass Chemistry . Springer Science & Business Media. pp. 2–. ISBN 9783642787232. 2020年12月31日閲覧。
- ^ a b Pfaender, HG (2012年12月6日). Schott Guide to Glass . Springer Science & Business Media. ISBN 9789401105170. 2020年12月31日閲覧。
- ^ Fischer, B.; Gerth, K. (1994). 「イエナにおけるガラス製造用プラチナ：卓越した評判は、ドーベライナー、ショット、アッベによる初期の研究によって築かれた」 . Platinum Metals Review . 38 (2): 74– 82. doi : 10.1595/003214094X3827482 . S2CID 267562069. 2020年12月30日閲覧。
- ^ Espahangizi, Kijan (2015). 「トポスからオイコスへ：近代実験研究における認識論的境界としてのガラス容器の標準化（1850–1900年）」（PDF） . Science in Context . 28 (3): 397– 425. doi : 10.3929/ethz-b-000103657 . PMID 26256505. 2020年12月30日閲覧。
- ^シュタイナー、ユルゲン (1993)。 「オットー・ショットとホウケイ酸ガラスの発明」。グラステクニッシュ ベリヒテ。66 ( 6–7 ): 165–173 .
- ^ Davidson, Michael W. 「オットー・ショット（1851–1935）」 .分子発現. フロリダ州立大学. 2020年12月30日閲覧。
- ^ウォルター、ロルフ (1996)。カール ツァイス: Zeiss 1905 ～ 1945 (ドイツ語)。ボーラウ・フェルラーグ。 p. 25.ISBN 978-3-412-11096-3。
- ^シンガー、ペニー（1989年8月20日）「企業分野における財団」ニューヨーク・タイムズ。
- ^フィッツパトリック、ミシェル. 「COVID-19ワクチンの接種が近づく中、ドイツ製のバイアルに注目が集まる」 medicalexpress.com .メディカル・エクスプレス. 2021年1月2日閲覧。
- ^ Cheves, Allen E.; Walker, A. Stewart (2020年9月5日). 「Schott at the Sharp Edge 精密ガラスセラミックスが信号強度に影響を与える」 . Lidar Magazine . 2020年12月30日閲覧。
- ^ 「Erich Schott (1891–1989)」 . us.schott.com . Schott AG . 2020年12月29日閲覧。
- ^ "Liebig-Denkmünze" . chemie.de (ドイツ語). 2012年12月14日. 2020年9月15日閲覧。
- ^ 「ショットガラス博物館とショットヴィラ」 . museum.de . Magazin Museum.de . 2020年12月29日閲覧。
- ^ 「Otto Schott Research Award」 . otto-schott-research-award.de . カールツァイス財団. 2020年12月29日閲覧。
外部リンク
