Katharine Burr Blodgett: Sie machte Glas unsichtbar
Katharine Burr Blodgett machte Glas unsichtbar und revolutionierte die Optik. Ihre Erfindung beeinflusst noch heute viele Industrien, von Kameras bis Brillen.
Katharine Burr Blodgett bei Arbeiten im Labor von General Electric.
Foto: gemeinfrei
Unbeschichtetes Glas ist alles andere als unsichtbar. Es reflektiert einen erheblichen Teil des auftreffenden Lichts, was zu Verzerrungen und Blendung führt. Das änderte sich im Jahr 1938. Katharine Burr Blodgett war eine brillante Physikerin und Erfinderin, die die Welt der Wissenschaft und Technik nachhaltig beeinflusste. Ihre Erfindung des „unsichtbaren Glases“ revolutionierte die Optik und findet bis heute in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung. Wir blicken auf das Leben und Wirken der Wissenschafts-Pionierin, die vielen Frauen den Weg in einem von Männern dominierten Feld ebnete.
Inhaltsverzeichnis
Frühe Jahre und wissenschaftliche Ausbildung
Katharine Burr Blodgett wurde am 10. Januar 1898 in Schenectady, New York, geboren. Ihr Vater, ein Patentanwalt bei General Electric (GE), starb kurz vor ihrer Geburt, was ihre Kindheit prägte. Trotz des frühen Verlusts ihres Vaters fand Blodgett später ihre eigene Verbindung zu GE, die ihr Leben entscheidend beeinflussen sollte.
Ihre akademische Laufbahn begann am Bryn Mawr College, einer renommierten Universität für Frauen. Dort legte sie den Grundstein für ihre wissenschaftliche Karriere. Während ihres Studiums wurde sie von bedeutenden Persönlichkeiten der Mathematik und Physik wie Charlotte Angas Scott und James Barnes inspiriert. Entscheidend für ihren Lebensweg war jedoch die Begegnung mit Irving Langmuir, einem engen Freund der Familie und späteren Nobelpreisträger. Langmuir erkannte ihr Talent und bot ihr eine Forschungsstelle bei General Electric an – unter der Bedingung, dass sie ihre akademische Ausbildung fortsetzte.
Erste Frau am Cavendish Laboratory
Nach ihrem Bachelor-Abschluss am Bryn Mawr College setzte Blodgett ihre Studien an der University of Chicago fort. Dort machte sie 1918 ihren Master in Physik. Während dieser Zeit war sie an der Entwicklung von Aktivkohlefiltern beteiligt, die für die Gasmasken in den Weltkriegen von entscheidender Bedeutung waren. Diese frühen Arbeiten brachten ihr erste wissenschaftliche Anerkennung.
Doch Blodgett wollte mehr. Sie strebte einen Doktortitel an und ging an die Universität Cambridge, wo sie am Cavendish Laboratory unter Sir Ernest Rutherford forschte. Im Jahr 1926 wurde sie die erste Frau, die an diesem renommierten Institut in Physik promovierte. Ihre Dissertation befasste sich mit der Bewegung von Elektronen in ionisiertem Quecksilberdampf, ein komplexes Thema, das die Grundlage für spätere technologische Fortschritte legte.
| Wichtige Jahre im Leben von Katharine Burr Blodgett | |
| 1917 | Trifft Irving Langmuir und andere im GE-Forschungslabor und wird ermutigt, seine höhere Ausbildung in Physik abzuschließen |
| 1918 | Arbeitsbeginn im Forschungslabor von General Electric |
| 1926 | Abschluss der Promotion an der Universität Cambridge |
| 1933 | Entwicklung eines Messgeräts zur Messung der Dicke dünner Schichten |
| 1938 | Entwicklung eines „unsichtbaren“ Glases |
| 1963 | Ausscheiden aus GE |
Zusammenarbeit mit Irving Langmuir
Nach ihrer Promotion kehrte Blodgett zu General Electric zurück und vertiefte ihre Forschung im Bereich der Oberflächenchemie unter der Leitung von Irving Langmuir. Gemeinsam entwickelten sie die sogenannte Langmuir-Blodgett-Technik, mit der dünne Schichten von Molekülen auf festen Oberflächen, wie Metall oder Glas, abgeschieden werden konnten. Diese Technik war ein Meilenstein in der Oberflächenchemie und legte den Grundstein für Blodgetts späteren Durchbruch.
Im Jahr 1938 gelang Katharine Burr Blodgett der Durchbruch, der ihr Vermächtnis in der Wissenschaft und Technik besiegelte. Sie entdeckte, dass dünne Schichten auf Glas die Lichtreflexion fast vollständig eliminieren konnten. Glas, das in seiner natürlichen Form etwa 10 % des einfallenden Lichts reflektiert, kann durch Blodgetts Technik so behandelt werden, dass es nahezu unsichtbar erscheint.
Präzise Kontrolle der Schichtdicke ist der Schlüssel
Der Schlüssel zu dieser Entdeckung lag in der präzisen Kontrolle der Schichtdicke. Blodgett fand heraus, dass eine Beschichtung mit einer Dicke von etwa einem Viertel der durchschnittlichen Wellenlänge des sichtbaren Lichts (ca. 1388 Angström) die Reflexionen so beeinflussen konnte, dass sie sich gegenseitig aufhoben. Diese Beschichtung, die heute als Langmuir-Blodgett-Film bekannt ist, ermöglichte es, Glas nahezu 100 % lichtdurchlässig zu machen – ohne Reflexionen und Blendungen.
Blodgett ließ sich diese Entdeckung am 16. März 1938 patentieren und erhielt das US-Patent Nr. 2.220.660 für ihre „Filmstruktur und Herstellungsmethode“. Diese wegweisende Erfindung fand schnell Anwendung in vielen Bereichen, die wir ihnen nun kurz vorstellen möchten.
Unsichtbares Glas im Alltag: Anwendungen und Einfluss
Blodgetts unsichtbares Glas war eine Entdeckung, die die Welt der Optik für immer veränderte. Eine der ersten prominenten Anwendungen war in der Filmindustrie. Der Kultfilm „Vom Winde verweht“ (1939) verwendete Blodgetts nicht-reflektierende Linsen, um kristallklare Aufnahmen zu ermöglichen. Diese Technologie wurde später auch in der Kriegsführung eingesetzt, insbesondere in U-Boot-Periskopen und Spionageflugzeugen während des Zweiten Weltkriegs.
Die Anwendungsmöglichkeiten von Blodgetts Antireflexbeschichtungen waren nahezu unbegrenzt. Ihre Technologie fand Verwendung in Brillen, Windschutzscheiben, Mikroskopen, Kameralinsen und Fernsehgeräten. Auch heute noch wird diese Technologie in einer Vielzahl von optischen Geräten eingesetzt. Ihre Entdeckung ermöglichte es, verzerrungsfreie, klare Bilder zu erhalten, was in vielen Industrien unverzichtbar ist. Und auch, dass sie diesen Beitrag an ihren Computerbildschirm ermüdungsfrei lesen können, ist ihr zu verdanken.
Auch wenn Katharine Blodgetts Erfindungen die Optoelektronik unseres Alltags nicht direkt beeinflusst haben, begegnen uns immer häufiger hochpräzise gefertigte Linsen. Diese finden sich nicht nur in den Kameras von Mobiltelefonen, sondern auch in Messgeräten. Die präzise Herstellung der Optikelemente ist besonders bei fotoelektrischen Industriesensoren sowie Laser-Sendern und -Empfängern von großer Bedeutung. Zudem gewinnt ihre Rolle bei der Integration von Fotomodulen in IoT-Geräten (Internet der Dinge) stetig an Bedeutung.
| Auszeichnungen und Mitgliedschaften |
| Progress Medal, The Photographic Society of America |
| Achievement Award, American Association of University Women |
| Outstanding Woman of the Year, American Woman Magazine |
| Garvan Medal, American Chemical Society |
| Boston First Assembly of American Women of Achievement, honored scientist |
| Ehrendoktorwürden: Elmira College, Western College, Brown University, Russell Sage College |
| Fellow, American Physical Society |
| Member, Optical Society of America |
Beiträge zur Kriegsforschung
Während des Zweiten Weltkriegs leistete Blodgett bedeutende Beiträge zur Kriegsforschung. Neben der Entwicklung von nicht-reflektierenden Gläsern für militärische Anwendungen arbeitete sie auch an Technologien zur Enteisung von Flugzeugflügeln und verbesserte Nebelvorhänge, die während des Krieges eingesetzt wurden. Ihre Arbeit hatte einen direkten Einfluss auf die Effizienz und Sicherheit der Kriegsführung.
Blodgett ging 1963 in den Ruhestand und verstarb 1979 im Alter von 81 Jahren. Obwohl sie zu Lebzeiten nicht immer die Anerkennung erhielt, die sie verdiente, gilt sie heute als eine der bedeutendsten Wissenschaftlerinnen ihrer Zeit. Insgesamt erhielt sie acht Patente, darunter auch das für ihre bahnbrechende Erfindung des unsichtbaren Glases.
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