Robert Curl: Karbondan Yapılmış Bir Futbol Topu Bulan Spektroskopist

Robert Curl, kariyerinin büyük bir kısmını mikrodalga ve kızılötesi spektroskopi yoluyla kararsız moleküllerin titreşimlerini dinleyerek geçirdi; bu, kimya bölümleri dışında pek az kişinin duyduğu bir çalışmaydı. Ardından, Eylül 1985'teki on bir gün içinde, ödünç alınmış bir lazer aparatı ve kütle spektrografındaki başıboş bir tepe noktası ona keşfedilmekten ziyade tasarlanmış gibi görünen, o kadar simetrik bir molekül sundu ki, bu çalışma on bir yıl sonra ona Nobel Ödülü kazandırdı. Bir zamanlar annesinin porselen ocağını kimya setindeki bir nitrik asit şişesiyle mahveden çocuk, nihayetinde karbonun ne olabileceğine dair bildiklerimizi yeniden yazdı.

Kimya Setli Bir Vaizin Oğlu

Curl, 23 Ağustos 1933'te Teksas'ın Alice kentinde, misyonerlik görevleri aileyi Teksas'ın güneyi ve güneybatısında dolaştıran bir Metodist vaizin oğlu olarak dünyaya geldi. Dokuz yaşında kendisine verilen bir kimya seti, evde yarattığı hasara rağmen hayatının yönünü belirledi. San Antonio'daki Thomas Jefferson Lisesi'nden (Thomas Jefferson High) mezun oldu ve üniversite için Rice Enstitüsü'nü (Rice Institute) seçti; kendi ifadesine göre, okulun ücretsiz olması ve futbol takımı, kimya bölümü kadar onu etkilemişti. 1954'te oradan lisans derecesini aldıktan sonra, Kenneth Pitzer'in (Kenneth Pitzer) rehberliğinde disiloksan bağ açılarının kızılötesi spektroskopisi üzerine çalışmak üzere doktora için Berkeley'e gitti; ardından Harvard'da E. B. Wilson (E. B. Wilson) ile mikrodalga spektroskopisi yoluyla moleküllerin dönme engellerini araştırdığı doktora sonrası bir dönem geçirdi. 1958'de genç bir öğretim üyesi olarak Rice'a döndü, ayrılan bir profesörün ekipmanını ve lisansüstü öğrencilerini devraldı ve geri kalan çalışma hayatı boyunca orada kaldı.

Spektroskopik Araştırmalarla Geçen On Yıllar

Yaklaşık otuz yıl boyunca Curl'ün laboratuvar çalışmaları, klor dioksit gibi serbest radikallerin ve küçük kararsız türlerin mikrodalga ve kızılötesi spektroskopisi üzerine odaklandı; bu, moleküllerin ışığı nasıl soğurup yaydığının ince ve ultra ince ayrıntıları aracılığıyla moleküler yapıyı anlamayı amaçlayan hassas, teknik ve şaşaasız bir bilimdi. Bu, bir bilim insanını bir sinyalin teorinin öngördüğü gibi davranmadığını fark etmeye eğiten titiz bir enstrümantasyon çalışmasıydı. Bu dikkat etme alışkanlığı, kimsenin tahmin edebileceğinden daha önemli hale gelecekti.

Yeni Bir Karbon Formunu Bulan On Bir Gün

Eylül 1985'te İngiliz kimyager Harold Kroto (Harold Kroto), Curl'ün meslektaşı Richard Smalley'nin (Richard Smalley) yarı iletken kümelerini incelemek için inşa ettiği lazer buharlaştırma aparatını ödünç almak için Rice'a geldi; amacı kırmızı dev yıldızın karbon açısından zengin koşullarını yeniden yaratmak ve uzun karbon zincirleri üretmekti. Curl, Kroto, Smalley ve lisansüstü öğrencileri James Heath (James Heath) ve Sean O'Brien (Sean O'Brien) ile birlikte çalışarak bu çabaya katıldı. Grafitin yoğun bir lazer nabzıyla buharlaştırılmasıyla ekip karbon zincirlerini elde etti, ancak kütle spektrometresi beklenmedik bir şey daha gösterdi: tam olarak altmış karbon atomundan oluşan bir kümeye karşılık gelen ezici bir baskın tepe noktası ve yetmişte daha küçük bir kardeş tepe noktası. Bu kadar durağan ve belirgin olan tek bir sayı, açık bir zincirden ziyade kapalı, simetrik ve kimyasal olarak kararlı bir kafes anlamına geliyordu. İzleyen on bir gün boyunca grup, verilerle tutarlı olan tek geometrinin altıgenler ve beşgenlerden oluşan bir futbol topu şekli olduğunu buldu; bu, mimar Buckminster Fuller'ın (Buckminster Fuller) jeodezik kubbelerinde kullandığı desenle aynıydı. Moleküle buckminsterfullerene adını verdiler. Curl'ün özel katkısı, sinyali bu kadar temiz hale getiren karbon buharlaştırma koşullarının optimize edilmesi ve yapının belirlenmesine yardımcı olan spektral analizdeydi. Keşif, karbon kimyasının tamamen yeni bir dalını (daha sonra karbon nanotüplerin eklendiği fullerenler) açtı ve 1996'da Curl, "fullerenleri keşifleri" için Nobel Kimya Ödülü'nü Kroto ve Smalley ile paylaştı.

Ödül Sonrası

Curl, sonrasında ne yaptığı konusunda çok açıktı: ifadesiyle, "Nobel kazandıktan sonra ya bilimsel bir otorite figürü olabilirsiniz ya da peşinden gidecek yeni bir bilim fikrine sahip olabilirsiniz." İkincisini seçti; laboratuvarını DNA genotipleme ve dizileme cihazlarına, daha sonra da kuantum kaskad lazerleri etrafında inşa edilmiş fotoakustik eser gaz sensörlerine yönlendirdi; bu, spektroskopik eğitiminin ruhuna uygun, uygulamalı bir enstrüman yapım bilimiydi. Ayrıca Rice'ın Lovett Koleji'nin (Lovett College) ilk yöneticisi olarak görev yaptı ve Nobel ödüllülerin genellikle doldurması istenen türden kurumsal, rehberlik edici bir rol üstlendi. Rice'ın başkanı Nobel duyurusundan sonra ne istediğini sorduğunda, Curl'ün isteği karakterine uygun şekilde mütevazıydı: ofisine ve laboratuvarına daha yakın bir bisiklet park yeri, çünkü işe her gün bisikletle gidip geliyordu. 2008 yılında 74 yaşında, profesör emeritus olarak Rice'tan emekli oldu; bu süre zarfında Ulusal Bilimler Akademisi ve Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi'ne seçildi, Alexander von Humboldt Üst Düzey ABD'li Bilim İnsanı Ödülü ve Kraliyet Kimya Derneği'nin Yüzüncü Yıl Madalyası gibi onur nişanları topladı.

Rutin Üzerine İnşa Edilmiş Özel Bir Hayat

Curl, 1955 yılında Jonel Whipple (Jonel Whipple) ile evlendi ve ikisi neredeyse yedi yıllık bir evlilik boyunca iki çocuk yetiştirdi. Meslektaşları onu büyük beyanlarıyla değil, istikrarlı alışkanlıklarıyla hatırladılar: günlük bisiklet yolculuğu, Rice'ın 'Bridge Tugayı' (Bridge Brigade) ile her hafta yapılan briç oyunu; fullerenler ekranda belirmeden önce otuz yıl boyunca spektroskopi laboratuvarında ona hizmet eden sabırlı ve tekrarlayan dikkat alışkanlığıyla aynı mizaç.

Robert Neden Dahi Olarak Adlandırılıyor

Curl'ün Nobel'i, teorik bir parlaklık patlamasından değil, daha dar ve kendine has bir şekilde taklit edilmesi daha zor bir şeyden dolayıydı: kütle spektrografındaki beklenmedik bir tepe noktasının, tüm alanın gözden kaçırdığı bir anlama geldiğini fark etme konusunda eğitilmiş algı becerisi. Bu, ilham alınmış bir tahminden ziyade, on yıllar süren şaşaasız spektroskopik temel çalışmalarla inşa edilmiş uzman bir örüntü tanıma biçimidir. Curl'ün kendisi, on bir günlük yapı sprintini Kroto, Smalley, Heath ve O'Brien ile gerçek bir ekip çalışmasına borçlu olduğunu belirtti ve Nobel komitesinin kendi çerçevesi de tek bir içgörüden ziyade "onların keşfi" diyerek kolektif bir atıfta bulundu. Dürüst karşı argümanı açıkça ifade etmek gerekir: Buckminsterfullerene, her katılımcının ifadesine göre, tamamen başka bir şey amaçlayan bir deneyden doğan tesadüfi bir bulguydu ve Curl yalnız bir vizyonerden ziyade üç eşit Nobel ödüllüden biriydi. Ona bu etiketi kazandıran şey, "dahi" teriminin genellikle ima ettiğinden daha az romantiktir; bu, verilerdeki bir anormalliğin gürültüden ziyade yeni bir madde formu olduğunu gerçek zamanlı olarak görmesini sağlayan, kariyer boyu süren bir enstrümantal hassasiyet disiplinidir.

Miras

Buckminsterfullerene, fulleren kimyasından karbon nanotüplere kadar nanoteknolojinin karbon malzemeleri kanadını başlattı ve Rice'taki 2010 tarihli Ulusal Tarihi Kimya Anıtı belirlenmesi, bunun gerçekleştiği noktayı işaret eder. Curl, 3 Temmuz 2022'de Houston'da 88 yaşında vefat etti; ünlü bir bilim insanından ziyade, karbon daha önce kimsenin atfetmediği bir şekli ortaya koyduğunda, doğru enstrüman ve anormallik için doğru gözle odada bulunan bir spektroskopist olarak hatırlandı.