Irving Langmuir

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Irving Langmuir

Irving Langmuir (* 31. Januar 1881, Brooklyn, USA) war ein Chemiker und Nobelpreisträger.

Nach seiner Ausbildung in den USA und in Frankreich studiert er Ingenieurswissenschaften mit Schwerpunkt Metallkunde an der Columbia University in New York. Im Alter von 22 Jahren schließt Langmuir das Studium ab und studiert von 1903 bis 1906 an der Georg-August-Universität – bei Walther Nernst (Nobelpreis für Chemie 1920). Bei ihm schreibt er auch seine Doktorarbeit, auf dem Gebiet der Zersetzung von Gasen an heißen Glühfäden. Anschließend kehrt er in die USA zurück.

Nach einer kurzen Zeit als Dozent für Chemie am Stevens Institute of Technology in Hoboken, New Jersey, arbeitet Langmuir von 1909 bis zum Ende seiner beruflichen Karriere 1950 im Forschungslaboratorium der General Electric Company in Schenectady, New York. Hier beschäftigt er sich hauptsächlich mit chemischen Wirkungen in Feststoffen, Flüssigkeiten und Oberflächenfilmen.

Er bereichert die Wissenschaften jedoch auch mit zahlreichen anderen Entdeckungen und Erfindungen. So erfindet er 1913 die gasgefüllte Wolfram-Glühlampe, die zu den heute noch üblichen Glühbirnen gehört und zu einer erheblichen Stromersparnis führt. Langmuir erkennt, dass hohe Leuchtkraft bei gleichzeitiger Langlebigkeit zu erreichen ist, wenn die Glühbirne nicht leer, sondern mit einem chemisch reaktionsträgen Gas gefüllt ist.

In den Jahren 1916 und 1917 veröffentlicht Langmuir über die atomare und molekulare Natur chemischer und physikalischer Phänomene an heißen Metalloberflächen im Vakuum zwei wichtige Arbeiten, die entscheidend für den Nobelpreis sind. Im ersten Weltkrieg konstruiert er Ultraschallsensoren zum Aufspüren feindlicher Unterseeboote. Gemeinsam mit dem amerikanischen Physikochemiker Gilbert Newton Lewis entwickelt Langmuir 1919 die Oktett-Theorie der chemischen Valenz, die zur ersten schlüssigen Interpretation der chemischen Bindung führte.

Die bei der Atomvereinigung entstehende Wärme verwendet Langmuir im Jahr 1924 in der nach ihm benannten „Fackel“ beim Schweißen (Arcatom-Verfahren). Ein Wasserstoffstrom wird in einen zwischen Wolframelektroden brennenden Lichtbogen geblasen. Die dabei frei werdende Energie erzeugt Temperaturen von mehr als 6000 Grad Celsius – geeignet zum Schmelzen von Wolfram, Tantal und anderen höchstschmelzenden Stoffen.

Mit seiner Raumladungstheorie schafft er eine der Grundlagen für Elektronenröhren. Außerdem untersucht Langmuir die Ausbildung monomolekularer Oberflächenschichten unter dem Einfluss von Hochvakuum. Dabei entwickelt er eine Reihe experimenteller Techniken zur Untersuchung von Oberflächenschichten. Das nach ihm benannte Langmuir-Gesetz beschreibt die Abhängigkeit des Stroms von der Spannung bei der Ausbildung einer Raumladung.

Der Physiker und Chemiker veröffentlicht eine Vielzahl von Arbeiten über Elektron-Ion-Wechselwirkung, Ionisation, Oszillation und weitere Aspekte ionisierter Gase. Er findet für das dabei entstehende instabile Medium die Bezeichnung Plasma. Langmuirs Untersuchungen legen den Grundstein für das Verständnis der heterogenen Katalyse, bei der chemische Reaktionen auf der Oberfläche von festen Substanzen stattfinden. Seine Erkenntnisse über das Verhalten von Flüssigkeiten vor allem auf Metalloberflächen haben einen hohen praktischen Nutzen und sind für das theoretische Verständnis von Oberflächenphänomenen gleichermaßen wichtig.

Seine Arbeiten bringen im schließlich 1932 den Chemie-Nobelpreis ein. Er ist der erste Industriemechaniker, dem diese Auszeichnung zuerkannt wird. Später entwickelt Langmuir die Kondensations-Quecksilbervakuumpumpe. Außerdem untersucht er die Möglichkeiten, die Witterung künstlich zu beeinflussen. 1950 leitet er Experimente, bei denen die Kumuluswolken mit Silberjodpartikeln „geimpft“ werden, um Regen zu erzeugen. Ein erfolgreicher Versuch über der Wüste von New Mexico ergibt 1200000 Kubikmeter Regen.

Sieben Jahre später stirbt Langmuir – am 16. August in Falmouth, Massachusetts.

Literatur

Sandra Czabania: Preisgekrönter Industriemechaniker und Regenmacher. Göttinger Tageblatt, 7. November 2002