Arnold Orville Beckman - Arnold Orville Beckman

Arnold Orville Beckman
Arnold Beckman, ca. 1921
Urodzić się	( 1900-04-10 )10 kwietnia 1900 Cullom, Illinois
Zmarł	18 maja 2004 (2004-05-18)(w wieku 104 lat) La Jolla, Kalifornia
Narodowość	amerykański
Alma Mater
Nagrody
Kariera naukowa
Pola	Chemia fizyczna
Instytucje
Doradca doktorski	Roscoe G. Dickinson

Wideo zewnętrzne
Naukowcy, których musisz znać: Arnold O. Beckman, „Zabawa, sedno sprawy, tkwi w aspektach technicznych” , Instytut Historii Nauki
The Instrumental Chemist: The Incredible Curiosity of Arnold O. Beckman (zwiastun) , Science History Institute
Harry B. Gray , How Arnold O. Beckman's Instrumental Voice Shaped Chemistry's History , Profiles in Chemistry, Science History Institute

Arnold Orville Beckman (10 kwietnia 1900 – 18 maja 2004) był amerykańskim chemikiem, wynalazcą, inwestorem i filantropem. Będąc profesorem w Kalifornijskim Instytucie Technologii , założył Beckman Instruments w oparciu o swój wynalazek pH-metru z 1934 r. , urządzenie do pomiaru kwasowości, które później uważano za „rewolucję w badaniach chemii i biologii”. Opracował również spektrofotometr DU , "prawdopodobnie najważniejszy instrument, jaki kiedykolwiek opracowano w kierunku postępu nauk biologicznych". Beckman sfinansował pierwszą firmę tranzystorową , dając tym samym początek Dolinie Krzemowej . Po przejściu na emeryturę wraz z żoną Mabel (1900-1989) byli zaliczani do czołowych filantropów w Stanach Zjednoczonych.

Wczesne życie

Beckman urodził się w Cullom w stanie Illinois , wiosce liczącej około 500 osób w społeczności rolniczej. Był najmłodszym synem kowala George'a Beckmana i jego drugiej żony Elizabeth Ellen Jewkes. Od najmłodszych lat był ciekawy świata. Kiedy miał dziewięć lat, Beckman znalazł stary podręcznik do chemii, Joel Dorman Steele 's Fourteen Weeks in Chemistry i zaczął przeprowadzać eksperymenty. Jego ojciec wspierał jego zainteresowania naukowe, pozwalając mu przekształcić szopę na narzędzia w laboratorium.

Matka Beckmana, Elizabeth, zmarła na cukrzycę w 1912 roku. Ojciec Beckmana sprzedał swój kuźnia i został komiwojażerem narzędzi i materiałów kowalskich. Gospodyni, Hattie Lange, została zatrudniona do opieki nad dziećmi Beckmanów. Arnold Beckman zarabiał pieniądze jako „praktykujący pianista” w miejscowym zespole i jako „oficjalny tester kremów” prowadzący wirówkę w lokalnym sklepie.

W 1914 rodzina Beckmanów przeniosła się do Normal, położonego na północ od Bloomington w stanie Illinois , aby młodzi Beckmanowie mogli uczęszczać do University High School w Normal , „szkoły laboratoryjnej” związanej z Illinois State University . W 1915 roku przenieśli się do samego Bloomington, ale kontynuowali naukę w University High, gdzie Arnold Beckman uzyskał pozwolenie na prowadzenie zajęć na poziomie uniwersyteckim od profesora chemii Howarda W. Adamsa. Jeszcze w szkole średniej Arnold założył własną firmę „Bloomington Research Laboratories”, zajmującą się chemią analityczną dla lokalnej firmy gazowniczej. Występował także wieczorami jako pianista filmowy i grał z lokalnymi zespołami tanecznymi. Ukończył szkołę średnią w swojej klasie, ze średnią 89,41 w ciągu czterech lat, najwyższą uzyskaną.

Beckmanowi pozwolono opuścić szkołę kilka miesięcy wcześniej, aby przyczynić się do działań związanych z pierwszą wojną światową na początku 1918 roku, pracując jako chemik. W Keystone Steel and Iron pobrał próbki stopionego żelaza i przetestował je, aby sprawdzić, czy skład chemiczny węgla, siarki, manganu i fosforu jest odpowiedni do zalewania stali.

Kiedy w sierpniu 1918 Beckman skończył 18 lat, zaciągnął się do piechoty morskiej Stanów Zjednoczonych . Po trzech miesiącach spędzonych w obozie szkoleniowym na Wyspie Parris w Karolinie Południowej został wysłany do Brooklyn Navy Yard , aby przetransportować go na wojnę w Europie. Z powodu opóźnienia pociągu w miejsce jednostki Beckmana wsiadła inna jednostka. Następnie, liczony w grupach w barakach, Beckman przegapił wysłanie do Rosji o jedno miejsce w kolejce. Zamiast tego Arnold spędził Święto Dziękczynienia w lokalnym YMCA , gdzie spotkał 17-letnią Mabel Stone Meinzer, która pomagała podawać posiłek. Mabel zostanie jego żoną. Kilka dni później podpisano rozejm , kończący wojnę.

Edukacja na Uniwersytecie

Beckman uczęszczał na University of Illinois Urbana-Champaign od jesieni 1918 roku. Podczas pierwszego roku pracował z Carlem Shippem Marvelem nad syntezą organicznych związków rtęci, ale obaj mężczyźni zachorowali z powodu ekspozycji na toksyczną rtęć . W rezultacie Beckman zmienił kierunek z chemii organicznej na chemię fizyczną, gdzie pracował z Worthem Rodebushem, TA White i Gerhardem Dietrichsonem. Tytuł licencjata z inżynierii chemicznej uzyskał w 1922 r., a magisterium z chemii fizycznej w 1923 r. Do tytułu magistra studiował termodynamikę wodnych roztworów amoniaku, przedmiot przedstawiony mu przez TA White'a.

Wkrótce po przybyciu na University of Illinois, Beckman dołączył do bractwa Delta Upsilon . Został inicjowany w oddziale Zeta Alpha Chi Sigma , bractwie chemicznym, w 1921 r. oraz w Bractwie Naukowym Gamma Alpha Graduate Scientific Fraternity w grudniu 1922 r.

Beckman postanowił udać się do California Institute of Technology (Caltech) na doktorat. Przebywał tam przez rok, po czym wrócił do Nowego Jorku, by być blisko swojej narzeczonej, Mabel, która pracowała jako sekretarka w Towarzystwie Ubezpieczeń na Życie Equitable . Znalazł pracę w dziale inżynieryjnym Western Electric , prekursorze Bell Telephone Laboratories . Pracując z Walterem A. Shewhartem , Beckman opracował programy kontroli jakości do produkcji lamp próżniowych i poznał projektowanie obwodów. To właśnie tutaj Beckman odkrył swoje zainteresowanie elektroniką .

Beckman poślubił Mabel 10 czerwca 1925. W 1926 para wróciła do Kalifornii, a Beckman wznowił studia w Caltech. Zainteresował się fotolizą ultrafioletową i pracował ze swoim doradcą doktorskim Roscoe G. Dickinsonem nad instrumentem do znajdowania energii światła ultrafioletowego. Działało poprzez skierowanie światła ultrafioletowego na termoparę , przekształcając padające ciepło w energię elektryczną, która napędzała galwanometr . Po uzyskaniu doktoratu W 1928 roku na fotochemii za zastosowanie teorii kwantowej do reakcji chemicznych Beckman został poproszony o pozostanie w Caltech jako instruktor, a następnie jako profesor. Linus Pauling , inny absolwent Roscoe G. Dickinson, również został poproszony o pozostanie w Caltech.

W 1933 roku Beckman i jego rodzina zbudowali dom w Altadena w Kalifornii , u podnóża wzgórz, w sąsiedztwie Pasadeny. Mieszkali w Altadena przez ponad 27 lat, wychowując rodzinę.

Nauczanie i doradztwo w Caltech

Podczas swojego pobytu w Caltech Beckman był aktywny w nauczaniu zarówno na poziomie podstawowym, jak i zaawansowanym. Beckman podzielił się swoją wiedzą na temat dmuchania szkła, prowadząc zajęcia w warsztacie mechanicznym. Prowadził również zajęcia z projektowania i użytkowania przyrządów badawczych. Beckman zajmował się z pierwszej ręki zapotrzebowaniem chemików na dobre oprzyrządowanie jako kierownik sklepu z instrumentami na wydziale chemicznym. Zainteresowanie Beckmana elektroniką sprawiło, że stał się bardzo popularny na wydziale chemii Caltech, ponieważ był bardzo uzdolniony w budowie przyrządów pomiarowych .

W czasie, gdy pracował w Caltech, wydział coraz bardziej skupiał się na czystej nauce i odchodził od inżynierii chemicznej i chemii stosowanej. Arthur Amos Noyes , szef działu chemii, zachęcał zarówno Beckmana, jak i inżyniera chemika Williama Laceya do kontaktu z inżynierami i chemikami w świecie rzeczywistym, a Robert Andrews Millikan , prezes Caltech, kierował pytania techniczne do Beckman z rządu i biznesu. Z ich błogosławieństwem Beckman zaczął przyjmować pracę zewnętrzną jako konsultant naukowy i techniczny. Występował również jako ekspert naukowy w procesach sądowych.

National Ink Appliance Company

W 1934 roku Millikan skierował IH Lyonsa z National Postal Meter Company do Arnolda Beckmana. Lyons chciał, aby atrament nie zapychał się, aby opłaty pocztowe mogły być drukowane przez maszyny, zamiast zmuszać urzędników do lizania znaczków. Rozwiązaniem Beckmana było wytworzenie atramentu za pomocą kwasu masłowego , substancji o nieprzyjemnym zapachu. Ze względu na ten składnik żaden producent nie chciał go wytwarzać. Beckman postanowił zrobić to sam. Założył firmę National Inking Appliance Company, zdobywając miejsce w garażu należącym do producenta instrumentów Freda Hensona i zatrudniając dwóch studentów Caltech, Roberta Bartona i Henry'ego Frackera. Beckman opracował i wykupił kilka patentów na ponowne tuszowanie taśm do maszyn do pisania , ale ich sprzedaż nie odniosła sukcesu. To było pierwsze doświadczenie Beckmana w prowadzeniu firmy i marketingu produktu, i chociaż ten pierwszy produkt zawiódł, Beckman zmienił przeznaczenie firmy na inny produkt.

Miernik pH

Sunkist Growers miał problemy z własnym procesem produkcyjnym. Cytryny, które nie nadawały się do sprzedaży jako produkt, zostały przetworzone na pektynę lub kwas cytrynowy , z dwutlenkiem siarki użytym jako środek konserwujący. Sunkist musiał w każdej chwili znać kwasowość produktu , a stosowane wówczas metody kolorymetryczne, takie jak odczyty z papierka lakmusowego , nie działały dobrze, ponieważ zakłócał je dwutlenek siarki. Chemik Glen Joseph z Sunkist próbował zmierzyć stężenie jonów wodorowych w soku z cytryny elektrochemicznie, ale dwutlenek siarki uszkodził elektrody wodorowe, a niereaktywne elektrody szklane wytwarzały słabe sygnały i były kruche.

Joseph zwrócił się do Beckmana, który zaproponował, aby zamiast zwiększać czułość swoich pomiarów, wzmacniał wyniki. Beckman, obeznany z dmuchaniem szkła, elektrycznością i chemią, zasugerował projekt wzmacniacza lampowego i ostatecznie zbudował działającą aparaturę dla Josepha. Szklaną elektrodę używaną do pomiaru pH umieszczono w obwodzie siatki w rurze próżniowej, wytwarzając wzmocniony sygnał, który można następnie odczytać za pomocą miernika elektronicznego. Prototyp był tak użyteczny, że Joseph poprosił o drugą jednostkę.

Beckman dostrzegł okazję i ponownie przemyślejąc projekt, postanowił stworzyć kompletny instrument chemiczny, który mógłby być łatwo transportowany i używany przez niespecjalistów. Do października 1934 r. zarejestrował zgłoszenie patentowe US ​​Patent nr 2 058 761 na swój „kwasomierz”, później przemianowany na pehametr. Arthur H. Thomas Company, znany w całym kraju sprzedawca instrumentów naukowych z siedzibą w Filadelfii, był gotów spróbować go sprzedać. Chociaż kosztował 195 dolarów, mniej więcej tyle, ile wynosiło początkowe miesięczne wynagrodzenie profesora chemii w tamtym czasie, był znacznie tańszy niż szacowany koszt zbudowania porównywalnego instrumentu z poszczególnych komponentów, około 500 dolarów. Oryginalny pehametr ważył prawie 7 kg, ale stanowił znaczną poprawę w porównaniu z ławką pełną delikatnego sprzętu. Najwcześniejszy miernik miał usterkę konstrukcyjną polegającą na tym, że odczyty pH zmieniały się wraz z głębokością zanurzenia elektrod, ale Beckman naprawił problem, uszczelniając szklaną bańkę elektrody.

8 kwietnia 1935 Beckman zmienił nazwę swojej firmy na National Technical Laboratories , formalnie potwierdzając jego nowe skupienie się na tworzeniu instrumentów naukowych. Firma wynajęła większe pomieszczenia przy 3330 Colorado Street i rozpoczęła produkcję mierników pH. Pehametr jest ważnym urządzeniem do pomiaru pH roztworu, a do 11 maja 1939 r. sprzedaż była na tyle skuteczna, że ​​Beckman opuścił Caltech i został pełnoetatowym prezesem National Technical Laboratories. Do 1940 roku Beckman był w stanie zaciągnąć pożyczkę na budowę własnej fabryki o powierzchni 12 000 stóp kwadratowych w South Pasadena.

Spektrofotometria

Ultrafioletowy

W 1940 roku sprzęt potrzebny do pomiaru energii świetlnej w zakresie widzialnym mógł kosztować laboratorium nawet 3000 dolarów, co było wówczas ogromną kwotą. Wzrosło również zainteresowanie badaniem widm ultrafioletowych poza tym zakresem. Tak jak Beckman stworzył jeden, łatwy w użyciu przyrząd do pomiaru pH, postawił sobie za cel stworzenie łatwego w użyciu przyrządu do spektrofotometrii. Zespół badawczy Beckmana, kierowany przez Howarda Cary'ego , opracował kilka modeli.

Nowe spektrofotometry wykorzystywały pryzmat do rozdzielenia światła na jego widmo absorpcyjne oraz fototubę do elektrycznego pomiaru energii świetlnej w całym widmie. Umożliwiły one użytkownikowi wykreślenie widma absorpcji światła substancji, dając znormalizowany „odcisk palca”, charakterystyczny dla związku. Dzięki modelowi D Beckmana, znanemu później jako spektrofotometr DU , National Technical Laboratories z powodzeniem dostarczyło pierwszy łatwy w użyciu pojedynczy instrument zawierający zarówno elementy optyczne, jak i elektroniczne potrzebne do spektrofotometrii absorpcji ultrafioletu . Użytkownik mógł wstawić próbkę, wybrać żądaną długość fali światła i odczytać wielkość absorpcji tej częstotliwości z prostego miernika. Uzyskał dokładne widma absorpcyjne zarówno w ultrafiolecie, jak i widzialnych obszarach widma ze względną łatwością i powtarzalną dokładnością. National Bureau of Standards przeprowadziło testy, aby zaświadczyć, że wyniki DU były dokładne i powtarzalne, i zaleciło ich stosowanie.

Spektrofotometr DU firmy Beckman jest określany jako „Model T” instrumentów naukowych: „To urządzenie na zawsze uprościło i usprawniło analizę chemiczną, umożliwiając naukowcom wykonanie 99,9% dokładnych pomiarów ilościowych substancji w ciągu kilku minut, w przeciwieństwie do wymaganych tygodni poprzednio dla wyników z dokładnością tylko 25%." Theodore L. Brown zauważa, że ​​„zrewolucjonizował pomiar sygnałów świetlnych z próbek”. Laureat Nagrody Nobla Bruce Merrifield jest cytowany jako nazwał spektrofotometr DU „prawdopodobnie najważniejszym instrumentem, jaki kiedykolwiek opracowano w kierunku postępu nauk biologicznych”.

Rozwój spektrofotometru miał również bezpośredni wpływ na wysiłek wojenny. Na przykład badano rolę witamin w zdrowiu, a naukowcy chcieli zidentyfikować żywność bogatą w witaminę A , aby zachować zdrowie żołnierzy. Poprzednie metody obejmowały karmienie szczurów przez kilka tygodni, a następnie wykonanie biopsji w celu oszacowania poziomu witaminy A. Spektrofotometr DU dał lepsze wyniki w ciągu kilku minut. Spektrofotometr DU był również ważnym narzędziem dla naukowców badających i produkujących nowy cudowny lek, penicylinę. Pod koniec wojny amerykańskie firmy farmaceutyczne produkowały każdego miesiąca 650 miliardów jednostek penicyliny. Wiele prac wykonanych w tym obszarze podczas II wojny światowej utrzymywano w tajemnicy aż do końca wojny.

Podczerwień

Beckman i jego firma byli zaangażowani w szereg tajnych projektów. Wystąpił krytyczny niedobór gumy , która była używana w oponach do jeepów i samolotów oraz w czołgach. Źródła naturalne z Dalekiego Wschodu były niedostępne z powodu wojny, a naukowcy szukali niezawodnego syntetycznego zamiennika. Biuro Rezerwy Gumy zwróciło się do Beckmana o opracowanie spektrofotometru na podczerwień, który miałby pomóc w badaniu substancji chemicznych, takich jak toluen i butadien . Biuro Rezerwy Gumowej spotkało się potajemnie w Detroit z Robertem Brattainem z Shell Development Company, Arnoldem O. Beckmanem i R. Bowlingiem Barnesem z American Cyanamid. Beckman został poproszony o potajemne wyprodukowanie stu spektrofotometrów na podczerwień do użytku przez upoważnionych naukowców rządowych, w oparciu o projekt jednowiązkowego spektrofotometru, który został już opracowany przez Roberta Brattana dla Shell. W rezultacie powstał spektrofotometr Beckman IR-1.

Do września 1942 r. wysłano pierwszy z instrumentów. Około 75 IR-1 zostało wyprodukowanych w latach 1942-1945 do użytku przez amerykańskie przedsiębiorstwo produkujące kauczuki syntetyczne. Badaczom nie pozwolono publikować ani dyskutować niczego związanego z nowymi maszynami dopiero po wojnie. Inni badacze, którzy niezależnie pracowali nad rozwojem spektrometrii w podczerwieni, byli w stanie opublikować i opracować instrumenty w tym czasie bez ograniczeń związanych z tajemnicą.

Beckman kontynuował rozwój spektrofotometru na podczerwień po wypuszczeniu IR-1. W obliczu ostrej konkurencji w 1953 roku zdecydował się na radykalne przeprojektowanie instrumentu. W rezultacie powstał IR-4, który mógł być obsługiwany za pomocą pojedynczej lub podwójnej wiązki światła podczerwonego. Umożliwiło to użytkownikowi jednoczesne wykonanie zarówno pomiaru referencyjnego, jak i pomiaru próbki.

Inne tajne projekty

Helipot

W tym samym czasie, gdy Beckman został poproszony o spektrometrię w podczerwieni, skontaktował się z nim Paul Rosenberg. Rosenberg pracował w Laboratorium Radiacyjnym MIT . Laboratorium było częścią tajnej sieci instytucji badawczych w Stanach Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii, które pracowały nad opracowaniem radaru , „wykrywania i namierzania radiowego”. Projekt zainteresował się Beckmanem ze względu na wysoką jakość pokręteł strojenia lub „potencjometrów”, które zastosowano w jego miernikach pH. Beckman zarejestrował projekt pokręteł miernika pH pod nazwą „helipot” dla „potencjometru śrubowego”. Rosenberg odkrył, że helipot był dziesięciokrotnie bardziej precyzyjny niż inne pokrętła. Niemniej jednak, do użytku w ciągle poruszających się samolotach, statkach lub łodziach podwodnych, które mogą być atakowane, konieczne byłoby przeprojektowanie, aby zapewnić, że pokrętła będą odporne na wstrząsy i wibracje.

Beckmanowi nie pozwolono powiedzieć swoim pracownikom o przyczynie przeprojektowania, a oni nie byli szczególnie zainteresowani problemem; w końcu sam wymyślił rozwiązanie. Zamiast używać drutu owiniętego wokół cewki, z naciskiem małej sprężyny, aby utworzyć pojedynczy punkt styku, przeprojektował pokrętło tak, aby miało ciągły rowek, w którym znajdował się punkt styku. Punkt kontaktowy mógłby wtedy poruszać się płynnie i nieprzerwanie i nie mógł zostać wyrwany z kontaktu. Helipot Model A firmy Beckman był bardzo poszukiwany przez wojsko. W pierwszym roku produkcji jego sprzedaż stanowiła 40% dochodu firmy. Beckman wydzielił osobną firmę, Helipot Corporation, aby przejąć fabrykę podzespołów elektronicznych.

Miernik tlenu Pauling

Linus Pauling w Caltech również wykonywał tajną pracę dla wojska. Narodowy Komitet Badań Obrony zwołał spotkanie w dniu 3 października 1940 roku, chcąc instrument, który mógłby wiarygodnie zmierzyć zawartość tlenu w mieszaninie gazów, tak aby mogły one mierzyć warunki tlenowe w łodzi podwodnych i samolotów. Pauling zaprojektował dla nich miernik tlenu Pauling. Początkowo poproszony o dostarczenie pudełek do miernika przez Holmesa Sturdivanta, asystenta Paulinga, Beckman został wkrótce poproszony o wyprodukowanie całego instrumentu.

Chociaż zarząd Narodowego Laboratorium Technicznego nie chciał wesprzeć tajnego projektu, którego szczegółów nie można było podać, zgodzili się, że Beckman ma swobodę niezależnego śledzenia go. Beckman założył drugą firmę spinoff, Arnold O. Beckman, Inc., do ich produkcji. Stworzenie miernika tlenu było wyzwaniem technicznym, polegającym na stworzeniu maleńkich, bardzo precyzyjnych szklanych hantli. Beckman stworzył maleńką maszynę do wydmuchiwania szkła, która generowała precyzyjnie odmierzony podmuch powietrza w celu wytworzenia szklanych kulek.

Po wojnie Beckman opracował analizatory tlenu na inny rynek. Wykorzystano je do monitorowania warunków w inkubatorach dla wcześniaków. Lekarze z Johns Hopkins University wykorzystali je do określenia zaleceń dotyczących zdrowego poziomu tlenu w inkubatorach.

Projekt Manhattan

Instrumenty Beckman były również używane przez Projekt Manhattan . Naukowcy biorący udział w projekcie podjęli próbę opracowania instrumentów do pomiaru promieniowania w wypełnionych gazem, naładowanych elektrycznie komorach jonizacyjnych w reaktorach jądrowych. Trudno było uzyskać wiarygodne odczyty, ponieważ sygnały były słabe. Beckman zdał sobie sprawę, że przy stosunkowo niewielkiej regulacji – zastępując rezystor obciążenia wejściowego elektrodą szklaną – pH-metr można dostosować do tego zadania. W rezultacie firma Beckman Instruments opracowała nowy produkt, mikroamperomierz.

Ponadto Beckman opracował dozymetr do pomiaru narażenia na promieniowanie, aby chronić personel projektu Manhattan. Dozymetr był miniaturową komorą jonizacyjną, naładowaną 170 woltami. Na górze miał małą skalibrowaną skalę, której igła była włóknem kwarcowym pokrytym platyną. Dozymetry zostały również wyprodukowane przez firmę spinoff Beckmana, Arnold O. Beckman, Inc.

Walka ze smogiem

W powojennej południowej Kalifornii, w tym w rejonie Pasadeny, gdzie mieszkali Beckmanowie, smog stawał się coraz częstszym tematem rozmów, a także nieprzyjemnym doświadczeniem. Po raz pierwszy scharakteryzowane jako „ataki gazowe” w 1943 r., podejrzenia padły na różne możliwe przyczyny, w tym na doniczki na plamy używane przez plantatorów pomarańczy, dym wytwarzany przez lokalne zakłady przemysłowe i wydechy samochodowe. Izba Handlowa w Los Angeles była jedną z organizacji zaniepokojonych możliwymi przyczynami i skutkami smogu, ponieważ dotyczył on zarówno przemysłu (i miejsc pracy), jak i jakości życia na tym obszarze. Beckman był związany z Izbą Handlową.

W 1947 r. gubernator Kalifornii Earl Warren podpisał stanową ustawę o kontroli zanieczyszczenia powietrza, zezwalającą na utworzenie okręgów kontroli zanieczyszczenia powietrza (APCD) w każdym hrabstwie stanu. Izba Handlowa w Los Angeles poprosiła Beckmana o reprezentowanie ich przy tworzeniu lokalnej APCD. Nowa APCD, po utworzeniu, poprosiła Beckmana, aby został konsultantem naukowym Urzędnika ds. Kontroli Zanieczyszczeń Powietrza. Pełnił funkcję od 1948 do 1952.

Rzeczonym urzędnikiem kontroli zanieczyszczenia powietrza był Louis McCabe, geolog z doświadczeniem w inżynierii chemicznej. McCabe początkowo podejrzewał, że smog był wynikiem zanieczyszczenia dwutlenkiem siarki i zaproponował, aby hrabstwo przekształciło podejrzane zanieczyszczenie w nawóz w kosztownym procesie. Beckman nie był przekonany, że to dwutlenek siarki był prawdziwym winowajcą smogu w Los Angeles. Odwiedził Gary w stanie Indiana, gdzie podjęto kroki w celu rozwiązania problemu zanieczyszczenia dwutlenkiem siarki, i uderzył go charakterystyczny zapach siarki w powietrzu. Wracając, Beckman przekonał McCabe, że muszą szukać innej przyczyny.

Beckman skontaktował się z profesorem Caltech, który pracował nad smogiem, Arie Jan Haagen-Smit . Opracowali aparat do zbierania cząstek stałych z powietrza w Los Angeles, wykorzystując system rurek chłodzonych w sposób przerywany ciekłym azotem. Haagen-Smit zidentyfikował zebraną przez siebie substancję jako materiał nadtlenowo-organiczny . Zgodził się spędzić rok na studiowaniu chemii smogu. Jego wyniki, przedstawione w 1952 roku, wskazały ozon i węglowodory z kominów, rafinerii i spalin samochodowych jako kluczowe składniki powstawania smogu.

Podczas gdy Haagen-Smit opracował genezę smogu, Beckman opracował przyrząd do jego pomiaru. 7 października 1952 otrzymał patent na „rejestrator tlenu”, który wykorzystywał metody kolorymetryczne do pomiaru poziomu związków obecnych w atmosferze. Beckman Instruments ostatecznie opracowało szereg instrumentów do różnych zastosowań w monitorowaniu i leczeniu spalin samochodowych i zanieczyszczenia powietrza. Wyprodukowali nawet „samochody dostawcze monitorujące jakość powietrza”, dostosowane laboratoria na kołach do użytku przez rząd i przemysł.

Do samego Beckmana zwrócił się gubernator Kalifornii Goodwin Knight, aby stanął na czele Specjalnej Komisji ds. Zanieczyszczenia Powietrza, aby zaproponować sposoby walki ze smogiem. Pod koniec 1953 r. komisja upubliczniła swoje ustalenia. „Biblia Beckmana” zalecała natychmiastowe podjęcie kluczowych kroków:

• tamowanie wycieków oparów z rafinerii i stacji benzynowych
• ustalanie norm dla spalin samochodowych,
• konwersja z samochodów ciężarowych i autobusów z silnikiem diesla na propan
• prosząc zanieczyszczający przemysł o ograniczenie zanieczyszczeń lub odejście od miast
• zakaz otwartego spalania śmieci
• rozwój regionalnego transportu masowego

Beckman Instruments przejął również Liston-Becker Instrument Company w czerwcu 1955. Założona przez Maxa D. Listona firma Liston-Becker odniosła sukces w rozwoju analizatorów gazów na podczerwień . Liston opracował przyrządy do pomiaru smogu i emisji spalin samochodowych, niezbędne w próbach poprawy jakości powietrza w Los Angeles w latach 50. XX wieku.

Beckman pomógł stworzyć Air Pollution Foundation, organizację non-profit wspierającą badania nad znalezieniem rozwiązań dla smogu i edukację społeczeństwa o zagadnieniach naukowych związanych ze smogiem.

W 1954 został członkiem rady dyrektorów Izby Handlowej w Los Angeles i przewodniczącym jej Komitetu ds. Zanieczyszczenia Powietrza. Opowiadał się za silniejszymi uprawnieniami APCD i zachęcał przemysł, biznes i obywateli do wspierania ich pracy. Pomógł Izbie Handlowej opracować ujednolicone podejście do monitorowania smogu, rozgłaszania alarmów smogowych i rozwiązywania problemu smogu. 25 stycznia 1956 został prezesem Izby Handlowej w Los Angeles. Jako dwa kluczowe zagadnienia swojej kadencji określił walkę ze smogiem oraz wspieranie współpracy lokalnej nauki, technologii, przemysłu i edukacji.

Beckman uznał, że jakość powietrza nie poprawi się z dnia na dzień. Jego praca nad jakością powietrza trwała latami i przyciągnęła uwagę całego kraju. W 1967 roku Beckman został powołany na czteroletnią kadencję do Federalnej Rady ds. Jakości Powietrza przez prezydenta Richarda Nixona .

Elektronika

John J. Murdock posiadał znaczne udziały w National Technical Laboratories. On i Arnold Beckman podpisali umowę opcji na akcje, dzięki której Beckman mógł kupić akcje NTL Murdocka z jego posiadłości po jego śmierci. Kiedy Murdock zmarł w 1948 roku, Beckmanowi udało się zdobyć pakiet kontrolny w firmie. 27 kwietnia 1950 roku nazwa National Technical Laboratories została zmieniona na Beckman Instruments, Incorporated. W 1952 Beckman Instruments stała się spółką notowaną na giełdzie nowojorskiej Curb Exchange , generując nowy kapitał na ekspansję, w tym ekspansję zagraniczną.

Cermety

Helipot Corporation, firma spin-off, którą Beckman stworzył, gdy zarząd NTL miał wątpliwości co do elektroniki, została ponownie włączona do Beckman Instruments i stała się Helipot Division w 1958 roku. Badacze Helipot eksperymentowali z cermetami , materiałami kompozytowymi wytwarzanymi przez mieszanie ceramiki i metali . Potencjometry wykonane z cermetu zamiast metalu były bardziej odporne na ciepło, nadające się do pracy w ekstremalnych temperaturach.

Wirówki

W 1954 Beckman Instruments nabył producenta ultrawirówek Spinco (Specialized Instruments Corp.), założony przez Edwarda Greydona Pickelsa w 1946 roku. To przejęcie było podstawą działu wirówek Beckman Spinco . Dział zaprojektował i wyprodukował szereg ultrawirówek preparatywnych i analitycznych.

Półprzewodniki

W 1955 z Beckmanem skontaktował się William Shockley . Shockley, który był jednym ze studentów Beckmana w Caltech, kierował programem badawczym Bell Labs poświęconym technologii półprzewodnikowej . Półprzewodniki były pod pewnymi względami podobne do cermetali. Shockley chciał stworzyć nową firmę i poprosił Beckmana o zasiadanie w zarządzie. Po długiej dyskusji, Beckman stał się bardziej zaangażowany: on i Shockley podpisali list intencyjny w sprawie utworzenia Shockley Semiconductor Laboratory jako filii Beckman Instruments, pod kierownictwem Williama Shockleya. Nowa grupa specjalizowałaby się w półprzewodnikach, zaczynając od zautomatyzowanej produkcji tranzystorów o bazie rozproszonej .

Ponieważ starzejąca się matka Shockleya mieszkała w Palo Alto , Shockley chciał założyć laboratorium w pobliskim Mountain View w Kalifornii . Frederick Terman , rektor Uniwersytetu Stanforda , zaoferował firmie powierzchnię w nowym parku przemysłowym Stanforda. Firma rozpoczęła działalność w lutym 1956, w tym samym roku, w którym Shockley otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki wraz z Johnem Bardeenem i Walterem Houserem Brattainem „za badania nad półprzewodnikami i odkrycie efektu tranzystorowego”. Shockley Semiconductor Laboratory było pierwszym zakładem pracującym nad krzemowymi urządzeniami półprzewodnikowymi w tak zwanej Dolinie Krzemowej.

Shockleyowi brakowało jednak doświadczenia w zarządzaniu biznesem i przemysłem. Co więcej, zdecydował, że laboratorium zbada własny wynalazek, czterowarstwową diodę, zamiast opracowywać rozproszony tranzystor krzemowy, na który zgodzili się z Beckmanem. Beckman został uspokojony przez swoich inżynierów, że naukowe idee stojące za projektem Shockleya są nadal słuszne. Po apelu członków laboratorium Shockley, Beckman postanowił nie ingerować w jego zarządzanie. W 1957 roku ośmiu czołowych naukowców, w tym Gordon Moore i Robert Noyce, opuściło grupę Shockley, by stworzyć konkurencyjny startup Fairchild Semiconductor , który z powodzeniem opracowałby tranzystory krzemowe. W 1960 roku Beckman sprzedał spółkę zależną Shockley firmie Clevite Transistor Company, kończąc swoje formalne powiązanie z półprzewodnikami. Niemniej jednak Beckman był istotnym zwolennikiem nowej branży na jej początkowych etapach.

Komputery i automatyka

Beckman dostrzegł również, że komputery i automatyzacja oferują niezliczone możliwości integracji z instrumentami oraz rozwoju nowych instrumentów. Beckman Instruments kupiło Berkeley Scientific Company w latach 50., a później rozwinęło w ramach Beckman Instruments dział systemów „w celu rozwoju i budowy przemysłowych systemów danych dla automatyzacji”. Berkeley opracował komputer analogowy EASE i do 1959 roku Beckman miał kontrakty z największymi firmami z branży lotniczej, kosmicznej i obronnej, w tym Boeing Aerospace , Lockheed Aircraft , North American Aviation i Lear Siegler . Beckman Systems Division opracował również wyspecjalizowane systemy komputerowe do obsługi dużych ilości telemetrycznych danych radiowych z satelitów i bezzałogowych statków kosmicznych. Obejmowały one systemy do przetwarzania zdjęć księżyca, wykonanych przez statek kosmiczny NASA Ranger.

Filantropia

Lata 60. były dla Beckmanów czasem zmian. Mabel zakochała się w domu nad morzem w Corona del Mar niedaleko Newport Beach w Kalifornii. Kupili dom w 1960 roku, wyremontowali go i mieszkali w nim razem aż do śmierci Mabel w 1989 roku.

Beckman również zdecydował się przejść na emeryturę. On i jego żona Mabel stawali się coraz bardziej aktywni jako filantropi, z deklarowanym zamiarem oddania swojego osobistego majątku przed śmiercią. W 1964 Beckman został poproszony o zostanie przewodniczącym Rady Powierniczej Caltech i przyjął stanowisko. Był członkiem zarządu od 1953 r. W 1965 r. przeszedł na emeryturę ze stanowiska prezesa Beckman Instruments i został przewodniczącym rady dyrektorów. 23 listopada 1981 roku zgodził się sprzedać firmę, która następnie została połączona ze SmithKline, tworząc SmithKline Beckman.

Pierwszy duży dar dobroczynny Beckmanów trafił do Caltech. Wspierając Caltech, rozszerzyli długoterminową relację, którą Beckman rozpoczął jako student w Caltech i kontynuował jako nauczyciel i powiernik. W 1962 roku sfinansowali budowę sali koncertowej Beckman Auditorium, zaprojektowanej przez architekta Edwarda Durrella Stone'a . Przez lata wspierali także Beckman Institute , Beckman Auditorium, Beckman Laboratory of Behavioral Sciences oraz Beckman Laboratory of Chemical Synthesis w California Institute of Technology. Według słów emerytowanego prezesa Caltech, Davida Baltimore'a , Beckman „ukształtował los Caltech”. Beckmanowie są również nazwani w Beckman Institute for Advanced Science and Technology oraz Beckman Quadrangle na University of Illinois Urbana-Champaign.

Fundacja Arnolda i Mabel Beckman została założona we wrześniu 1977 roku. W chwili śmierci Beckmana Fundacja przekazała ponad 400 milionów dolarów różnym organizacjom charytatywnym i charytatywnym. W 1990 roku została uznana za jedną z dziesięciu najlepszych fundacji w Kalifornii, w oparciu o coroczne dary. Darowizny trafiały głównie do naukowców i celów naukowych, a także do macierzystej uczelni Beckmana . Cytuje się, że powiedział: „Zgromadziłem swoje bogactwo, sprzedając instrumenty naukowcom… więc pomyślałem, że byłoby właściwe wnoszenie wkładu do nauki i to jest moja najważniejsza wskazówka dla działalności charytatywnej”.

W latach 80. ufundowali pięć głównych ośrodków:

• Beckman Research Institute (BRI) w Narodowym Centrum Medycznym Miasta Nadziei w Duarte, Kalifornia , Stany Zjednoczone .
• Beckman Laser Institute , University of California, Irvine , w Irvine, California
• Beckman Institute for Advanced Science and Technology na University of Illinois Urbana-Champaign
• Beckman Centrum Medycyny Molekularnej i Genetyki w Stanford University , Stanford, California
• Beckman Institute , California Institute of Technology , Pasadena, California

Beckmanowie przekazali także:

• Arnold i Mabel Beckman Center for the History of Chemistry przy Chemical Heritage Foundation (obecnie Science History Institute ), Filadelfia, Pensylwania
• Centrum Arnolda i Mabel Beckmanów Narodowej Akademii Nauk i Inżynierii w Irvine, Kalifornia (1988)
• Program MBA Pepperdine University School of Business & Management (1988)

Po śmierci Mabel w 1989 roku Arnold Beckman zreorganizował fundację, aby działała na stałe, i opracował nowe inicjatywy na rzecz fundacji.

Główny nacisk położono na poprawę nauczania przedmiotów ścisłych. Od 1998 r. Fundacja przeznaczyła ponad 23 miliony dolarów na wsparcie praktycznej, opartej na badaniach edukacji naukowej w okręgach szkolnych w hrabstwie Orange w Kalifornii, zachęcając szkoły do ​​włączenia przedmiotów ścisłych do programu nauczania szkół podstawowych jako przedmiotu podstawowego.

Arnold Beckman przewidział programy Beckman Scholars i Beckman Young Investigators , aby wspierać młodych naukowców na poziomie uniwersyteckim. Co roku Fundacja Beckman wybiera listę uniwersytetów i szkół wyższych, z których każda wybiera studenta ze swojej instytucji do programu Beckman Scholars. Beckman Young Investigators Program zapewnia wsparcie badawcze obiecującym członkom wydziału na wczesnych etapach kariery akademickiej w naukach chemicznych i przyrodniczych, szczególnie tym, których praca obejmuje metody, instrumenty i materiały, które mogą otworzyć nowe drogi badawcze w nauce.

Fundacja Arnolda i Mabel Beckman wspiera również badania nad wzrokiem poprzez swoją Inicjatywę Beckmana w Badaniach Makularnych oraz nagrodę Beckman-Argyros w badaniach nad wzrokiem. Wspierane działania obejmują badania nad chirurgią laserową i zwyrodnieniem plamki żółtej.

Arnold Beckman zmarł 18 maja 2004 roku w wieku 104 lat w szpitalu w La Jolla w Kalifornii. Mabel i Arnold Beckman zostali pochowani pod prostym nagrobkiem na cmentarzu West Lawn Cemetery w Cullom w stanie Illinois, małym miasteczku, w którym się urodził.

• 

  Audytorium Beckman, Kalifornijski Instytut Technologiczny

• 

  Sufit Beckman Auditorium, specjalnie zaprojektowany ze względu na jego właściwości akustyczne

• 

  Beckman Institute w Caltech, odbite w wodzie

• 

  Beckman Institute na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign

• 

  Centrum Konferencyjne Beckman, Akademie Narodowe

Nagrody i wyróżnienia

W 1971 roku Beckman otrzymał tytuł doktora honoris causa (Sc.D.) w Whittier College .

Arnold Beckman został wybrany na członka Amerykańskiej Akademii Sztuki i Nauki w 1976 roku. W 1982 roku otrzymał nagrodę Złotej Płyty Amerykańskiej Akademii Osiągnięć . Beckman został wprowadzony do Junior Achievement US Business Hall of Fame w 1985 roku. W 1987 roku został wprowadzony do National Inventors Hall of Fame w Akron w stanie Ohio . W 2004 roku otrzymał Nagrodę za Całokształt Twórczości.

W 1989 roku Beckman otrzymał od Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego nagrodę Charlesa Lathropa Parsonsa za służbę publiczną . W 1996 roku został wprowadzony do Galerii Sław Alpha Chi Sigma. W 2000 roku otrzymał Specjalną Milenijną Edycję Złotego Medalu Othmer od Chemical Heritage Foundation w uznaniu jego wieloaspektowego wkładu w dziedzictwo chemiczne i naukowe.

Beckman został odznaczony National Medal of Technology w 1988 roku. Jest to najwyższe wyróżnienie, jakie Stany Zjednoczone mogą przyznać obywatelowi USA za osiągnięcia związane z postępem technologicznym Prezydent George HW Bush wręczył Beckmanowi National Medal of Science Award w 1989 roku „za jego przywództwo w rozwoju oprzyrządowania analitycznego oraz za głęboką i stałą troskę o żywotność narodowego przedsięwzięcia naukowego”. Wcześniej został uznany przez administrację Reagana za jednego z około 30 obywateli, którzy otrzymali od 1989 r. Presidential Citizens Medal za wzorowe czyny służbowe.

Beckman został odznaczony Orderem Lincolna, najwyższym odznaczeniem stanu Illinois, przez Lincoln Academy of Illinois w 1991 roku.

Beckman został odznaczony Medalem Opieki Społecznej od Narodowej Akademii Nauk w 1999 roku.

Asteroida 3737 Beckman została nazwana na cześć Arnolda O. Beckmana w 1983 roku.

Arnold O. Beckman High School w Irvine, Kalifornia , który ma skupić się na edukacji naukowej, został nazwany na cześć Arnolda O. Beckman. Nie został jednak sfinansowany przez Beckmana.

Wystawa Beckman Coulter Heritage, która omawia pracę naukowców Arnolda Beckmana i Wallace'a Coultera, znajduje się w siedzibie Beckman Coulter w Brea w Kalifornii .

Zobacz też

• Fairchild Semiconductor (bardziej szczegółowa historia roli Beckmana w założeniu Doliny Krzemowej)

Uwagi

Zewnętrzne linki

• Strona firmy Beckman Coulter
• Strona fundacji filantropijnej Fundacji Arnolda i Mabel Beckman
• Arnold O. Beckman Legacy Project , Science History Institute , w tym zwiastun The Instrumental Chemist: The Incredible Curiosity of Arnold O. Beckman
• Jaehnig, Kenton G. Znajdowanie pomocy do historycznej kolekcji Beckmana, 1911-2011 (luzem 1934-2004) . Instytut Historii Nauki . Źródło 6 lutego 2018 . Linki na landing page’u prowadzą do pełnych dokumentów.
• Centrum Historii Mówionej. „Arnold O. Beckman (część A)” . Instytut Historii Nauki .
• Sturchio, Jeffrey L.; Thackray, Arnold (23 kwietnia 1985). Arnold O. Beckman, Zapis wywiadu przeprowadzonego przez Jeffreya L. Sturchio i Arnolda Thackraya na Uniwersytecie Pensylwanii w dniu 23 kwietnia 1985 r. (0014A) (PDF) . Filadelfia, PA: Centrum Historii Chemii .
• Centrum Historii Mówionej. „Arnold O. Beckman (część B)” . Instytut Historii Nauki .
• Sturchio, Jeffrey L.; Thackray, Arnold (23 lipca 1985). Arnold O. Beckman, Zapis wywiadu przeprowadzonego przez Jeffreya L. Sturchio i Arnolda Thackraya na Uniwersytecie Pensylwanii w dniu 23 lipca 1985 r. (0014B) (PDF) . Filadelfia, PA: Centrum Historii Chemii .
• Drzewo pochodzenia chemicznego dla Arnolda Orville'a Beckmana z Chemical Genealogy Database University of Illinois Urbana-Champaign Department of Chemistry
• Strona internetowa szkoły średniej Arnolda O. Beckmana
• Kolekcja historyczna Beckmana Science History Institute Digital Collections (zdigitalizowane zapisy korporacyjne Beckman Coulter, Incorporated, a także osobiste dokumenty amerykańskiego naukowca i przemysłowca Arnolda Orville'a Beckmana)
• Przewodnik po Arnold O. Beckman Papers Caltech Archives, California Institute of Technology
• Wywiad z Arnoldem O. Beckmanem Caltech Oral History