Джон Гудэнаф

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да навігацыі Перайсці да пошуку
Джон Гудэнаф
англ.: John B. Goodenough
Nobel 9 Dec 2019 029 copy (49204051647) (cropped).jpg
Дата нараджэння 25 ліпеня 1922(1922-07-25)[1][2][3] (99 гадоў)
Месца нараджэння
Грамадзянства
Бацька Erwin Ramsdell Goodenough[d]
Род дзейнасці фізік, інжынер, вынаходнік
Навуковая сфера фізіка цвёрдага цела
Месца працы
Навуковая ступень доктар філасофіі
Альма-матар
Навуковы кіраўнік Clarence Zener[d]
Член у
Узнагароды
Сайт me.utexas.edu/faculty/fa…

Джон Баністэр Гудэнаф (англ.: John Bannister Goodenough; нар. 25 ліпеня 1922, Ена, Веймарская рэспубліка)[8] — амерыканскі вучоны, спецыяліст у галіне фізікі і матэрыялазнаўства, лаўрэат Нобелеўскай прэміі па хіміі. Прафесар электратэхнікі і вылічальнай тэхнікі ў Тэхаскім універсітэце ў Осціне. Яму шырока прыпісваюць ідэнтыфікацыю і распрацоўку літый-іоннай батарэі, распрацоўку правілаў Гудэнафа-Канаморы пры вызначэнні знака магнітнага суперабмену ў матэрыялах і першапачатковыя распрацоўкі ў кампутарнай памяці з адвольным доступам.

Гудэнаф нарадзіўся ў Германіі ў сям’і амерыканскіх бацькоў. Падчас і пасля заканчэння Ельскага ўніверсітэта Гудэнаф служыў амерыканскім ваенным метэаролагам падчас Другой сусветнай вайны. Пасля атрымаў ступень доктара філасофіі па фізіцы ў Чыкагскім універсітэце, стаў навуковым супрацоўнікам лабараторыі Лінкальна Масачусецкага тэхналагічнага інстытута, а пазней кіраўніком лабараторыі неарганічнай хіміі ў Оксфардскім універсітэце. З 1986 года з’яўляецца прафесарам інжынернай школы UT Austin.

Яго імем названа прэмія Джона Б. Гудэнафа ў галіне матэрыялазнаўства. У 2019 годзе разам з Стэнлі Уітынгемам і Акірай Ёсіна атрымаў Нобелеўскую прэмію па хіміі, і ў свае 97 гадоў стаў найстарэйшым лаўрэатам Нобелеўскай прэміі ў гісторыі[9]. Ён стаў найстарэйшым з жывых лаўрэатаў Нобелеўскай прэміі 27 жніўня 2021 года пасля смерці Эдмонда Х. Фішэра.

Ранняе жыццё і адукацыя[правіць | правіць зыходнік]

Джон Гудэнаф нарадзіўся ў Ене, Германія, у сям’і амерыканскіх бацькоў Эрвіна Рамсдэла Гудэнафа (1893—1965) і Хелен Мірыям (Льюіс) Гудэнаф[10]. Яго бацька працаваў над дацэнтам у Гарвардскай школе багаслоўя падчас нараджэння Джона, а пазней стаў прафесарам гісторыі рэлігіі ў Ельскім універсітэце. Брат Джона, Уорд Гудэнаф, быў антраполагам з універсітэта Пенсільваніі. Браты вучыліся ў школе-інтэрнаце ў Гротане ў штаце Масачусэтс[11]. У 1944 годзе Джон Гудэнаф атрымаў ступень бакалаўра матэматыкі з адзнакай у Ельскім універсітэце, дзе ён быў членам таварыства Skull and Bones[12].

Пасля службы ў арміі ЗША ў якасці метэаролага[13] падчас Другой сусветнай вайны Гудэнаф паступіў у Чыкагскі ўніверсітэт, скончыў магістратуру і атрымаў ступень доктара філасофіі па фізіцы ў 1952 годзе. Яго доктарскім кіраўніком быў Кларэнс Зенер, тэарэтык у галіне электрычных прабояў. Гудэнаф працаваў і вучыўся з фізікамі, уключаючы Энрыка Фермі і Джона А. Сімпсана. У Чыкага ён пазнаёміўся і ажаніўся на аспірантцы гісторыі Ірэн Уайзман[14].

Кар’ера і даследаванні[правіць | правіць зыходнік]

Лабараторыя Лінкальна МТІ[правіць | правіць зыходнік]

Пасля вучобы Гудэнаф на працягу 24 гадоў быў навуковым супрацоўнікам і кіраўніком групы ў лабараторыі Лінкальна Масачусецкага тэхналагічнага інстытута. У гэты час ён быў часткай міждысцыплінарнай каманды, адказнай за распрацоўку магнітнай памяці з адвольным доступам. Яго даследаванні па аператыўнай памяці прывялі яго да распрацоўкі канцэпцый кааператыўнага арбітальнага ўпарадкавання, таксама вядомага як кааператыўнае скажэнне Яна—Тэлера, у аксідных матэрыялах, а затым прывялі да распрацоўкі правілаў для знака магнітнага суперабмену ў матэрыялах, вядомых цяпер як правіла Гудэнаф-Канаморы (з Джунджыра Канаморы)[15] .

Праца ў Оксфардскім універсітэце[правіць | правіць зыходнік]

Сіняя дошка, усталяваная Каралеўскім хімічным таварыствам у памяць аб працы над літый-іоннай батарэяй у Оксфардзе

У канцы 1970-х і пачатку 1980-х гадоў ён працягнуў сваю кар’еру ў якасці кіраўніка лабараторыі неарганічнай хіміі ў Оксфардскім універсітэце. Сярод яго працы ў Оксфардзе Гудэнафу прыпісваюць значныя даследаванні, неабходныя для распрацоўкі камерцыйных літый-іонных акумулятараў[16]. Гудэнаф здолеў пашырыць папярэднюю працу М. Стэнлі Уітынгема па матэрыялах для батарэй і выявіў у 1980 годзе, што, выкарыстоўваючы LixCoO2 у якасці лёгкага катоднага матэрыялу з высокай шчыльнасцю энергіі, ён можа падвоіць ёмістасць літый-іонных батарэй. Праца Гудэнафа была камерцыялізавана праз Sony Акірай Ёсіна, які ўнёс дадатковыя паляпшэнні ў канструкцыю батарэі[17]. Гудэнаф атрымаў прэмію Японіі ў 2001 годзе за адкрыццё матэрыялаў, важных для распрацоўкі лёгкіх літыевых акумулятараў з высокай шчыльнасцю энергіі,[18] а таксама ён, Уітынгем і Ёсіна атрымалі Нобелеўскую прэмію па хіміі 2019 года за даследаванні ў галіне літый-іонных батарэй[17].

Прафесар Тэхаскага ўніверсітэта[правіць | правіць зыходнік]

З 1986 года Гудэнаф з’яўляецца прафесарам Тэхаскага ўніверсітэта ў Осціне на факультэтах машынабудавання і электратэхнікі інжынернай школы Кокрэл[19]. Падчас свайго знаходжання там ён працягваў даследаванні па іонных праводных цвёрдых целах і электрахімічных прыладах; ён заявіў, што працягвае вывучаць удасканаленыя матэрыялы для акумулятараў, каб садзейнічаць развіццю электрычных транспартных сродкаў і дапамагчы знізіць залежнасць ад выкапнёвага паліва[20]. Арумугам Манцірам і Гудэнаф адкрылі клас поліаніонаў катодаў[21][22][23]. Яны паказалі, што станоўчыя электроды, якія змяшчаюць поліаніоны, напрыклад, сульфаты, ствараюць больш высокія напружанні, чым аксіды, з-за індуктыўнага эфекту поліаніона. Клас поліаніонаў уключае такія матэрыялы, як фасфаты літый-жалеза, якія выкарыстоўваюцца для невялікіх прылад, напрыклад для электраінструментаў[24]. Яго група таксама вылучыла розныя перспектыўныя матэрыялы для электродаў і электралітаў для цвёрдааксідных паліўных элементаў[25].

28 лютага 2017 года Гудэнаф і яго каманда ў Тэхаскім універсітэце апублікавалі артыкул у часопісе Energy and Environmental Science аб сваёй дэманстрацыі шкляной батарэі, недарагой цвёрдацельнай батарэі, якая не гарыць і мае доўгі цыкл жыцця з высокай аб’ёмнай шчыльнасцю энергіі і хуткімі тэмпамі зарада і разраду. Замест вадкіх электралітаў у батарэі выкарыстоўваюцца шкляныя электраліты, якія дазваляюць выкарыстоўваць шчолачны металічны анод без утварэння дендрытаў[26][27][28][29]. Тым не менш, гэтая праца была сустрэта шырока распаўсюджаным скептыцызмам даследчыцкай супольнасцю акумулятараў і застаецца спрэчнай пасля некалькіх наступных прац. Працу крытыкавалі за адсутнасць вычарпальных дадзеных[30], ілжывую інтэрпрэтацыю атрыманых даных[30] і тое, што прапанаваны механізм працы батарэі будзе парушаць першы закон тэрмадынамікі[31][32].

У красавіку 2020 года быў пададзены патэнт на шкляны акумулятар ад імя LNEG (Нацыянальнай лабараторыі энергетыкі і геалогіі) Партугаліі, Універсітэта Порту, Партугалія і Тэхаскага ўніверсітэта[33].

Кансультацыйная праца[правіць | правіць зыходнік]

У 2010 годзе Гудэнаф далучыўся да тэхнічнага кансультатыўнага савета Enevate, які базуецца ў Ірвайне, штат Каліфорнія, стартапа па тэхналогіі літый-іонных акумулятараў з дамінантам крэмнію[34]. Гудэнаф таксама ў цяперашні час выступае ў якасці саветніка ў Аб’яднаным цэнтры даследаванняў назапашвання энергіі (JCESR), сумеснай працы пад кіраўніцтвам Аргонскай нацыянальнай лабараторыі і фінансуецца Міністэрствам энергетыкі [35]. З 2016 года Гудэнаф таксама працаваў саветнікам для Battery500, нацыянальнага кансорцыума на чале з Ціхаакіянскай паўночна-заходняй нацыянальнай лабараторыяй (PNNL) і часткова фінансаванага Міністэрствам энергетыкі[36][37].

Фундаментальныя даследаванні[правіць | правіць зыходнік]

З фундаментальнага боку, яго даследаванні былі сканцэнтраваны на магнетызме і паводзінах пераходу метал-ізалятар у аксідах пераходных металаў. Разам з Джунжыра Канаморы Гудэнаф распрацаваў набор паўэмпірычных правілаў для прадказання магнетызму ў гэтых матэрыялах у 1950-х і 1960-х гадах, якія цяпер называюцца правіламі Гудэнафа-Канаморы, якія складаюць аснову суперабмену, які з’яўляецца асноўнай уласцівасцю высокатэмпературнай звышправоднасці[38][39][40].

Узнагароды[правіць | правіць зыходнік]

Зноскі

  1. J.B. Goodenough Summary of losses in magnetic materials // IEEE Trans. Magn.IEEE Magnetics Society, 2002. — Vol. 38, Iss. 5. — P. 3398–3408. — ISSN 0018-9464; 1941-0069doi:10.1109/TMAG.2002.802741
  2. Goodenough J. B., J.-S. Zhou Orbital ordering in orthorhombic perovskites // J. Mater. Chem.RSC, 2007. — Vol. 17, Iss. 23. — P. 2394. — ISSN 0959-9428; 1364-5501doi:10.1039/B701805C
  3. John B. Goodenough // Brockhaus Enzyklopädie / Hrsg.: Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus, Wissen Media Verlag Праверана 9 кастрычніка 2017.
  4. https://royalsociety.org/people/john-goodenough-11514/ Праверана 9 кастрычніка 2019.
  5. http://www.nasonline.org/member-directory/members/55234.html Праверана 9 кастрычніка 2019.
  6. https://www.academie-sciences.fr/fr/Liste-des-membres-de-l-Academie-des-sciences-/-G/john-goodenough.html Праверана 9 кастрычніка 2019.
  7. https://www.nae.edu/29302/Dr-John-B-Goodenough Праверана 9 кастрычніка 2019.
  8. John B. Goodenough. American Institute of Physics.
  9. Specia, Megan. Nobel Prize in Chemistry Honors Work on Lithium-Ion Batteries - John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham, and Akira Yoshino were recognized for research that has "laid the foundation of a wireless, fossil-fuel-free society.", The New York Times (October 9, 2019).
  10. Mattes, Eleanor Bustin (1997). Myth for Moderns: Erwin Ramsdell Goodenough and Religious Studies in America, 1938-1955. Scarecrow Press. ISBN 978-0-8108-3339-5. https://books.google.com/books?id=TOYkAAAAYAAJ&q=%22Helen+Miriam+Lewis%22. 
  11. LeVine, Steve. The man who brought us the lithium-ion battery at the age of 57 has an idea for a new one at 92, Atlantic Media Company .
  12. Goodenough, John B. (2008). Witness to Grace. PublishAmerica. ISBN 978-1-4626-0757-0. https://books.google.com/books?id=ufMTLWx30q0C. 
  13. Gregg, Helen. His current quest (Summer 2016).
  14. Olinto, Angela. University of Chicago alum John B. Goodenough shares Nobel Prize for invention of lithium-ion battery (September 9, 2019).
  15. Royal Society of Chemistry - John B Goodenough Award. Royal Society of Chemistry.
  16. Royal Society of Chemistry - John B Goodenough Award. Royal Society of Chemistry.«Royal Society of Chemistry — John B Goodenough Award». Royal Society of Chemistry. Retrieved January 20, 2015.
  17. 17,0 17,1 John B. Goodenough just became the oldest person, at 97, to win a Nobel Prize.
  18. The 2001 (17th) Japan Prize. Japan Prize Foundation.
  19. Henderson, Jim. UT professor, 81, is mired in patent lawsuit, Houston Chronicle (June 5, 2004).
  20. MacFarlene, Sarah The Battery Pioneer Who, at Age 96, Keeps Going and Going. The Wall Street Journal (9 жніўня 2018).
  21. Masquelier, Christian; Croguennec, Laurence (2013). "Polyanionic (Phosphates, Silicates, Sulfates) Frameworks as Electrode Materials for Rechargeable Li (or Na) Batteries". Chemical Reviews 113 (8): 6552–6591. doi:10.1021/cr3001862. PMID 23742145. https://archive.org/details/sim_chemical-reviews_2013-08_113_8/page/6552. 
  22. Manthiram, A.; Goodenough, J. B. (1989). "Lithium insertion into Fe2(SO4)3 frameworks". Journal of Power Sources 26 (3–4): 403–408. doi:10.1016/0378-7753(89)80153-3. 
  23. Manthiram, A.; Goodenough, J. B. (1987). "Lithium insertion into Fe2(MO4)3 frameworks: Comparison of M = W with M = Mo". Journal of Solid State Chemistry 71 (2): 349–360. doi:10.1016/0022-4596(87)90242-8. 
  24. Lerner, Louise University of Chicago alum John B. Goodenough shares Nobel Prize for invention of lithium-ion battery. The University of Chicago (9 кастрычніка 2019).
  25. Perks, Bea Goodenough rules. Chemistry World (22 снежня 2014).
  26. Braga, M.H.; Grundish, N.S.. "Alternative strategy for a safe rechargeable battery". Energy and Environmental Science 10: 331–336. doi:10.1039/C6EE02888H. 
  27. Lithium-Ion Battery Inventor Introduces New Technology for Fast-Charging, Noncombustible Batteries. Cockrell School of Engineering (28 лютага 2017).
  28. Lithium-ion battery inventor introduces new technology for fast-charging, noncombustible batteries. EurekAlert! (28 лютага 2017).
  29. Solid State Batteries For Electric Cars: A New Breakthrough By The Father of the Lithium-Ion Battery на YouTube (March 1, 2017)
  30. 30,0 30,1 Lacey, Matt On the skepticism surrounding the "Goodenough battery"(нявызн.) . Matt Lacey (29 сакавіка 2017).
  31. Steingart, Daniel A.; Viswanathan, Venkatasubramanian. "Comment on "Alternative strategy for a safe rechargeable battery" by M. H. Braga, N. S. Grundish, A. J. Murchison and J. B. Goodenough, Energy Environ. Sci., 2017, 10, 331–336". Energy & Environmental Science 11 (1): 221–222. doi:10.1039/C7EE01318C. 
  32. Steingart, Dan Redox without Redox(англ.) . Medium (5 верасня 2017).
  33. Li-ion co-inventor patents glass battery that could upturn auto industry. The Driven.
  34. Enevate Adviser Shares Nobel(нявызн.) . OCBJ (9 кастрычніка 2019).
  35. His current quest(англ.) . The University of Chicago Magazine.
  36. Battery Research Consortium Chosen by DOE to Advance Electric Cars(нявызн.) . UT News (27 ліпеня 2016).
  37. Charging Up the Development of Lithium-Ion Batteries(англ.) . Energy.gov.
  38. J. B. Goodenough (1955). "Theory of the Role of Covalence in the Perovskite-Type Manganites [La, M(II)MnO3]". Physical Review 100 (2): 564. doi:10.1103/PhysRev.100.564. Bibcode1955PhRv..100..564G. http://doklady.belnauka.by/jour/article/view/403. 
  39. John B. Goodenough (1958). "An interpretation of the magnetic properties of the perovskite-type mixed crystals La1−xSrxCoO3−λ". Journal of Physics and Chemistry of Solids 6 (2–3): 287. doi:10.1016/0022-3697(58)90107-0. 
  40. J. Kanamori (1959). "Superexchange interaction and symmetry properties of electron orbitals". Journal of Physics and Chemistry of Solids 10 (2–3): 87. doi:10.1016/0022-3697(59)90061-7. Bibcode1959JPCS...10...87K. 
  41. Global Highly Cited Researchers 2019 list reveals top talent in the sciences and social sciences — Clarivate

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]