Hans Kuhn (kemist)

Hans Kuhn
Hans Kuhn *1919 physical chemist 1975.jpg
Hans Kuhn *1919 1975
Född 5 december 1919
dog 25 november 2012 ( 2012-11-26 ) (92 år)

Hans Kuhn (5 december 1919 – 25 november 2012) var en schweizisk kemist . Han var professor emeritus för fysikalisk kemi och tidigare vetenskaplig chef vid Max Planck-institutet för biofysikalisk kemi ( Karl Friedrich Bonhoeffer-institutet) i Göttingen .

Biografi

Läroplan

Hans Kuhn föddes i Bern , Schweiz . Han studerade kemi vid ETH Zürich och arbetade för sin doktorsexamen vid universitetet i Basel under ledning av Werner Kuhn (ej närstående). Han fick sin habilitering 1946. Från 1946 till 1947 arbetade han som postdoktor hos Linus Pauling vid Caltech i Pasadena och 1950 hos Niels Bohr i Köpenhamn . 1951 blev han professor vid universitetet i Basel. Han utnämndes 1953 till professor och chef för Institutet för fysikalisk kemi vid Philipps University of Marburg där han stannade till 1970. Därefter var han vid Max Planck Institute for Biophysical Chemistry (Karl Friedrich Bonhoeffer Institute) i Göttingen som chef för avdelningen "Molecular Systems Assembly" fram till sin pensionering 1985.

Fritz Peter Schäfer , Peter Fromherz [ de ; pt ] , Horst-Dieter Försterling , Viola Vogel och Dietmar Möbius var bland Kuhns elever. Erwin Neher var medlem i sin avdelning 'Molecular Systems Assembly'.

Kuhn gifte sig med Elsi Hättenschwiler 1948. Deras fyra barn var Elisabeth, Andreas, Eva och Christoph. Elsi dog 2004.

Vetenskaplig forskning

Kuhn började arbeta för sin doktorsexamen genom att undersöka avspolning av en slumpmässig lindad kedjemolekyl i ett flytande trögflytande lösningsmedel. Werner Kuhn föreslog honom att ersätta den slumpmässiga spolen med en hantelmodell . Kuhn fascinerades av modellens enkelhet och av dess stora framgång i att teoretiskt analysera en mängd olika experiment i kvantitativa termer. Denna erfarenhet och hans postdoktorala arbete med Linus Pauling och Niels Bohr, stödde denna fascination för kraftfulla enkla modeller och var avgörande för hans livsverk inom forskning.

Polymermolekyler beskrevs som kedjor av statistiska kedjeelement. De förmånliga statistiska elementen definierades 1943. Idag kallas det förmånliga elementet Kuhn length, i den färska läroboken Principles of Physical Chemistry kallas det helt enkelt statistiskt kedjeelement. Kuhn gjorde experiment med makroskopiska modeller av slumpmässiga spolar för att beskriva beteendet i strömmande vätskor mer exakt än baserat på hantelmodellen.

Polyen: potentiell energi (tråg av kärnskalen försummade) och π-elektrondensitet. a) Instabilitet hos lika bindningar. b) Stabiliserad genom alternering av enkel- och dubbelbindningar (bindningslängd överensstämmer med π-elektrondensitet (BCD)-approximation).

I Paulings labb försökte Kuhn förstå färgen på polyener genom att beskriva π-elektroner som partiklar i en låda och han blev mycket besviken - det fungerade inte. Senare, när han tillämpade modellen på cyaninfärgämnen, observerade han en kvantitativ överensstämmelse med experimentet. Idag kallas modellen för fri elektronmodell (FEMO). Han såg anledningen till att han hade misslyckats med polyener: en instabilitet när man antar lika bindningar leder till en växling mellan enkel- och dubbelbindningar orsakade av villkoret för självkonsistens mellan bindningslängd och π-elektrondensitetsfördelning. Han motiverade detta antagande genom att finna överensstämmelse mellan uppmätta och teoretiskt förutsagda absorptionsspektra. Senare verifierades detta antagande teoretiskt. Denna effekt kallas ofta Peierls instabilitet: utgående från en linjär kedja av lika åtskilda atomer Peierls ansåg första ordningens störningsteori med Bloch-funktioner som visar instabiliteten, men han övervägde inte självkonsistensen som resulterade i övergången till alternering av enkel- och dubbelbindningar . De speciella egenskaperna hos ledande polymerer är baserade på det teoretiska sambandet mellan bindningsväxling och utjämning. FEMO och dess förbättringar ledde till en teori om ljusabsorption av organiska färgämnen. digitala datorernas tidsålder, utvecklade Kuhn och Fritz Peter Schäfer en analog dator för att lösa den tvådimensionella Schrödinger-ekvationen . Denna rumsfyllande analoga dator användes av Kuhns forskargrupp för att beräkna bindningslängder i π-elektronsystem.

Separering och kontakt (från a till b och från b till c) med atomär precision. Monoskikt av ett blått fluorescerande färgämne (donator) på ett objektglas delvis täckt av ett monoskikt av ett rött fluorescerande färgämne (acceptor) fixerat vid ett PVA-polymerskikt. Energiöverföring från givare till mottagare vid kontakt. Med tillstånd från Dietmar Möbius. Återges med tillstånd, Wiley-VCH Verlag
(a) Modellering av uppkomsten av den första replikerande strängen (oligomer R). (b) Mycket speciell plats på den prebiotioka planeten. Pil: liten region, mycket speciell cyklisk temperaturförändring och många andra speciella förhållanden som ges av en slump just här. (c) Utveckling av allt mer komplexa självreproducerande former genom att befolka allt mer ogynnsamma regioner.

I början av 1960-talet funderade Kuhn på ett nytt paradigm inom kemin: syntesen av olika molekyler som passar strukturellt in i varandra på ett sådant sätt att de bildar planerade funktionella enheter (supramolekylära maskiner). Hans forskargrupp konstruerade enkla prototyper av supramolekylära funktionella enheter genom framsteg av Langmuir-Blodgett-filmerna . Sådana filmer är idag kända under namnet Langmuir–Blodgett-Kuhn-filmer (LBK-filmer) eller Langmuir–Blodgett-Kuhn-(LBK)-skikt. De många olika teknikerna för att manipulera system av monolager utvecklades i nära samarbete med Kuhn och Dietmar Möbius. Lagren bör alltså kallas Langmuir–Blodgett-Möbius-Kuhn (LBMK)-lager.

I nära anslutning till målet att konstruera supramolekylära funktionella enheter närmade han sig (nu vid Max Planck-institutet för biofysikalisk kemi i Göttingen ) teoretiskt livets ursprung : modellering av en hypotetisk kedja av många små fysikalisk-kemiska steg som leder till den genetiska apparaten. Vissa steg är av särskild betydelse, såsom steget som initierar övergången från en multiplikations- och translationsapparat till en multiplikations-, transkriptions- och translationsapparat. Denna genetiska apparat överensstämmer i grundstrukturen och i mekanismen med den biologiska multiplikations- och translationsapparaten. Skickligheten hos den experimentalistiska att bygga supramolekylära maskiner ersätts i livets ursprung av mycket speciella förhållanden som ges av en slump på en mycket speciell plats på den prebiotiska jorden och på andra ställen i universum som driver processen.

Det förenande paradigmet har lett till att konstruera supramolekylära maskiner och att uppfinna en väg som leder till en apparat baserad på samma mekanism som biosystemens genetiska apparat. Detta krävde tänkande i termer av starkt förenklade teoretiska modeller som beskriver komplexa situationer. Nya viktiga metoder uppfanns och utvecklades i flera laboratorier. Detta orsakade en divergens - supramolekylär kemi, molekylär elektronik, systemkemi och viktiga bidrag till nanoteknik. Framtida forskning kommer att baseras på att integrera dessa ämnen. Att ha denna sammanhållning i åtanke är stimulerande och kommer att vara användbar. Enligt Kuhns uppfattning borde dessa utmanande ämnen inkluderas i en modern lärobok om fysikalisk kemi.

Under sin pensionering utvecklade Kuhn (tillsammans med sin son Christoph och med Horst Dieter Försterling) sitt tidiga arbete med π-elektrondensitet (en föregångare till Density Functional Theory (DFT)) till en mycket användbar approximation som kallas BCD-metoden (bindningslängd förenlig med total π-elektrondensitetsmetod). Han bidrog till att förstå fotosyntesen av lila bakterier , protonpumpen från Halobacterium och ATP- syntasmotorn .

Heder och utmärkelser

Objekten i denna lista är tillgängliga.

Bibliografi

  • Elektrongasteorin om färgen på naturliga och konstgjorda färgämnen. av Hans Kuhn in progress in the Chemistry of Organic Natural Products ed. Laszlo Zechmeister 16, 169 (1958) och ibid. 17, 404 (1959).
  •   Praxis der Physikalischen Chemie. Grundlagen, Methoden, Experimente av Horst-Dieter Försterling och Hans Kuhn, 3rd Edition, Wiley-VCH, Weinheim (1991) ( ISBN 3-527-28293-9 ).
  • Monolagersammansättningar. I Undersökningar av ytor och gränssnitt av Hans Kuhn och Dietmar Möbius i Physical Methods of Chemistry Series eds. Bryant William Rossiter och Roger C. Baetzold, del B, kapitel 6, vol. 9B, 2:a upplagan, Wiley, New York (1993).
  •   Principles of Physical Chemistry av Hans Kuhn, Horst-Dieter Försterling och David H. Waldeck, 2nd Edition, Wiley, Hoboken (2009) ( ISBN 978-0-470-08964-4 )

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hans_Kuhn_(chemist)&oldid=1127375331 "