Агнес Луиза Вильгельмина Поккельс (14 февраля 1862, Венеция — 21 ноября 1935, Брауншвейг) — немецкая исследовательница, работавшая в области физикой химии поверхностного натяжения, мисс Марпл коллоидной химии.
Агнес Поккельс родилась в 1862 г в Венеции, которая входила в то время в состав Австрийской империи. Ее отец был офицером австрийской армии. В 1871 году Поккельсы перебрались в Нижнюю Саксонию, в Брауншвейг, где Агнесс и прожила всю свою долгую жизнь.
Луиза Поккельс с детства проявляла интерес к естественным наукам, что никак не соответствовало стандартам того времени. Девушки не могли заниматься наукой, так как это считалось непристойным для них, а также невозможным в силу их мышления. Агнесс оставалось только с завистью смотреть на своего младшего брата Фридриха, который поступил в знаменитый Гёттингенский университет, а затем стал профессором теоретической физики в Гейдельберге и обессмертил фамилию Поккельс в названии открытого им физического эффекта.
Агнесс же довольствовалась учебниками брата по физики и занималась домашним хозяйством, проводя большую часть времени на кухне. Она мыла посуду и размышляла о поверхностном натяжении воды, о том, что вода, которая плещется в тазике, делает это с каждой минутой по-разному, что, очевидно, связано, с одной стороны, с поверхностным натяжением воды, а с другой – с жиром, которой смывается с тарелок. Это явление настолько ее заинтересовало, что Агнесс решила заняться изучением влияния различных веществ на поверхностное натяжение воды. Агнес Луиза Вильгельм Поккельс первой провела большую серию опытов по влиянию различных веществ на поверхностное натяжение воды и, собственно, положила начало исследованиям в этой области. Для исследований Агнесс сконструировала незамысловатое устройство; его ключевым элементом была пуговица, которую она клала плашмя на поверхность воды, а потом измеряла силу ее отрыва от поверхности. Так кухня стала научной лабораторией Агнесс.
Оказывается, у достаточно сложных молекул имеются свои пристрастия. Например, одни органические молекулы «любят» контактировать с водой, а другие избегают такого контакта, «боятся» воды. Их и называют соответственно – гидрофильными и гидрофобными молекулами.
Существуют, однако, еще и молекулы вроде русалок – одна их часть гидрофильная, а другая гидрофобная. Молекулы-русалки должны решить для себя проблему: быть им в воде или не быть (если мы пытаемся приготовить их водный раствор). Найденное решение оказывается поистине соломоновым: конечно же, они будут в воде, но только наполовину. Молекулы-русалки располагаются на поверхности воды так, что их гидрофильная головка (обладающая, как правило, разделенными зарядами – электрическим дипольным моментом) опущена в воду, а гидрофобный хвост (обычно это углеводородная цепочка) высовывается наружу в окружающую газообразную среду (рис. 1). Положение русалок несколько неудобное, зато оно удовлетворяет одному из основных принципов физики систем из многих частиц – принципу минимума свободной энергии и не противоречит нашему опыту.
Для измерения напряжения Поккельс разработала «корыто Поккельс», предшественника сетки Ленгмюра.
Не следует думать, что склонностью к расположению сразу в двух фазах (водной и неводной), так называемой амфифильностью, обладают лишь какие-то экзотические вещества. Напротив, методами химического синтеза можно, по крайней мере в принципе, «пришить» гидрофобный хвост практически к любой органической молекуле, так что ассортимент молекул-русалок исключительно широк, и все они могут иметь самое разнообразное предназначение.
Для измерения напряжения Поккельс разработала «корыто Поккельс», предшественника сетки Ленгмюра.
Не следует думать, что склонностью к расположению сразу в двух фазах (водной и неводной), так называемой амфифильностью, обладают лишь какие-то экзотические вещества. Напротив, методами химического синтеза можно, по крайней мере, в принципе, «пришить» гидрофобный хвост практически к любой органической молекуле, так что ассортимент молекул-русалок исключительно широк, и все они могут иметь самое разнообразное предназначение.
Структурой мономолекулярной пленки на поверхности воды можно управлять с помощью подвижного барьера, сжимающего монослой. Это делается в так называемой ленгмюровской ванне, где усилие, передаваемое от барьера к монослою, измеряется путем компенсации приложенной силы, с помощью специально сконструированных весов (рис. 2).
Сделав некоторые выводу по своим исследованиям, Агнесс Поккельс написала письмо лорду Рэлею. Рэлей, оценив важность полученных данных, настоял на их публикации в престижнейшем журнале “Nature”. Статья Агнесс Поккельс вышла в 1891 году со скромным названием: “Поверхностное натяжение”.
Однако научное сообщество не сразу приняло научную статью Поккельс, а дальнейшее изучение данного явления продолжилось лишь четверть века спустя, в основном благодаря усилиям Ленгмюра.
Статья немного изменила и жизнь самой Агнесс Поккельс. Она постепенно оставила занятия наукой. Только через сорок лет пришло запоздалое признание. В 1931 г она получила награду Коллоидного общества, а в следующем году Технический университет Брауншвейга пожаловал ей звание почетного доктора философии. По странному совпадению, в том же году Ленгмюр получил Нобелевскую премию по химии “за открытия и исследования в области химии поверхностных явлений”. Агнесс так и осталась домохозяйкой, не вышла замуж и всю жизнь прожила одна. Поккельс впервые изучила то, что лежало на поверхности буквально и метафорически.
Источники: