Семёнов также исследовал прохождение электрического тока через газы, а также механизм пробоя твердых диэлектриков (электрически инертных веществ) под действием электрического тока. На основании этого последнего исследования Семёнов и Владимир Фок, прославившийся своими работами в области квантовой физики, разработали теорию теплового пробоя диэлектриков. Это в свою очередь подтолкнуло Семенова к проведению работы, которая привела к его первому важному вкладу в науку о горении – созданию теории теплового взрыва и горения газовых смесей. Согласно этой теории, тепло, выделяющееся в процессе химической реакции, при определенных условиях не успевает отводиться из зоны реакции и вызывает повышение температуры реагирующих веществ, ускоряя реакцию и приводя к выделению еще большего количества тепла. Если нарастание количества тепла идет достаточно быстро, то реакция может завершиться взрывом.
В 1928 году Семёнов был назначен профессором Ленинградского физико-технического института, где он помог организовать физико-механическое отделение, а также ввел обучение физической химии. По его настоянию и с помощью его коллег, заинтересованных в развитии физической химии, лаборатория физики электрона превратилась в 1931 году в Институт химической физики Академии наук СССР, и Семёнов стал его первым директором. В 1929 году он был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, а в 1932 году стал академиком.
Семёнов также вел глубокие исследования цепных реакций. Они представляют собой серию самоинициируемых стадий в химической реакции, которая, однажды начавшись, продолжается до тех пор, пока не будет пройдена последняя стадия. Несмотря на то что немецкий химик Макс Боденштейн впервые предположил возможность таких реакций еще в 1913 году, теории, объясняющей стадии цепной реакции и показывающей ее скорость, не существовало. Ключом же к цепной реакции служит начальная стадия образования свободного радикала – атома или группы атомов, обладающих свободным (неспаренным) электроном и вследствие этого чрезвычайно химически активных. Однажды образовавшись, он взаимодействует с молекулой таким образом, что в качестве одного из продуктов реакции образуется новый свободный радикал. Новообразованный свободный радикал может затем взаимодействовать с другой молекулой, и реакция продолжается до тех пор, пока что-либо не помешает свободным радикалам образовывать себе подобные, то есть пока не произойдет обрыв цепи.
В 1934 году Семёнов опубликовал монографию "Химическая кинетика и цепные реакции", в которой доказал, что многие химические реакции, включая реакцию полимеризации, осуществляются с помощью механизма цепной или разветвленной цепной реакции.
В 1954 году, была опубликована его книга "О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности", в которой ученый обобщил результаты открытий, сделанных им за годы работы над своей теорией.
В 1956 году Семёнову совместно с Сирилом Хиншелвудом (Великобритания) была присуждена Нобелевская премия по химии "за исследования в области механизма химических реакций". В Нобелевской лекции Семёнов сделал обзор своих работ над цепными реакциями: "Теория цепной реакции открывает возможность ближе подойти к решению главной проблемы теоретической химии – связи между реакционной способностью и структурой частиц, вступающих в реакцию… Вряд ли можно в какой бы то ни было степени обогатить химическую технологию или даже добиться решающего успеха в биологии без этих знаний… Необходимо соединить усилия образованных людей всех стран и решить эту наиболее важную проблему для того, чтобы раскрыть тайны химических и биологических процессов на благо мирного развития и благоденствия человечества".
Семёнов женился в 1924 году на Бурцевой Наталии Николаевне, которая преподавала пение. У супругов родилось двое детей: сын и дочь. Семья жила в Москве.
Даже в последние годы жизни Семёнов, по словам его коллег, оставался энтузиастом науки, творческой личностью, которую отличала бьющая через край энергия. Он был высок и худощав, любил охотиться и работать в саду, увлекался архитектурой.
Николай Николаевич Семёнов умер 25 сентября 1986 года в возрасте 90 лет.
Семёнов Николай Николаевич за работу по созданию теории цепных реакций в 1941 году был удостоен советской правительственной награды – Сталинской премии. Среди других его наград – орден Ленина, орден Трудового Красного Знамени, золотая медаль имени Ломоносова Академии наук СССР. Обладатель почетных степеней ряда европейских университетов, Семёнов был избран почетным членом Лондонского королевского общества. Кроме того, он был избран членом академий многих других стран, включая США.
Сенгер Фредерик
(род. 13 августа 1918 г.)
Английский биохимик
Фредерик Сенгер (Сангер) родился в Рендкомбе (графство Глостершир), в обеспеченной семье квакеров. Его мать, в девичестве Сесили Крусдом, была дочерью преуспевающего текстильного магната. Отец же (кстати, в его честь и был назван Сенгер) работал врачом. С 1932 по 1936 год будущий ученый обучался в Брайанстонской школе в Блэндфорде (графство Дорсетшир), а в 1936 году поступил в колледж св. Иоанна Кембриджского университета. Первоначально Сенгер планировал пойти по стопам отца и заняться медициной, но его заинтересовала биохимия.
В 1939 году в Кембриджском университете Сенгер получил степень бакалавра естественных наук.
Получив в 1943 году докторскую степень, он вошел в исследовательскую группу, возглавляемую Э. Ч. Чибналлом, который как раз перед этим сменил Фредерика Гоуленда Хопкинса в должности профессора биохимии Кембриджского университета. В то время Чибналл занимался изучением химии белков.
В 1955 году Сенгер представил законченную структуру молекулы инсулина. Это была первая белковая молекула, так подробно изученная.
Работа Сенгера имела важные последствия для биохимии и зарождающейся науки – молекулярной биологии. Результаты проведенных им исследований окончательно доказали, что белки состоят из аминокислот, соединенных в цепи пептидными связями. В начале XX века многие химики полагали, что белки представляют собой смесь родственных соединений. Сенгер, однако, установил, что белок – это особое химическое вещество с уникальной структурой и что каждое место в цепи занято определенной аминокислотой. Он также доказал, что ферменты могут разрывать пептидные цепи в заранее установленных местах. Применение этого метода помогло биохимикам определить структуру многих других белков.
В 1958 году Сенгеру была присуждена Нобелевская премия по химии "за установление структур белков, особенно инсулина". В своей Нобелевской лекции С. подчеркнул большое практическое значение проведенной им работы. "Установление структуры инсулина, безусловно, открывает путь к исследованию других белков, – сказал он. – Можно также надеяться, что изучение белков поможет выявить изменения, которые происходят в организме во время болезни, и что наши усилия могут принести человечеству большую практическую пользу".
Еще до получения Нобелевской премии Сенгер занялся изучением генетики. Отчасти это произошло под влиянием дружбы ученого с Фрэнсисом Криком.
В 1958 году Роберт У. Холлы предпринял попытку установить последовательность цепи тРНК.
В начале 60-х годов он и его коллеги разработали такую технологию. Применив ферменты, они разорвали цепи мРНК на более мелкие цепи и проследили последовательность в каждой из них отдельно. Затем на основании заключений о взаимоотношении между фрагментами была определена последовательность во всей цепи.
Такой подход, однако, требовал массы времени и терпения, и Сенгер решил разработать аналитический метод установления последовательности в ДНК. Он добился этого в 1973 году.
В то время как Сенгер и его коллеги работали над этим методом (названным дидекоксидным методом по типу используемого при этом ограничивающего химиката), американские ученые Уолтер Гилберт и Аллан Мэксам разрабатывали другую процедуру установления нуклеотидных последовательностей.
Как технология Сенгера, так и технология Гилберта стали важнейшим инструментом генной инженерии, хотя метод Сенгера несколько более эффективен при работе с очень длинными последовательностями. Еще в 1978 году Сенгер и его коллеги продемонстрировали действенность дидезоксидного метода, установив последовательность 5375 оснований в цепи ДНК бактериального вируса. Это был первый случай такой подробной расшифровки цепи ДНК.
В 1980 году Сенгеру и Гилберту была присуждена половина Нобелевской премии по химии "за вклад в установлении основных последовательностей в нуклеиновых кислотах". Другая половина премии была присуждена Полу Бергу. Эти трое ученых, сказал в своей вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук Б. Г. Мальстрем, "сделали возможным проникновение в еще большие глубины в нашем понимании взаимосвязи между химической структурой и биохимической функцией генетического материала".
В 1983 году Сенгер вышел в отставку с занимаемого им поста в Медицинском научно-исследовательском совете. Скромный, склонный к уединению человек, он живет в Кембридже со своей женой Маргарет Джоан Хоув. Брак с ней был зарегистрирован в 1940 году. У супругов родились два сына и дочь. Сенгер любит заниматься парусным спортом и работать в саду.
Сенгер удостоен многочисленных наград. Среди них: медаль Кордей-Моргана и премия, присужденные ему Британским химическим обществом, премия Альфреда Бензонса Фонда Альфреда Бензонса, Королевская медаль Лондонского королевского общества, ежегодная награда Гарднеровского фонда, памятная медаль Хэнбери Фармацевтического общества Великобритании, медаль Копли Лондонского королевского общества и премия Альберта Л аскера за фундаментальные медицинские исследования. Сенгер – почетный член Американского общества биохимиков и американской Национальной академии наук, обладатель почетных степеней университетов Лестера и Страсбурга, а также Кембриджа и Оксфорда.
Гейровский Ярослав
(1890-1967)
Чешский химик. создатель полярографии, сконструировал первый полярограф
Ярослав Гейровский родился в Праге и был пятым из шести детей Леопольда Гейровского, профессора римского права Карлова университета в Праге, и Клары Гейровской (в девичестве Ганловой). Его отец был ревностным чешским патриотом, другом Томаша Масарика, первого президента Чехословакии. После окончания начальной школы Гейровский поступил в пражскую гимназию, где проявил большой интерес к физике и математике.
После учебы в Карловом университете, в котором в то время его отец был ректором, Гейровский перевелся в Университетский колледж в Лондон, где посещал лекции Уильяма Рамзая. В 1913 году он получил степень бакалавра естественных наук и остался в Университетском колледже в должности научного ассистента Ф. Дж. Доннана, преемника Рамзая.
Под руководством Доннана он приступил к исследованиям по электрохимии алюминия. Когда он навещал своих родителей в Праге в 1914 году, началась Первая мировая война, и Гейровский вынужден был остаться в Чехословакии. Призванный в австро-венгерскую армию, он освобождается от строевой службы вследствие слабого здоровья и направляется в военный госпиталь на должность химика и радиолога.
Он завершил диссертацию по электрохимии алюминия, за что и получил степень доктора философии в Карловом университете в 1918 году, незадолго до окончания войны. Затем становится помощником профессора химии в университете. Благодаря статьям, которые он опубликовал по материалам своей диссертации в течение этого времени, ему присуждают в 1921 году в Университетском колледже степень доктора естественных наук. В следующем году он становится адъюнкт-профессором и деканом химического факультета Карлова университета.
В следующие годы Гейровский развил новый метод анализа химических растворов. Давно известно, что любое вещество, находящееся в растворе, изменяется характерным образом (и, следовательно, идентифицируется) под действием электрического тока, который проходит через раствор. Однако традиционные электроды были не подходящими для точных измерений, так как растворенные вещества имеют тенденцию сорбироваться на поверхности таких электродов и такие наслоения искажают получаемые результаты. В аппарате Гейровского роль электродов выполняли капли ртути, падающие из пробирки в резервуар. Каждая капля имеет незагрязненную поверхность, что позволяет успешно измерять и напряжение, и величину тока. Гейровский смог не только проводить точный качественный анализ, но и исследовать образцы веществ в микроколичествах. Этот метод анализа Гейровский назвал полярографией. Работая с коллегой, Масуцо Шикатой (японским ученым), он в 1924 году сконструировал полярограф, прибор с автоматической регистрацией результатов, который быстро и эффективно определял состав раствора, не производя в нем каких-либо изменений и оставляя его пригодным для дальнейшего использования. Спустя два года Гейровский становится первым профессором по физической химии университета, который в свою очередь делается ведущим центром полярографических исследований. В 1926 году ему предоставляется Рокфеллеровская стипендия для работы в Парижском университете.
И в этом же году Гейровский женился на Марии Коржановой, дочери пивовара. Их дочь Итка стала биохимиком; сын Михаил пойдет по стопам отца и будет работать в институте, носящем имя его отца.
В 1933 году Гейровский прочел лекции по полярографии в нескольких университетах США и опубликовал свою первую завершенную работу по применению этого метода.
В конце войны Гейровский окончил написание учебника и начал исследования по осциллополярографии. В 1950 году он стал директором вновь созданного Центрального института полярографии при Карловом университете, который через два года в связи с ростом численности персонала был преобразован в Институт полярографии Академии наук Чехословакии. В 1964 году институт был переименован в Институт полярографии имени Я. Гейровского.
В 1959 году Гейровский был награжден Нобелевской премией по химии "За открытие и развитие полярографических методов анализа". Награда была вручена Г.А. Ёландером, членом Шведской королевской академии наук. "Почти все химические элементы могут быть определены с помощью полярографического метода, – сказал Ёландер. – И в органической химии он одинаково полезен для выявления самых разнообразных групп соединений".
Талантливый пианист, любитель оперы и энтузиаст спорта, Гейровский работал в лаборатории ежедневно с 8 часов утра до 7 часов вечера, включая и выходные. После тяжелой болезни в 1963 году он подал в отставку, но продолжал активно участвовать в институтских делах. Был известен своим гостеприимством, живым юмором, любовью к вкусной еде и вину. Он был глубоко почитаем за свои научные достижения.
Ярослав Гейровский умер в Праге 27 марта 1967 года.
Гейровскому присуждены почетные звания университетов Варшавы, Марселя и Парижа. Он – член совета Университетского колледжа в Лондоне, почетный член Американской академии наук и искусств, Германской академии естествоиспытателей "Леопольдина" и др. Ему была присуждена Государственная премия, он был награжден орденом Чехословацкой республики. Был иностранным членом АН СССР
Кроуфут-Ходжкин Дороти Мэри
(1910-1994)
Английский химик и биохимик
Дороти Мэри Кроуфут-Ходжкин родилась в Каире, в Египте, который в то время находился под властью Англии. Отец, Джон Уинтер Кроуфут, был специалистом в области классической английской филологии и археологом Египетской службы образования. Он часто помогал своей жене Грэй Мэри (в девичестве Худ), талантливому любителю-ботанику, которая впоследствии описала флору Судана, а также стала международным авторитетом по коптским тканям.
Дороти, старшей из четырех дочерей, было 4 года, когда началась Первая мировая война. Боясь возможного нападения со стороны турецкой армии, родители отправили детей в Англию, к бабушке по линии отца в г. Уортинг, расположенный в нескольких милях от Брайтона, на берегу Ла-Манша. После прекращения военных действий в 1918 году мать Дороти вернулась в Англию и поселилась с детьми в г. Линкольне, где в домашних условиях обучала их истории, естествознанию и литературе. В течение трех последующих лет мать Грэй Мэри курсирует между Англией и Ближним Востоком, пока не оседает в г. Гелдстоне, Восточный Суффолк, где предки Кроуфутов жили в течение столетий.
До 1928 года Ходжкин посещала школу Джона Лимана, расположенную вблизи Беклеса. В школе она увлекалась кристаллами и это побудило ее к более углубленному изучению истории кристаллографии, а также химии, предмета, обычно изучавшегося в те времена только мальчиками. В возрасте 13 лет во время посещения отца в Хартуме, где он занимал пост директора отдела образования и изучения античности Судана, она встретила А. Ф. Джозефа, химика-почвоведа, который помог ей провести количественный анализ некоторых местных минералов.
В 1926 году ее отец стал директором Британской школы археологии в Иерусалиме, и после окончания школы Ходжкин приезжает к своим родителям в Палестину. Раскапывая византийские храмы в Джераше (Трансиордания, а ныне Иордания), она увлеклась археологией, но, несмотря на это, вернувшись в Англию, приступила к изучению химии в Сомервилл-колледже, в Оксфорде.
После окончания Сомервилл-колледжа в 1932 году Ходжкин получила возможность провести работу в Кембриджском университете с выдающимся физиком Дж. Д. Берналом. Бернал занимался рентгеноструктурными анализами кристаллов стеролов (твердых циклических спиртов, таких, как холестерин, обнаруженных в биологических тканях), что являлось предметом ее особого интереса. Спустя два года она вернулась в Сомервилл на отделение минералогии и кристаллографии и оставалась там на протяжении почти всей своей профессиональной деятельности.
Получив с помощью химика-органика Роберта Робинсона субсидию на приобретение рентгеновского аппарата, Ходжкин продолжила анализ стеролов, особенно иодида холестерина. За диссертацию по этой теме она в 1937 году получает докторскую степень.
Через три года после начала Второй мировой войны Ходж кин приступила к исследованиям пенициллина – антибиотика, открытого в 1928 году Александером Флемингом и очищенного позднее Эрнстом Б. Чейном, с которым она встретилась в Кембридже, и Хоуардом У. Флори. В военное время в этом лекарстве возникла самая острая потребность для лечения инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями. Но поскольку химическая структура пенициллина была почти неизвестна, не могло быть и речи о его синтезировании и массовом выпуске.