کاربر:Hamidreza/صفحه تمرین: تفاوت میان نسخه‌ها

از ایران پدیا
پرش به ناوبری پرش به جستجو
Hamidreza (بحث | مشارکت‌ها)
بدون خلاصۀ ویرایش
Hamidreza (بحث | مشارکت‌ها)
بدون خلاصۀ ویرایش
برچسب: برگردانده‌شده
خط ۱: خط ۱:
{{جعبه اطلاعات دانشمند
{{جعبه اطلاعات دانشمند
| نام                    = آلن جی. هیگر
| نام                    = گرهارد ارتل
| نام انگلیسی            = Alan Jay Heeger
| نام انگلیسی            = Gerhard Ertl
| تصویر                  =آلن جی هیگر.jpg
| تصویر                  =
| توضیح تصویر            =
| توضیح تصویر            =
| نام اصلی              = آلن جی. هیگر
| نام اصلی              = گرهارد لودویگ ارتل
| زمینه فعالیت          = فیزیک ماده چگال، شیمی پلیمر، علم مواد
| زمینه فعالیت          = شیمی فیزیک، شیمی سطح و کاتالیز
| ملیت                  = آمریکایی
| ملیت                  = آلمانی
| تاریخ تولد            = ۲۲ ژانویهٔ ۱۹۳۶
| تاریخ تولد            = ۱۰ اکتبر ۱۹۳۶
| محل تولد              = سیوکس‌سیتی، آیووا، ایالات متحده
| محل تولد              = باد کانشتات، اشتوتگارت، آلمان
| والدین                =
| والدین                =
| تاریخ مرگ              =
| تاریخ مرگ              =
| محل مرگ                =
| محل مرگ                =
| علت مرگ                =
| علت مرگ                =
| محل زندگی              = سانتا باربارا، کالیفرنیا، ایالات متحده
| محل زندگی              = برلین، آلمان
| مختصات محل زندگی      =
| مختصات محل زندگی      =
| مدفن                  =
| مدفن                  =
| در زمان حکومت          =
| در زمان حکومت          =
| اتفاقات مهم            = کشف و توسعهٔ پلیمرهای رسانا
| اتفاقات مهم            = پایه‌گذاری روش‌های نوین مطالعهٔ واکنش‌های سطحی
| نام دیگر              =
| نام دیگر              = گرهارد ارتل
| لقب                    =
| لقب                    =
| بنیانگذار              = از بنیان‌گذاران حوزهٔ پلیمرهای رسانا و نیمه‌رسانا
| بنیانگذار              =
| پیشه                  = فیزیک‌دان و پژوهشگر علم مواد
| پیشه                  = شیمی‌دان و استاد دانشگاه
| سال‌های فعالیت        =
| سال‌های فعالیت        = از دههٔ ۱۹۶۰
| سبک پژوهشی            = فیزیک ماده چگال، الکترونیک مولکولی و پلیمرهای مزدوج
| سبک پژوهشی            = شیمی فیزیکی و شیمی سطح تجربی
| آثار مهم              = پژوهش دربارهٔ پلی‌استیلن و پلیمرهای رسانای آلی
| آثار مهم              = مطالعهٔ واکنش‌های هابر–بوش و اکسایش مونوکسید کربن
| مقالات                =
| مقالات                =
| جوایز                  = جایزهٔ نوبل شیمی ۲۰۰۰؛ جایزهٔ الیور ای. باکلی؛ جایزهٔ بالزان
| جوایز                  = جایزهٔ نوبل شیمی ۲۰۰۷؛ جایزهٔ ژاپن؛ عضویت در آکادمی‌های علمی
| علت شهرت              = کشف و توسعهٔ پلیمرهای رسانا
| علت شهرت              = مطالعات فرایندهای شیمیایی روی سطوح جامد
| تأثیرگذاشته بر        = الکترونیک آلی، دیودهای نورگسیل پلیمری و سلول‌های خورشیدی پلیمری
| تأثیرگذاشته بر        = کاتالیز صنعتی، کودهای مصنوعی، پالایش گازهای خروجی و پیل‌های سوختی
| تأثیرپذیرفته از       =
| تأثیرپذیرفته از         = هاینتس گریشر و سنت شیمی فیزیکی آلمان
| وبگاه                  = [https://www.chem.ucsb.edu/people/alan-heeger دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا]
| وبگاه                  =
| تحصیلات                = فیزیک و ریاضیات؛ دکترای فیزیک
| تحصیلات                = دکترا در شیمی فیزیکی، دانشگاه فنی مونیخ
| دانشگاه                = دانشگاه نبراسکا؛ دانشگاه کالیفرنیا، برکلی
| دانشگاه                = دانشگاه فنی مونیخ، دانشگاه فنی هانوفر و دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ
| حوزه                  = فیزیک ماده چگال و شیمی پلیمر
| حوزه                  = واکنش‌های گاز–سطح و کاتالیز ناهمگن
| همسر                  = روت هیگر
| همسر                  = باربارا ماشک
| فرزندان                =
| فرزندان                = دو فرزند
| گفتاورد                =
| گفتاورد                =
| امضا                  =
| امضا                  =
}}
}}


'''آلن جی. هیگر''' ( '''Alan Jay Heeger'''؛ زادهٔ ۲۲ ژانویهٔ ۱۹۳۶) فیزیک‌دان و پژوهشگر آمریکایی در زمینهٔ فیزیک ماده چگال، شیمی پلیمر و علم مواد است. او از پیشگامان پژوهش درباره پلیمرهای رسانا و نیمه‌رسانا به‌شمار می‌رود. هیگر در سال ۲۰۰۰، به‌طور مشترک با آلن جی. مک‌دیارمید و هیدکی شیراکاوا، جایزه نوبل شیمی را «برای کشف و توسعهٔ پلیمرهای رسانا» دریافت کرد.
'''گرهارد ارتل''' ('''Gerhard Ertl'''؛ زادهٔ ۱۰ اکتبر ۱۹۳۶) شیمی‌دان و شیمی‌فیزیک‌دان آلمانی است. او در سال ۲۰۰۷ جایزهٔ نوبل شیمی را به‌تنهایی دریافت کرد. انگیزهٔ رسمی جایزه «برای مطالعات فرایندهای شیمیایی روی سطوح جامد» اعلام شد.<ref name="نوبل-اطلاعات">[https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2007/ertl/facts/ Gerhard Ertl – Facts، وبگاه رسمی جایزهٔ نوبل]</ref>


پژوهش‌های هیگر نشان داد که برخی مواد پلیمری، برخلاف تصور رایج دربارهٔ نارسانابودن پلاستیک‌ها، می‌توانند با تغییر ساختار شیمیایی و فرایندی موسوم به «دوپینگ» رسانای جریان برق شوند. این کشف زمینهٔ توسعهٔ الکترونیک آلی، دیودهای نورگسیل پلیمری، نمایشگرهای انعطاف‌پذیر، حسگرها و سلول‌های خورشیدی پلیمری را فراهم کرد.
پژوهش‌های ارتل به توضیح سازوکار واکنش‌هایی کمک کرد که در سطح فلزات و دیگر جامدات رخ می‌دهند. بسیاری از واکنش‌های صنعتی در تماس میان گاز و یک سطح جامد انجام می‌شوند و سرعت و مسیر آن‌ها به ساختار اتمی سطح وابسته است. ارتل روش‌هایی برای مشاهده و اندازه‌گیری این فرایندها در مقیاس اتمی توسعه داد و نشان داد که چگونه می‌توان حرکت مولکول‌ها، جذب آن‌ها روی سطح و تبدیل‌شدنشان به محصولات تازه را بررسی کرد.
 
کار او در حوزه‌هایی مانند تولید کودهای مصنوعی، کاتالیز خودرو، پیل‌های سوختی، زنگ‌زدگی آهن، صنعت نیمه‌رساناها و بررسی نابودی لایهٔ اوزون اهمیت پیدا کرد. به همین دلیل، شیمی سطح امروزی تا اندازهٔ زیادی بر روش‌شناسی تجربی‌ای استوار است که ارتل در طول چند دهه توسعه داد.<ref name="نوبل-بیانیه">[https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2007/press-release/ The 2007 Nobel Prize in Chemistry، بیانیهٔ آکادمی سلطنتی علوم سوئد]</ref>


== زندگی و تحصیلات ==
== زندگی و تحصیلات ==


آلن جی. هیگر در ۲۲ ژانویهٔ ۱۹۳۶ در سیوکس‌سیتی در ایالت آیووا، ایالات متحده، به دنیا آمد. خانوادهٔ پدری او از مهاجران یهودی روس‌تبار بودند که در آغاز قرن بیستم به ایالات متحده مهاجرت کرده بودند.
گرهارد لودویگ ارتل در باد کانشتات، بخشی از شهر اشتوتگارت در جنوب‌غربی آلمان، به دنیا آمد. خانوادهٔ او در سال‌های کودکی به روستای نزدیک اشمیدن نقل مکان کردند. ارتل در سال ۱۹۵۵ تحصیل در دانشگاه فنی اشتوتگارت را آغاز کرد و در دورهٔ دانشجویی مدتی نیز در دانشگاه‌های پاریس و مونیخ به تحصیل پرداخت. او در سال ۱۹۶۱ مدرک خود را دریافت کرد.<ref name="زندگی‌نامه">[https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2007/ertl/biographical/ Gerhard Ertl – Biographical، بنیاد نوبل]</ref>
 
پدرش صاحب یک فروشگاه عمومی در شهر کوچک اَکرن در آیووا بود و پس از درگذشت او، مادرش فرزندان خانواده را بزرگ کرد.


هیگر دوران دبستان را در اَکرن گذراند و دبیرستان را یک سال زودتر از معمول به پایان رساند. او در ابتدا قصد داشت مهندس شود، اما پس از ورود به دانشگاه به فیزیک علاقه‌مند شد. هیگر در دانشگاه نبراسکا در رشته‌های فیزیک و ریاضیات تحصیل کرد و در همین دوره با فیزیک کوانتومی و علوم نوین قرن بیستم آشنا شد.
او ابتدا به فیزیک علاقه داشت، اما در جریان کار پایان‌نامهٔ دانشگاهی خود به شیمی بازگشت و شیمی فیزیکی را به‌عنوان حوزهٔ اصلی برگزید. استاد راهنمایش، هاینتس گریشر، از دانشمندان برجستهٔ الکتروشیمی بود. گریشر به ارتل پیشنهاد کرد به جای مطالعهٔ سطح جامد–مایع، حوزهٔ کم‌ترشناخته‌شدهٔ سطح جامد–گاز را بررسی کند. این پیشنهاد مسیر علمی ارتل را تغییر داد و او را به یکی از پیشگامان علم سطح رساند.<ref name="زندگی‌نامه" />


او تحصیلات دکترا را در رشتهٔ فیزیک در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، ادامه داد. هیگر ابتدا قصد داشت رسالهٔ خود را در زمینهٔ فیزیک نظری انجام دهد، اما با توصیه چارلز کیتل به گروه پژوهشی آلن پورتیس پیوست و به پژوهش تجربی در فیزیک ماده چگال روی آورد. او در برکلی در زمینهٔ ویژگی‌های مغناطیسی مواد و فیزیک حالت جامد پژوهش کرد.<ref>[https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2000/heeger/facts/ Alan Heeger-the nobel prize]</ref><ref>[https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2000/press-release/ Press release-the nobel prize]</ref>
ارتل برای پژوهش دکترا به ساخت دستگاه‌هایی روی آورد که بتوانند سطح بلورهای جامد را در خلأ بسیار زیاد پاک و کنترل کنند. او در سال ۱۹۶۵ دکترای شیمی فیزیکی خود را از دانشگاه فنی مونیخ دریافت کرد. ارتل در جریان همین دوره با باربارا ماشک آشنا شد؛ آن دو ازدواج کردند و صاحب دو فرزند شدند.<ref name="زندگی‌نامه" />


== فعالیت دانشگاهی و پژوهشی ==
== شکل‌گیری علم سطح ==


پس از دریافت دکترا، هیگر به گروه فیزیک دانشگاه پنسیلوانیا پیوست و بیش از بیست سال در آن دانشگاه فعالیت کرد. پژوهش‌های نخستین او در زمینهٔ ناخالصی‌های مغناطیسی در فلزات، اثر کوندو و خواص الکترونی مواد بود.
مطالعهٔ واکنش‌های سطحی دشوار است، زیرا سطح جامد در تماس با هوا به‌سرعت با مولکول‌های گاز و ناخالصی‌ها پوشیده می‌شود. برای آن‌که رفتار واقعی سطح بررسی شود، پژوهشگر باید آن را در شرایط خلأ فوق‌بالا نگه دارد و بتواند ترکیب، ساختار و دمای آن را با دقت کنترل کند. ارتل در دههٔ ۱۹۶۰ از فناوری‌های خلأیی استفاده کرد که در صنعت نیمه‌رساناها در حال توسعه بود.


در دههٔ ۱۹۷۰، همکاری علمی هیگر با آلن مک‌دیارمید آغاز شد. مک‌دیارمید شیمی‌دان بود و هیگر از منظر فیزیک ماده چگال به بررسی مواد جدید می‌پرداخت. آن‌ها دربارهٔ پلیمرهای معدنی و مواد دارای ویژگی‌های فلزی مطالعه کردند.
او مجموعه‌ای از روش‌های تجربی را کنار هم قرار داد. این روش‌ها شامل خلأ فوق‌بالا، پراش الکترون‌های کم‌انرژی برای تعیین آرایش اتم‌های سطح، طیف‌سنجی و اندازه‌گیری سرعت واکنش بود. مزیت کار ارتل تنها در استفاده از یک ابزار خاص نبود؛ او نشان داد که چگونه نتایج روش‌های مختلف را می‌توان ترکیب کرد تا تصویر کاملی از یک واکنش سطحی به دست آید.<ref name="نوبل-بیانیه" />


هیگر همچنین با هیدکی شیراکاوا، شیمی‌دان ژاپنی، همکاری کرد. شیراکاوا در ژاپن روش‌هایی برای تولید فیلم‌های پلی‌استیلن ایجاد کرده بود. این فیلم‌ها در شکل معمولی رسانایی الکتریکی اندکی داشتند، اما با افزودن مواد مناسب می‌توانستند به رساناهای مؤثر تبدیل شوند.<ref name=":0" />
ارتل ابتدا بر برهم‌کنش اکسیژن با سطوح بلورهای مس و سپس بر واکنش اکسیژن و مونوکسید کربن با سطوح پالادیم تمرکز کرد. این مطالعات نشان دادند که واکنش شیمیایی در سطح فلز مرحله‌های گوناگونی دارد. مولکول‌ها ممکن است ابتدا روی سطح جذب شوند، پیوندهایشان تغییر کند، در امتداد سطح حرکت کنند و سپس به شکل محصول تازه از سطح جدا شوند.


== کشف پلیمرهای رسانا ==
== فرایند هابر–بوش ==


پلاستیک‌ها معمولاً به‌عنوان مواد عایق شناخته می‌شوند. در مواد پلیمری معمولی، الکترون‌ها به‌گونه‌ای در ساختار شیمیایی ماده قرار دارند که امکان حرکت آزادانهٔ آن‌ها و ایجاد جریان برق محدود است. هیگر و همکارانش نشان دادند که می‌توان با طراحی مناسب ساختار زنجیرهٔ پلیمری و افزودن مواد شیمیایی خاص، این ویژگی را تغییر داد.
یکی از مهم‌ترین موضوعات پژوهشی ارتل، سازوکار کاتالیزی فرایند هابر–بوش بود. در این فرایند، نیتروژن موجود در هوا با هیدروژن واکنش می‌دهد و آمونیاک تولید می‌کند. آمونیاک مادهٔ اولیهٔ اصلی بسیاری از کودهای نیتروژنه است و تولید آن نقش مهمی در کشاورزی مدرن دارد.


یکی از مواد مهم در این پژوهش‌ها پلی‌استیلن بود. پلی‌استیلن از زنجیره‌ای طولانی از اتم‌های کربن تشکیل شده است که در آن پیوندهای یگانه و دوگانه به‌صورت متناوب قرار می‌گیرند. این ساختار موسوم به ساختار مزدوج، امکان حرکت مؤثرتر الکترون‌ها را در امتداد زنجیرهٔ پلیمری فراهم می‌کند.
واکنش نیتروژن و هیدروژن در شرایط معمول به‌آسانی انجام نمی‌شود. سطح آهن به‌عنوان کاتالیزور، مولکول‌های نیتروژن و هیدروژن را جذب می‌کند و شکستن پیوندهای آن‌ها و تشکیل آمونیاک را آسان‌تر می‌سازد. ارتل با مطالعهٔ مرحله‌های واکنش روی سطح آهن، به توضیح علمی فرایندی کمک کرد که از نظر اقتصادی و غذایی اهمیت جهانی دارد.<ref name="نوبل-اطلاعات" />


بااین‌حال، وجود پیوندهای مزدوج به‌تنهایی برای رسانایی کافی نیست. پژوهشگران با فرایندی به نام «دوپینگ» تعداد الکترون‌های آزاد یا حفره‌های الکترونی را در پلیمر افزایش دادند. در دوپینگ اکسایشی، الکترون‌ها از زنجیرهٔ پلیمری خارج می‌شوند و در دوپینگ کاهشی، الکترون‌هایی به آن افزوده می‌شود. در نتیجه، حامل‌های بار می‌توانند در امتداد زنجیره‌های پلیمری حرکت کنند.
این کار نمونه‌ای از پیوند میان پژوهش بنیادی و صنعت است. شناخت رفتار مولکول‌ها روی سطح کاتالیزور به مهندسان امکان می‌دهد مواد کاتالیزی بهتر طراحی کنند، دما و فشار فرایند را بهینه سازند و مصرف انرژی و تولید مواد جانبی را کاهش دهند.


در سال ۱۹۷۷، هیگر، مک‌دیارمید، شیراکاوا و همکارانشان مقاله‌ای دربارهٔ تولید پلیمرهای آلی رسانای الکتریسیته منتشر کردند. آن‌ها نشان دادند که اکسیدکردن فیلم پلی‌استیلن با بخار ید می‌تواند رسانایی الکتریکی آن را به‌شدت افزایش دهد. این نتیجه، آغازگر حوزه‌ای تازه در شیمی پلیمر و فیزیک ماده چگال شد.<ref name=":0">[https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2000/popular-information/ Popular information-The Nobel Prize in Chemistry 2000]</ref>
== اکسایش مونوکسید کربن و کاربردهای صنعتی ==


== سازوکار رسانایی پلیمرها ==
ارتل همچنین اکسایش مونوکسید کربن روی سطح پلاتین را بررسی کرد. این واکنش در کاتالیزورهای خودرو اهمیت دارد، زیرا مونوکسید کربن سمی را به دی‌اکسید کربن تبدیل می‌کند. پژوهش دربارهٔ این واکنش نشان داد که حتی در یک سطح ظاهراً یکنواخت، واکنش می‌تواند الگوهای زمانی و مکانی پیچیده ایجاد کند.


در فلزات، الکترون‌ها در ساختار ماده آزادی نسبی برای حرکت دارند و با اعمال میدان الکتریکی جریان ایجاد می‌کنند. در پلیمرهای رسانا، زنجیره‌های کربنی مزدوج شرایطی ایجاد می‌کنند که الکترون‌ها یا حفره‌های الکترونی بتوانند در امتداد زنجیره حرکت کنند.
نتایج چنین مطالعاتی برای طراحی مبدل‌های کاتالیستی و کنترل آلودگی هوا اهمیت دارد. شیمی سطح همچنین برای درک عملکرد پیل‌های سوختی مهم است؛ در این سامانه‌ها واکنش‌های الکتروشیمیایی روی سطوح الکترودها انجام می‌شوند. صنعت نیمه‌رسانا نیز برای ساخت لایه‌های بسیار نازک و پاک به کنترل واکنش‌های سطحی نیاز دارد.<ref name="نوبل-بیانیه" />


در فرایند دوپینگ، بار الکتریکی ایجادشده در زنجیرهٔ پلیمری می‌تواند به شکل‌هایی مانند پولارون و سولیتون توصیف شود. این حامل‌های بار در رسانایی الکتریکی پلیمر نقش دارند. مقدار رسانایی به نوع پلیمر، ساختار زنجیره‌ها، میزان نظم آن‌ها و نوع و مقدار مادهٔ دوپ‌کننده بستگی دارد.
== فعالیت دانشگاهی و پژوهشی ==
 
این کشف نشان داد که مرز میان پلیمرها و مواد رسانای سنتی مانند فلزات مطلق نیست. پلیمرها می‌توانند علاوه بر ویژگی‌های معمول پلاستیک، ویژگی‌های الکتریکی و نوری قابل‌کنترل نیز داشته باشند.<ref name=":0" />
 
== جایزهٔ نوبل شیمی ۲۰۰۰ ==
 
در سال ۲۰۰۰، آکادمی سلطنتی علوم سوئد جایزهٔ نوبل شیمی را به‌طور مشترک به آلن جی. هیگر، آلن جی. مک‌دیارمید و هیدکی شیراکاوا اعطا کرد. انگیزهٔ رسمی اعطای جایزه، «کشف و توسعهٔ پلیمرهای رسانا» اعلام شد.
 
این جایزه به پژوهش‌هایی تعلق گرفت که در اواخر دههٔ ۱۹۷۰ امکان تبدیل برخی پلاستیک‌ها به مواد رسانای برق را نشان دادند. این دستاورد از نظر علمی اهمیت داشت، زیرا پلیمرها را از موادی صرفاً عایق به موادی با قابلیت‌های الکتریکی، نوری و الکترونیکی تبدیل کرد.
 
هیگر سخنرانی نوبل خود را در ۸ دسامبر ۲۰۰۰ در دانشگاه استکهلم ارائه کرد. عنوان این سخنرانی «پلیمرهای نیمه‌رسانا و فلزی: نسل چهارم مواد پلیمری» بود. او در این سخنرانی تاریخچهٔ کشف پلیمرهای رسانا و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن‌ها را توضیح داد.<ref name=":0" />
 
== کاربردهای پلیمرهای رسانا ==
 
پژوهش‌های هیگر و همکارانش کاربردهای گسترده‌ای در فناوری پیدا کرد. یکی از مهم‌ترین زمینه‌ها، ساخت دیودهای نورگسیل آلی و پلیمری است. در این فناوری، لایه‌ای از پلیمر نیمه‌رسانا با دریافت انرژی الکتریکی نور تولید می‌کند.
 
پلیمرهای رسانا و نیمه‌رسانا در ساخت نمایشگرهای سبک و انعطاف‌پذیر نیز اهمیت دارند. این مواد می‌توانند برای تولید نمایشگرهای تلفن همراه، تلویزیون‌های باریک، تابلوهای نوری و سطوح نوری انعطاف‌پذیر به کار روند.
 
از دیگر کاربردهای این مواد می‌توان به پوشش‌های ضدالکتریسیتهٔ ساکن، محافظت در برابر تداخل الکترومغناطیسی، حسگرهای زیستی، ترانزیستورهای آلی و سلول‌های خورشیدی پلیمری اشاره کرد. ویژگی مهم پلیمرها در این کاربردها، سبکی، انعطاف‌پذیری و امکان تولید آن‌ها در قالب فیلم‌های نازک است.<ref name=":0" />


== فعالیت‌های صنعتی ==
ارتل پس از دریافت مدرک دکترا به پژوهش در دانشگاه فنی مونیخ ادامه داد و در سال ۱۹۶۷ درجهٔ استادیاری علمی یا هابیلیتاسیون خود را دریافت کرد. او سپس استاد شیمی فیزیکی در دانشگاه فنی هانوفر شد. در سال ۱۹۷۳ به دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ رفت و در آن‌جا به‌عنوان جانشین گئورگ میشائل شْواب، از چهره‌های مهم کاتالیز، فعالیت کرد.<ref name="زندگی‌نامه" />


هیگر در سال ۱۹۹۰ شرکت UNIAX را بنیان گذاشت. این شرکت در زمینهٔ پلیمرهای رسانا و فناوری‌های مرتبط با آن فعالیت می‌کرد و در سال ۲۰۰۰ به شرکت دوپون واگذار شد.
در سال ۱۹۸۶، ارتل به مؤسسهٔ فریتس هابرِ انجمن ماکس پلانک در برلین پیوست و مدیریت بخش شیمی فیزیکی را بر عهده گرفت. این مؤسسه به نام شیمی‌دان آلمانی فریتس هابر نام‌گذاری شده است. ارتل در برلین پژوهش‌های خود را به موضوع‌هایی مانند دینامیک غیرخطی، الگوهای زمانی و مکانی روی سطوح، میکروسکوپ تونلی روبشی، فرایندهای سریع سطحی با لیزر و الکتروشیمی در مقیاس اتمی گسترش داد.


او همچنین در تأسیس چند شرکت دیگر در زمینهٔ فناوری مواد، سلول‌های خورشیدی پلیمری، حسگرها، زیست‌فناوری و دارورسانی هدفمند مشارکت داشت. فعالیت‌های صنعتی هیگر بخشی از تلاش او برای انتقال یافته‌های پژوهشی از آزمایشگاه به حوزهٔ فناوری و کاربردهای تجاری بود.<ref name=":0" />
او در اکتبر ۲۰۰۴ رسماً بازنشسته شد، اما همچنان به نوشتن، سخنرانی و فعالیت علمی ادامه داد. ارتل در کنار پژوهش تجربی، در آموزش نسل‌های تازهٔ دانشمندان شیمی سطح نیز نقش داشت و گروه پژوهشی او به یکی از مراکز اثرگذار این حوزه تبدیل شد.<ref name="زندگی‌نامه" />


== فعالیت‌های علمی و افتخارات ==
== جایزهٔ نوبل شیمی ۲۰۰۷ ==


آلن جی. هیگر استاد بازنشستهٔ دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا، است و پژوهش‌های او در این دانشگاه بر پلیمرهای نیمه‌رسانا و فلزی، ترانزیستورهای اثر میدانی پلیمری، سلول‌های خورشیدی کم‌هزینه و حسگرهای زیستی متمرکز بوده است و بیش از ۸۰۰ مقالهٔ علمی و بیش از ۵۰ اختراع ثبت‌شده دارد.
آکادمی سلطنتی علوم سوئد در ۱۰ اکتبر ۲۰۰۷، هم‌زمان با هفتادویکمین سالروز تولد ارتل، اعلام کرد که جایزهٔ نوبل شیمی آن سال به‌طور کامل به او تعلق می‌گیرد. انگیزهٔ جایزه، مطالعات او دربارهٔ فرایندهای شیمیایی روی سطوح جامد بود.<ref name="نوبل-بیانیه" />


وی عضو آکادمی ملی علوم ایالات متحده و آکادمی ملی مهندسی ایالات متحده است و عضویت افتخاری یا علمی چند آکادمی دیگر را نیز در کارنامه خود دارد.
ارتل سخنرانی نوبل خود را در ۸ دسامبر ۲۰۰۷ در دانشگاه استکهلم با عنوان «واکنش‌ها روی سطوح: از اتم‌ها تا پیچیدگی» ارائه کرد. او در این سخنرانی مسیر پژوهش‌های شیمی سطح را از رفتار اتم‌ها و مولکول‌های منفرد تا شکل‌گیری الگوهای پیچیده در سامانه‌های واکنشی شرح داد.<ref name="سخنرانی-نوبل">[https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2007/ertl/lecture/ Gerhard Ertl – Nobel Lecture، بنیاد نوبل]</ref>


از جوایز و افتخارات او می‌توان به جایزهٔ نوبل شیمی در سال ۲۰۰۰، جایزهٔ الیور ای. باکلی در فیزیک ماده چگال، جایزهٔ بالزان در علم مواد نوین، مدال دانشگاه کالیفرنیا و چندین دکترای افتخاری از دانشگاه‌های ایالات متحده، اروپا و آسیا اشاره کرد.<ref>[https://www.chem.ucsb.edu/people/alan-heeger Alan Heeger-uc santana barbara]</ref>
جایزهٔ نوبل، شیمی سطح را از حوزه‌ای تخصصی به یکی از شاخه‌های مرکزی شیمی فیزیکی و کاتالیز تبدیل کرد. روش‌هایی که ارتل توسعه داد، همچنان در پژوهش‌های دانشگاهی و طراحی فرایندهای صنعتی به کار می‌روند.


== حمایت از مقاومت ایران ==
== حمایت از مقاومت ایران ==


نام آلن هیگر در فهرست امضاکنندگان چند بیانیهٔ مشترک برندگان جایزهٔ نوبل در حمایت از مردم ایران و برنامهٔ سیاسی شورای ملی مقاومت ایران آمده است.
شورای ملی مقاومت ایران در مارس ۲۰۲۳ گزارش کرد که گروهی از برندگان جایزهٔ نوبل در نامه‌ای مشترک، حمایت خود را از خیزش مردم ایران و خواست آنان برای آزادی و دموکراسی اعلام کرده‌اند. نام گرهارد ارتل، با عنوان برندهٔ نوبل شیمی ۲۰۰۷، در فهرست امضاکنندگان منتشرشده در آن گزارش آمده است. گزارش شورا همچنین از حمایت امضاکنندگان از طرح ده‌ماده‌ای مریم رجوی و درخواست اقدام‌های بین‌المللی علیه سرکوب در ایران سخن می‌گوید.<ref name="شورا-۲۰۲۳">[https://www.ncr-iran.org/en/news/iran-resistance/nobel-laureates-support-irans-uprising-in-joint-letter/ Fifty-one Nobel Laureates Support Iran’s Uprising in Joint Letter، شورای ملی مقاومت ایران، ۲۲ مارس ۲۰۲۳]</ref>
 
در ژوئیهٔ ۲۰۲۲، نام آلن هیگر در فهرست امضاکنندگان بیانیه‌ای مشترک از برندگان جایزهٔ نوبل قرار داشت که از [[گردهمایی جهانی ایران آزاد ۱۴۰۰|گردهمایی «ایران آزاد ۲۰۲۲»]] حمایت می‌کرد. این بیانیه دربارهٔ وضعیت حقوق بشر در [[ایران]] ابراز نگرانی کرده و از آزادی، انتخابات آزاد، برابری زنان و مردان، برابری مذهبی و قومی و یک ایران غیراتمی حمایت می‌کرد.
 
در ماه مه ۲۰۲۳ نیز نام آلن هیگر در فهرست امضاکنندگان نامهٔ مشترک برندگان جایزهٔ نوبل به رهبران جهان درج شد. این نامه از خواسته‌های دموکراتیک مردم ایران و [[طرح ده‌ماده‌ای مریم رجوی]] حمایت می‌کرد و خواستار توجه دولت‌ها به وضعیت حقوق بشر در ایران بود.
 
در این بیانیه بیش از ۱۰۰ برنده جایزه نوبل در نامه‌ای مشترک به دبیرکل سازمان ملل (جولای ۲۰۲۵) نگرانی عمیق خود را نسبت به وضعیت وخیم حقوق بشر در ایران اعلام کردند. آن‌ها به بیش از ۱۰۰۰ اعدام در سال ۲۰۲۴ (از جمله ۳۴ زن) و ادامه سرکوب شدید شهروندان، اقلیت‌ها و زندانیان سیاسی اشاره کردند و ایران را همچنان یکی از بالاترین نرخ‌های اعدام سرانه در جهان دانستند.


امضاکنندگان از مطالبات مردم ایران برای برقراری جمهوری دموکراتیک (که در [[اعتراضات سراسری ۱۴۰۱ ایران|قیام ۱۴۰۱]] و تحریم انتخابات نمایشی بیان شد) حمایت کردند و با طرح ۱۰ماده‌ای مریم رجوی (برای دموکراسی، جدایی دین از دولت، برابری جنسیتی و ایران غیرانمی) همسو شدند.
همچنین، نام ارتل در گزارش دیگری از شورای ملی مقاومت دربارهٔ بیانیهٔ ۵۶ برندهٔ نوبل در حمایت از «اجلاس ایران آزاد ۲۰۲۲» درج شده است. در آن گزارش، امضاکنندگان از نقشهٔ راه شورای ملی مقاومت برای ایرانی آزاد، دموکراتیک و غیراتمی حمایت کرده‌اند.<ref name="شورا-۲۰۲۲">[https://www.ncr-iran.org/en/news/iran-protests/joint-statement-of-56-nobel-laureates-in-support-of-free-iran-summit-2022/ Joint Statement of 56 Nobel Laureates in Support of Free Iran Summit 2022، شورای ملی مقاومت ایران، ۲۹ اوت ۲۰۲۲]</ref>


این طرح پیش‌تر مورد حمایت بیش از ۴۰۰۰ نماینده پارلمان و ۱۳۰ رئیس‌جمهور سابق قرار گرفته بود. نامه خواستار پایان اعدام‌ها و سرکوب و حمایت از مقاومت دموکراتیک ایران برای دستیابی به صلح پایدار در منطقه است.<ref>[https://www.ncr-iran.org/en/news/iran-resistance/more-than-100-nobel-laureates-urge-un-action-on-human-rights-crisis-in-iran/?utm_source In Joint Letter to World Leaders, 80 Nobel Laureates Support Free and Democratic Iran-NCRI]</ref><ref>[https://www.ncr-iran.org/en/wp-content/uploads/2025/09/Joint-Letter-of-Nobel-Laureates-to-the-UNSG.pdf?utm_source Joint Letter of the Nobel Laureates To the UN Secretary General  July 2025-NCRI]</ref><ref>[https://news.mojahedin.org/i/%D8%A8%DB%8C%D8%A7%D9%86%DB%8C%D9%87-%D9%85%D8%B4%D8%AA%D8%B1%DA%A9-%DB%B4%DB%B1%D8%AA%D9%86-%D8%A7%D8%B2-%D8%A8%D8%B1%D9%86%D8%AF%DA%AF%D8%A7%D9%86-%D8%AC%D8%A7%DB%8C%D8%B2%D9%87-%D9%86%D9%88%D8%A8%D9%84-%D8%AF%D8%B1-%D8%AD%D9%85%D8%A7%DB%8C%D8%AA-%D8%A7%D8%B2-%D8%AA%D8%B8%D8%A7%D9%87%D8%B1%D8%A7%D8%AA-%D9%88-%DA%AF%D8%B1%D8%AF%D9%87%D9%85%D8%A7%DB%8C%DB%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%AC%D9%87%D8%A7%D9%86%DB%8C-%D8%A7%DB%8C%D8%B1%D8%A7%D9%86-%D8%A2%D8%B2%D8%A7%D8%AF-%DB%B2%DB%B0%DB%B2%DB%B2 بیانیه مشترک ۴۲تن از برندگان جایزه نوبل در حمایت از کهکشان مقاومت ایران-سازمان مجاهدین]</ref><ref>[https://iranfreedom.org/en/news/2022/07/nobel-prize-laureates-pledge-support-to-the-free-iran-world-summit-2022/35389/ Nobel Prize Laureates Pledge Support to the Free Iran World Summit 2022-iran freedom]</ref>
این مطالب در مقاله به منبع منتشرکننده نسبت داده شده‌اند؛ زیرا منابع رسمی نوبل و مؤسسهٔ فریتس هابر موضع سیاسی ارتل دربارهٔ این بیانیه‌ها را به‌طور مستقل ثبت نکرده‌اند. بنابراین، گزارش حمایت از مقاومت ایران از دستاوردهای علمی و سوابق دانشگاهی او جدا نگه داشته می‌شود.


== منابع ==
== منابع ==
<references />

نسخهٔ ‏۳۱ اکتبر ۲۰۲۶، ساعت ۰۸:۵۷

گرهارد ارتل
متولد۱۰ اکتبر ۱۹۳۶
محل زندگیبرلین، آلمان
ملیتآلمانی
جوایزجایزهٔ نوبل شیمی ۲۰۰۷؛ جایزهٔ ژاپن؛ عضویت در آکادمی‌های علمی
همسرباربارا ماشک
فرزنداندو فرزند

گرهارد ارتل (Gerhard Ertl؛ زادهٔ ۱۰ اکتبر ۱۹۳۶) شیمی‌دان و شیمی‌فیزیک‌دان آلمانی است. او در سال ۲۰۰۷ جایزهٔ نوبل شیمی را به‌تنهایی دریافت کرد. انگیزهٔ رسمی جایزه «برای مطالعات فرایندهای شیمیایی روی سطوح جامد» اعلام شد.[۱]

پژوهش‌های ارتل به توضیح سازوکار واکنش‌هایی کمک کرد که در سطح فلزات و دیگر جامدات رخ می‌دهند. بسیاری از واکنش‌های صنعتی در تماس میان گاز و یک سطح جامد انجام می‌شوند و سرعت و مسیر آن‌ها به ساختار اتمی سطح وابسته است. ارتل روش‌هایی برای مشاهده و اندازه‌گیری این فرایندها در مقیاس اتمی توسعه داد و نشان داد که چگونه می‌توان حرکت مولکول‌ها، جذب آن‌ها روی سطح و تبدیل‌شدنشان به محصولات تازه را بررسی کرد.

کار او در حوزه‌هایی مانند تولید کودهای مصنوعی، کاتالیز خودرو، پیل‌های سوختی، زنگ‌زدگی آهن، صنعت نیمه‌رساناها و بررسی نابودی لایهٔ اوزون اهمیت پیدا کرد. به همین دلیل، شیمی سطح امروزی تا اندازهٔ زیادی بر روش‌شناسی تجربی‌ای استوار است که ارتل در طول چند دهه توسعه داد.[۲]

زندگی و تحصیلات

گرهارد لودویگ ارتل در باد کانشتات، بخشی از شهر اشتوتگارت در جنوب‌غربی آلمان، به دنیا آمد. خانوادهٔ او در سال‌های کودکی به روستای نزدیک اشمیدن نقل مکان کردند. ارتل در سال ۱۹۵۵ تحصیل در دانشگاه فنی اشتوتگارت را آغاز کرد و در دورهٔ دانشجویی مدتی نیز در دانشگاه‌های پاریس و مونیخ به تحصیل پرداخت. او در سال ۱۹۶۱ مدرک خود را دریافت کرد.[۳]

او ابتدا به فیزیک علاقه داشت، اما در جریان کار پایان‌نامهٔ دانشگاهی خود به شیمی بازگشت و شیمی فیزیکی را به‌عنوان حوزهٔ اصلی برگزید. استاد راهنمایش، هاینتس گریشر، از دانشمندان برجستهٔ الکتروشیمی بود. گریشر به ارتل پیشنهاد کرد به جای مطالعهٔ سطح جامد–مایع، حوزهٔ کم‌ترشناخته‌شدهٔ سطح جامد–گاز را بررسی کند. این پیشنهاد مسیر علمی ارتل را تغییر داد و او را به یکی از پیشگامان علم سطح رساند.[۳]

ارتل برای پژوهش دکترا به ساخت دستگاه‌هایی روی آورد که بتوانند سطح بلورهای جامد را در خلأ بسیار زیاد پاک و کنترل کنند. او در سال ۱۹۶۵ دکترای شیمی فیزیکی خود را از دانشگاه فنی مونیخ دریافت کرد. ارتل در جریان همین دوره با باربارا ماشک آشنا شد؛ آن دو ازدواج کردند و صاحب دو فرزند شدند.[۳]

شکل‌گیری علم سطح

مطالعهٔ واکنش‌های سطحی دشوار است، زیرا سطح جامد در تماس با هوا به‌سرعت با مولکول‌های گاز و ناخالصی‌ها پوشیده می‌شود. برای آن‌که رفتار واقعی سطح بررسی شود، پژوهشگر باید آن را در شرایط خلأ فوق‌بالا نگه دارد و بتواند ترکیب، ساختار و دمای آن را با دقت کنترل کند. ارتل در دههٔ ۱۹۶۰ از فناوری‌های خلأیی استفاده کرد که در صنعت نیمه‌رساناها در حال توسعه بود.

او مجموعه‌ای از روش‌های تجربی را کنار هم قرار داد. این روش‌ها شامل خلأ فوق‌بالا، پراش الکترون‌های کم‌انرژی برای تعیین آرایش اتم‌های سطح، طیف‌سنجی و اندازه‌گیری سرعت واکنش بود. مزیت کار ارتل تنها در استفاده از یک ابزار خاص نبود؛ او نشان داد که چگونه نتایج روش‌های مختلف را می‌توان ترکیب کرد تا تصویر کاملی از یک واکنش سطحی به دست آید.[۲]

ارتل ابتدا بر برهم‌کنش اکسیژن با سطوح بلورهای مس و سپس بر واکنش اکسیژن و مونوکسید کربن با سطوح پالادیم تمرکز کرد. این مطالعات نشان دادند که واکنش شیمیایی در سطح فلز مرحله‌های گوناگونی دارد. مولکول‌ها ممکن است ابتدا روی سطح جذب شوند، پیوندهایشان تغییر کند، در امتداد سطح حرکت کنند و سپس به شکل محصول تازه از سطح جدا شوند.

فرایند هابر–بوش

یکی از مهم‌ترین موضوعات پژوهشی ارتل، سازوکار کاتالیزی فرایند هابر–بوش بود. در این فرایند، نیتروژن موجود در هوا با هیدروژن واکنش می‌دهد و آمونیاک تولید می‌کند. آمونیاک مادهٔ اولیهٔ اصلی بسیاری از کودهای نیتروژنه است و تولید آن نقش مهمی در کشاورزی مدرن دارد.

واکنش نیتروژن و هیدروژن در شرایط معمول به‌آسانی انجام نمی‌شود. سطح آهن به‌عنوان کاتالیزور، مولکول‌های نیتروژن و هیدروژن را جذب می‌کند و شکستن پیوندهای آن‌ها و تشکیل آمونیاک را آسان‌تر می‌سازد. ارتل با مطالعهٔ مرحله‌های واکنش روی سطح آهن، به توضیح علمی فرایندی کمک کرد که از نظر اقتصادی و غذایی اهمیت جهانی دارد.[۱]

این کار نمونه‌ای از پیوند میان پژوهش بنیادی و صنعت است. شناخت رفتار مولکول‌ها روی سطح کاتالیزور به مهندسان امکان می‌دهد مواد کاتالیزی بهتر طراحی کنند، دما و فشار فرایند را بهینه سازند و مصرف انرژی و تولید مواد جانبی را کاهش دهند.

اکسایش مونوکسید کربن و کاربردهای صنعتی

ارتل همچنین اکسایش مونوکسید کربن روی سطح پلاتین را بررسی کرد. این واکنش در کاتالیزورهای خودرو اهمیت دارد، زیرا مونوکسید کربن سمی را به دی‌اکسید کربن تبدیل می‌کند. پژوهش دربارهٔ این واکنش نشان داد که حتی در یک سطح ظاهراً یکنواخت، واکنش می‌تواند الگوهای زمانی و مکانی پیچیده ایجاد کند.

نتایج چنین مطالعاتی برای طراحی مبدل‌های کاتالیستی و کنترل آلودگی هوا اهمیت دارد. شیمی سطح همچنین برای درک عملکرد پیل‌های سوختی مهم است؛ در این سامانه‌ها واکنش‌های الکتروشیمیایی روی سطوح الکترودها انجام می‌شوند. صنعت نیمه‌رسانا نیز برای ساخت لایه‌های بسیار نازک و پاک به کنترل واکنش‌های سطحی نیاز دارد.[۲]

فعالیت دانشگاهی و پژوهشی

ارتل پس از دریافت مدرک دکترا به پژوهش در دانشگاه فنی مونیخ ادامه داد و در سال ۱۹۶۷ درجهٔ استادیاری علمی یا هابیلیتاسیون خود را دریافت کرد. او سپس استاد شیمی فیزیکی در دانشگاه فنی هانوفر شد. در سال ۱۹۷۳ به دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ رفت و در آن‌جا به‌عنوان جانشین گئورگ میشائل شْواب، از چهره‌های مهم کاتالیز، فعالیت کرد.[۳]

در سال ۱۹۸۶، ارتل به مؤسسهٔ فریتس هابرِ انجمن ماکس پلانک در برلین پیوست و مدیریت بخش شیمی فیزیکی را بر عهده گرفت. این مؤسسه به نام شیمی‌دان آلمانی فریتس هابر نام‌گذاری شده است. ارتل در برلین پژوهش‌های خود را به موضوع‌هایی مانند دینامیک غیرخطی، الگوهای زمانی و مکانی روی سطوح، میکروسکوپ تونلی روبشی، فرایندهای سریع سطحی با لیزر و الکتروشیمی در مقیاس اتمی گسترش داد.

او در اکتبر ۲۰۰۴ رسماً بازنشسته شد، اما همچنان به نوشتن، سخنرانی و فعالیت علمی ادامه داد. ارتل در کنار پژوهش تجربی، در آموزش نسل‌های تازهٔ دانشمندان شیمی سطح نیز نقش داشت و گروه پژوهشی او به یکی از مراکز اثرگذار این حوزه تبدیل شد.[۳]

جایزهٔ نوبل شیمی ۲۰۰۷

آکادمی سلطنتی علوم سوئد در ۱۰ اکتبر ۲۰۰۷، هم‌زمان با هفتادویکمین سالروز تولد ارتل، اعلام کرد که جایزهٔ نوبل شیمی آن سال به‌طور کامل به او تعلق می‌گیرد. انگیزهٔ جایزه، مطالعات او دربارهٔ فرایندهای شیمیایی روی سطوح جامد بود.[۲]

ارتل سخنرانی نوبل خود را در ۸ دسامبر ۲۰۰۷ در دانشگاه استکهلم با عنوان «واکنش‌ها روی سطوح: از اتم‌ها تا پیچیدگی» ارائه کرد. او در این سخنرانی مسیر پژوهش‌های شیمی سطح را از رفتار اتم‌ها و مولکول‌های منفرد تا شکل‌گیری الگوهای پیچیده در سامانه‌های واکنشی شرح داد.[۴]

جایزهٔ نوبل، شیمی سطح را از حوزه‌ای تخصصی به یکی از شاخه‌های مرکزی شیمی فیزیکی و کاتالیز تبدیل کرد. روش‌هایی که ارتل توسعه داد، همچنان در پژوهش‌های دانشگاهی و طراحی فرایندهای صنعتی به کار می‌روند.

حمایت از مقاومت ایران

شورای ملی مقاومت ایران در مارس ۲۰۲۳ گزارش کرد که گروهی از برندگان جایزهٔ نوبل در نامه‌ای مشترک، حمایت خود را از خیزش مردم ایران و خواست آنان برای آزادی و دموکراسی اعلام کرده‌اند. نام گرهارد ارتل، با عنوان برندهٔ نوبل شیمی ۲۰۰۷، در فهرست امضاکنندگان منتشرشده در آن گزارش آمده است. گزارش شورا همچنین از حمایت امضاکنندگان از طرح ده‌ماده‌ای مریم رجوی و درخواست اقدام‌های بین‌المللی علیه سرکوب در ایران سخن می‌گوید.[۵]

همچنین، نام ارتل در گزارش دیگری از شورای ملی مقاومت دربارهٔ بیانیهٔ ۵۶ برندهٔ نوبل در حمایت از «اجلاس ایران آزاد ۲۰۲۲» درج شده است. در آن گزارش، امضاکنندگان از نقشهٔ راه شورای ملی مقاومت برای ایرانی آزاد، دموکراتیک و غیراتمی حمایت کرده‌اند.[۶]

این مطالب در مقاله به منبع منتشرکننده نسبت داده شده‌اند؛ زیرا منابع رسمی نوبل و مؤسسهٔ فریتس هابر موضع سیاسی ارتل دربارهٔ این بیانیه‌ها را به‌طور مستقل ثبت نکرده‌اند. بنابراین، گزارش حمایت از مقاومت ایران از دستاوردهای علمی و سوابق دانشگاهی او جدا نگه داشته می‌شود.

منابع