Smalley, Richard

Die Zeit, in der er lebte
RICHARD SMALLEY wurde 1943 in den USA geboren, in einem sehr bewegten Jahrhundert, dessen Bild geprägt war von zwei Weltkriegen, Revolutionen und unzähligen wissenschaftlichen und technischen Errungenschaften.
In den Naturwissenschaften wurden bedeutende Entdeckungen gemacht, von denen viele auch für die Forschungen von RICHARD SMALLEY bedeutsam waren, wie z. B.:

• Entdeckung der Elemente Radium und Polonium, durch die Charakterisierung des Radiums (1903, MARIE CURIE)
• Zerfall von Elementen und Chemie radioaktiver Stoffe (1908, ERNEST RUTHERFORD)
• Zusammenhang zwischen Katalyse, Reaktionsgeschwindigkeit und chemischem Gleichgewicht (1909, WILHELM OSTWALD)
• Synthese von Ammoniak aus den Elementen (1918, FRITZ HABER)
• Quantentheorie (1918, MAX PLANCK)
• Thermodynamik, mathematische Darstellung (1920, WALTHER NERNST)
• Relativitätstheorie (1921, ALBERT EINSTEIN)
• Struktur der Atome und der von ihnen ausgehenden Strahlung (1922, NIELS BOHR)
• Wellennatur der Elektronen (1929, LOUIS VICTOR DE BROGLIE)
• Entdeckung des Neutrons (1935, JAMES CHADWICK)
• Synthesen von neuen radioaktiven Elementen (1935, FREDERIC JOLIOT-CURIE und IRENE JOLIOT-CURIE)
• Entdeckung von neuen, durch Neutronenbeschuss erzeugten radioaktiven Elementen und der durch langsame Neutronen ausgelösten Kernreaktionen (1938, ENRICO FERMI)
• Kernspaltung von Atomen (1944, OTTO HAHN)
• Natur der chemischen Bindung (1954, LINUS PAULING)
• Entdeckung des Antiprotons (1959, EMILIO SEGRE und
  OWEN CHAMBERLAIN)
• Entwicklung tragbarer Computer (1991, PIERRE GILLES DE GENNES)

Am zweiten Weltkrieg beteiligten sich die USA, sie gehörten im Mai 1945 zu den Siegermächten. Danach wurde der Krieg mit Japan fortgeführt. Um den Druck auf das Krieg führende Japan zu erhöhen, warfen die USA am 6. August 1945 auf Hiroshima und drei Tage später auf Nagasaki die ersten Atombomben. Dabei kamen Millionen Menschen ums Leben und noch heute leiden viele unter den Folgen der atomaren Strahlung.

Sowohl die USA als auch die UdSSR waren um die Eroberung des Weltalls bemüht.
Als Erstes gelang es der UdSSR, 1957 einen künstlichen Erdsatelliten, Sputnik 1, ins All zu schicken. Dieses Ereignis beeinflusste SMALLEY nach eigenen Aussagen sehr stark.
Lunik 3 sendete ein Jahr später die ersten Bilder von der Rückseite des Mondes zur Erde.
1969 betrat Neil Armstrong als erster Mensch den Mond.

Lebenslauf
RICHARD SMALLEY wurde am 06. 06. 1943 in Akron in Ohio als jüngstes von vier Kindern geboren.
Der Vater arbeitete zuerst als Tischler, dann als Drucker für lokale Zeitungen.

SMALLEYs Vater war technisch begabt und vielseitig interessiert. Schon zeitig erkannte er die Fähigkeiten seines Sohnes RICHARD und förderte ihn auf vielerlei Arten.

Als RICHARD SMALLEY drei Jahre war, zog die Familie nach Kansas- Stadt, Missouri um. Dort besuchte SMALLEY die Schule bis zu seinem achtzehnten Lebensjahr.

Sein Interesse an der Wissenschaft entstand schon früh.
Von seinem Vater erlernte er, Dinge auseinander zu nehmen und deren mechanischen oder elektrischen Aufbau zu verstehen.
Gemeinsam mit seinem Vater verbrachte er etliche Stunden im Keller des Hauses, sie bearbeiteten Holz und bauten Geräte und unterhielten sich über alle möglichen Dinge. Diese Gespräche und Tätigkeiten waren eine wesentliche Voraussetzung für SMALLEYs spätere wissenschaftliche Laufbahn.

Den Hauptanstoß für ein Studium der Wissenschaften gab jedoch 1957 der von der Sowjetunion ins All geschickte Sputnik. Dieses Ereignis beeindruckte SMALLEY nach eigenem Bekunden so stark, dass er wusste, dass Wissenschaft und Technologie im Begriff waren, in ein neues Zeitalter einzutreten.
Ab 1959 begann SMALLEY ernsthaft mit dem Studium der Chemie an der örtlichen High School in Kansas Stadt.

Sein Lehrer, VICTOR E. GUSTAFSON spornte ihn dabei an. Auch seine Schwester LINDA SMALLEY, ein Jahr älter als er, beeinflusste ihn durch ihre guten Leistungen.
Nach einem so genannten "Juniorjahr" wusste RICHARD SMALLEY, dass er ein wissenschaftliches Studium aufnehmen werde. Obwohl ihn auch die Physik interessierte, entschied er sich doch letztendlich, geprägt durch seinen Professor, J.C. EDWARDS, für Chemie.
Auch seine Tante, Dr. SARA JANE RHOADS, trug zu seiner Entscheidung bei. Sie war eine der ersten Frauen in den Vereinigten Staaten überhaupt, die als Professor für Chemie an der Universität von Wyoming berufen wurde.
1961 begann SMALLEY neben seinem Studium im Labor für organische Chemie an der Universität von Wyoming bei seiner Tante zu arbeiten.

RICHARD SMALLEY blieb zwei Jahre in Holland, Michigan, und wechselte dann nach Ann Arbor.
Statt zu promovieren, entschied sich RICHARD SMALLEY einen Job in der chemischen Industrie anzunehmen. Er wollte Geld verdienen und sich später entscheiden, ob er die wissenschaftliche Laufbahn weiter verfolgen wolle.

Sein Job war es, als Chemiker für die "Shell Chemical Company" an einer großen Produktionsanlage für Polypropylen zu arbeiten.
SMALLEY beschäftigte sich mit der Qualität des Produktes, einem Polymer, das als plastischer Werkstoff verwendet wurde. Insbesondere die eingesetzten ZIEGLER- NATTA- Katalysatoren konnten noch verbessert werden.
Zwei Jahre später wechselte SMALLEY nach Woodbury und beschäftigte sich dort mit der Entwicklung analytischer Methoden für Polyolefine und deren Herstellung.

Ende der sechziger Jahre erkannte SMALLEY, dass es Zeit war, wieder wissenschaftlich zu arbeiten und seine Promotion nachzuholen.
Er interessierte sich besonders für die neue Wissenschaft der Quantenchemie.
Er erwog, ein Angebot des Instituts für theoretische Chemie an der Universität von Wisconsin anzunehmen, als ihm der Vietnamkrieg einen Strich durch die Rechnung machte, da das US- Militär die automatische Zeitverzögerung zur Graduierung für Absolventen außer Kraft setzte.

SMALLEY blieb deshalb vorerst der Industrie noch treu.
1968 heiratete RICHARD SMALLEY JUDITH GRACE SAMPIERI.
Weil die Familie seiner Frau in New Jersey lebte, begab sich SMALLEY in die dortige Universität von Princeton, um seine Studien bei Professor ELLIOT BERNSTEIN fortzusetzen.
Er arbeitete gemeinsam mit CLYDE A. HUTCHISON an der Erforschung von Strukturen mittels Spektralanalyse. SMALLEY untersuchte Heterocyclen (Kohlenwasserstoffe) und Benzen (Benzol).

Im Sommer 1973 zogen SMALLEY und seine Familie, nachdem er in Princeton promoviert hatte, nach Chicago um. Er forschte an der dortigen Universität weiter unter Professor DONALD H. LEVY gemeinsam mit LENNARD WHARTON.
Sein Fachgebiet war die Magnetresonanz. Durch Professor LEVY wurde die spektroskopische Untersuchung von Molekülen mittels Laserlicht weiter verbessert, wobei er sich besonders auf Stickstoffdioxid konzentrierte.

1976 wechselte SMALLEY schließlich an die Reisuniversität und erhielt 1982 einen Lehrstuhl für Chemie. Schon 1979 war er einer der Mitbegründer des Quanteninstituts der Reisuniversität gewesen. Von 1986 bis 1996 fungierte SMALLEY als Vorsitzender dieses Instituts.
Seit Januar 1990 war er gleichzeitig Professor der Physik - Abteilung.

Seine Forschungen an der Reisuniversität brachten neue experimentelle Techniken voran.
Dazu gehören die verschiedenen Möglichkeiten der Lasertechnologie, z. B. die Analyse freier Radikale, von Metallen oder Halbleitern.
1990 wurde Professor SMALLEY als Mitglied in die Akademie der Wissenschaften und in die Akademie der Künste gewählt.

Am bekanntesten jedoch ist RICHARD SMALLEY durch die Entdeckung einer neuen, dritten Modifikation des Elements Kohlenstoff (Bild 2), die er gemeinsam mit ROBERT CURL und HAROLD KROTO machte.
Bisher waren Diamant und Grafit als Modifikationen (Bild 3) des Kohlenstoffs bekannt gewesen.
SMALLEY entdeckte die Fullerene, zuerst das so genannte Buckminsterfulleren, es besteht aus 60 Kohlenstoffatomen, die ein innen hohles Polyeder bilden. Die Außenflächen des Polyeders werden von fünf- und sechseckigen Seitenflächen gebildet. An allen Eckpunkten befinden sich Kohlenstoffatome. Kurz darauf wurden weitere Fullerene (Bild 4) , z. B. mit 70 oder mehr Kohlenstoffatomen gefunden.

Die Substanzklasse der Fullerene wurde nach dem amerikanischen Architekten R. BUCKMINSTER FULLER (1895-1993) benannt. Dieser konstruierte Gebäude, die aus Fünf- und Sechsecken bestehen, wie z. B. den amerikanische Pavillon zur Expo`67 in Montréal.

Fulleren kommen in natürlicher Form in verschiedenen Gesteinsfomationen vor. So wurde unter anderem über das Vorkommen von Fullerenen im Shungit (Russland), in Kreide-Tertiär Grenzschichten in Neuseeland und in Kratern von Meteoriteneinschlägen berichtet.
Fullerene reagieren nicht wie zuerst vermutet aromatisch, sondern sie zeigen olefinsches Verhalten. Sie sind in Wasser unlöslich und an der Luft stabil. Erhitzt man Fulleren unter Luftabschluss über 1500 Grad Cellsius, verwandeln sie sich unter Wärmeabgabe in Graphit.

Gemeinsam mit seinen Kollegen R. CURL und H. KROTO erhielt RICHARD SMALLEY 1996 für die Entdeckung der Fullerene den Nobelpreis für Chemie.

Er setzt seine Forschungen bisher auch weiter fort. Nach der Entdeckung der Fullerene versuchten die Wissenschaftler, Fremdatome, z. B. Metalle in das Innere der "Hohlkugeln" einzuschleusen und damit deren Eigenschaften zu ändern.
Gegenwärtig beschäftigt sich Prof. SMALLEY mit Carbonfasern, die von den Fullerenen abgeleitet werden können. Man erwartet von diesen Fasern, die nur wenige Nanometer in der Breite, aber viele Zentimeter lang sein können, dass sie bis zu 100 mal stabiler sein können als Stahl.