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TAG: MPI (막스플랑크연구소)

작성 2014-09-19
조회 2,354

출생1898-11-26, 독일 헬자
국적 독일
분야응용화학
소속막스플랑크 석탄 연구소 소장
출신대학마르부르크 대학
주요업적저압 폴리에틸렌 합성법의 발명
수상노벨 화학상 (1963)

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인물정보

카셀 부근의 헬자 출생. 저압(低壓) 폴리에틸렌 합성법의 발명자로 유명하다.

1898년 11월 26일 독일 헬지에서 태어났다. 1923년 마르부르크 대학에서 박사학위를 받았으며 푸른그 푸르트, 하이델베르크 와 헬레 대학교에서 강의 하였다. 1936년에 할레 대학교의 교수 및 화학연구소 소장이 되었으며, 시카고 대학교의 객원교수가 되기도 하였다.

제2차 세계대전 후인 1945∼1969년 막스 플랑크 연구소(舊 카이저 빌헬름 연구소)의 석탄화학 분야에서 유기금속화합물을 연구하던 중에 트라이에틸알루미늄과 사염화타이타늄을 촉매로서 이용하면 통상적인 온도?압력하에서 에틸렌중합이 급속하게 진행된다는 사실을 발견(1953), 저압법으로 폴리에틸렌을 제조할 수 있는 길을 열었으며, 이 제조 기술은 고분자화학이 비약적인 발전을 이루는 계기가 되었다. 이 연구로 G. 나타와 함께 1963년 노벨화학상을 수상하였다.

구조화 된 중합체의 현대 폴리에틸렌 분야는 생산품이 필름, 섬유 그리고 현대 생활의 많은 영역에서 적용할 수 있는 몰딩으로 쉽게 만들어 질 수 있도록 하는 제품을 제공하고 있다. 카를 치클러의 80번째 생일기념 행사에서 Mr. Marianne witte, nee Ziegler, Mrs, Maria Aiegler은 막스 프랑크 연구소에 자금을 기부하여 카를 치글러의 강의 시리즈를 유지시키도록 하였다..

*공동수상: 줄리오 나타- 이탈리아의 화학자.
1924년에 밀라노 공과대학에서 화학공학 박사학위를 취득하였다. 1933년 파비아 대학교 교수 및 동 대학 일반화학연구소 소장으로 임명되었다. 로마 대학교와 토리노 대학교의 교수 및 공업화학연구소 소장으로 재직하였다. 1938년부터는 밀라노 대학교로 돌아가 교수와 공업화학연구소 소장을 지냈다. 새로운 방법으로 거대 분자의 합성에 성공함으로써 플라스틱의 질적 향상에 공헌하였다.

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시상연설

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.
우리는 우리 시대에 전통적인 재료들이 새로운 것으로 점차 바뀌는 것을 목격해 왔습니다. 우리 모두는 플라스틱이 유리, 도자기, 나무, 금속, 뼈, 그리고 뿔을 대신할 수 있으며, 이 대용물들이 흔히 더 가볍고, 덜 깨지며, 모양을 만들고 작업하기가 더 쉽다는 것을 압니다. 사실 우리는 플라스틱 시대에 살고 있다고 말합니다.

플라스틱은 매우 큰 분자 또는 거대분자로 이루어져 있으며 종종 수천 개의 원자로 이루어진 긴 사슬을 만들기도 합니다. 플라스틱은 기본 단위를 구성하는 보통 크기의 분자들이 함께 결합되어 만들어집니다. 이러한 분자들은 반응성이 커야 하지만 그들을 결합하게 하기 위해서는 어떤 외부의 도움이 필요합니다. 이 외부의 도움은 가끔 자유 라디칼에 의해 공급되며 고분자화 반응을 유발하기 위해서 첨가되곤 합니다. ''자유 라디칼''이라는 용어는 정치적인 함축성을 나타낼 수도 있습니다. 실제로 자유 라디칼에는 혁명가와 많은 공통점이 있습니다. 그들은 에너지로 가득 차 있고, 제어하기가 어려우며, 예기치 못한 결과를 가져옵니다. 그래서 자유 라디칼 반응은 고분자 사슬에 곁가지 및 다른 예외성을 만들어 줍니다.

그러나 치글러 교수는 완전히 새로운 고분자 합성방법을 발견했습니다. 그는 유기금속 화합물을 연구하다가 만들기 쉬운 유기알루미늄 화합물이 특히 산업용 스케일의 반응에 적합하다는 것을 발견했습니다. 특이한 전기적 힘이 탄화수소 사슬에서 알루미늄과 탄소결합 주위에 작용합니다. 반응성이 큰 분자들은 끌려가서 탄소원자와 알루미늄원자 사이에 샌드위치가 되어 사슬의 길이를 증가시킵니다. 이 모든 일이 자유 라디칼 반응보다 훨씬 더 조용하게 일어납니다. 사슬이 충분히 길어지면 알루미늄을 떼내어 분자가 더 이상 자라지 못하게 합니다. 알루미늄 화합물과 다른 금속 화합물을 조합하면 치글러 촉매가 됩니다. 치글러 촉매는 고분자화 반응을 제어하고 원하는 길이의 분자사슬을 얻는 데 사용됩니다. 그러나 이 단계에 이르기까지는 많은 체계적인 실험과 참으로 우연한 발견이 필요했습니다. 치글러 촉매는 이제 널리 사용되는데 단순하고 합리적인 고분자화 과정을 거쳐 새롭고 더 좋은 합성 재료를 제공합니다.

고분자를 형성하기 위해 결합된 각각의 분자들은 가끔 결과물로 얻어진 사슬의 특정 부분에서 작은 곁작용기 또는 곁가지를 보여 주는데, 일반적으로 모든 탄소원자마다 하나씩 보여 줍니다. 그러나 이러한 곁작용기들이 왼쪽 또는 오른쪽으로 향할 수 있기 때문에 그 그림은 더욱 복잡합니다. 그 방향이 마구잡이로 분포되어 있을 때 사슬은 공간적으로 불규칙한 배치를 보입니다. 그러나 나타 교수는 특정 형태의 치글러 촉매가 입체규칙성을 갖는, 즉 공간적으로 균일한 구조를 갖는 거대분자를 만들게 한다는 사실을 발견했습니다. 그러한 사슬에서 모든 곁작용기들은 오른쪽 또는 왼쪽을 향하며 이러한 사슬들을 아이소택틱(isotactic)이라 부릅니다. 촉매의 미세구조가 고도로 불규칙할 텐데 어떻게 이런 것이 얻어질까요? 그 비밀은 금속원자의 분자 환경이 앞에 언급한 사슬에 새로운 단위가 결합할 때 곁작용기의 특정한 방향만을 허용하는 모양으로 형성되기 때문입니다.

아이소택틱 고분자는 아주 흥미로운 특성을 나타냅니다. 그래서 보통의 탄화수소 사슬이 지그재그 모양인 반면에 아이소택틱 사슬은 곁작용기들이 밖을 향하는 나선형을 형성합니다. 그러한 고분자들을 두 가지 예만 들자면, 가벼우면서 동시에 강한 천, 그리고 물 위에 뜨는 로프와 같은 기이한 합성 생성물이 됩니다.

자연은 셀룰로오스와 고무 같은 수많은 입체규칙성의 고분자를 생산합니다. 이러한 능력은 지금까지 효소라고 알려진 바이오 촉매로 작동되는 자연의 독점권으로 여겨졌습니다. 그러나 이제 나타 교수는 이 독점권을 종식시켰습니다.

알프레드 노벨 박사는 인생 말년에 인조 고무의 생산을 생각했습니다. 그때 이래로 고무와 비슷한 물질들이 많이 생산되었으나 치글러 촉매의 사용만이 자연 고무와 같은 물질을 생산할 수 있게 해주었습니다.

치글러 교수님.
유기금속 화합물에 관한 교수님의 뛰어난 연구는 예기치 않게 새로운 고분자화 반응을 개발해 냈고 그래서 새롭고 고도로 유용한 산업공정을 위한 길을 닦았습니다. 과학과 기술에 대한 교수님의 공헌을 인정하여 왕립과학원은 노벨상을 수여하기로 결정했습니다.

나타 교수님.
교수님은 새로운 방법으로 공간적으로 규칙적인 구조를 갖는 거대분자를 합성하는 데 성공했습니다. 교수님의 발견으로 과학적?기술적 결과가 막대해서 지금도 충분히 평가할 수 없을 정도입니다. 스웨덴 왕립과학원은 교수님에게 노벨상을 수여하여 감사를 표합니다. 저는 또한 어려움에 직면해서도 연구를 계속한 집념에 왕립과학원의 찬사를 전하고 싶습니다.

치글러 교수님, 나타 교수님. 이제 전하로부터 노벨상을 받으시기 바랍니다.

스웨덴 왕립과학원 노벨 화학위원회 위원 아르네 프레드가

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