Фридрих Отто Шотт (1851–1935) — немецкий химик , технолог по стеклу и изобретатель боросиликатного стекла . Шотт систематически исследовал связь между химическим составом стекла и его свойствами. Таким образом, он решил фундаментальные проблемы свойств стекла, определив составы с оптическими свойствами, приближающимися к теоретическому пределу. Открытия Шотта стали крупным достижением в области оптики для микроскопии и оптической астрономии . [1] Его работу называют «переломным моментом в истории композиции стекла». [2]
Шотт был сыном производителя оконного стекла Саймона Шотта. Его матерью была Кэролайн Шотт. [3] С 1870 по 1873 год Шотт изучал химическую технологию в техническом училище в Аахене , а также в Вюрцбургском и Лейпцигском университетах . Он получил докторскую степень по химии в Йенском университете имени Фридриха Шиллера по специальности стекловедение. Его докторская диссертация называлась «Вклад в теорию и практику производства стекла» (1875). [4] [5] [6]
В 1879 году Шотт разработал новое стекло на основе лития , обладавшее новыми оптическими свойствами. Шотт поделился этим открытием с Эрнстом Аббе , профессором физики Йенского университета, чьи комментарии о стекле стимулировали интерес Шотта к этому предмету. [2] [7]
Недавно я изготовил стекло, в которое было введено значительное количество лития, и удельный вес которого был сравнительно невелик. Я подозреваю, что такое стекло будет демонстрировать превосходные оптические свойства, и поэтому я хотел узнать, не захотите ли вы или кто-нибудь из ваших коллег проверить его показатель преломления и дисперсию, чтобы определить, верно ли мое вышеизложенное предположение.
- Перевод письма от 27 мая 1879 г. [7]
Вскоре после того, как Шотт завершил свое формальное университетское образование, он осознал, что Аббе сформулировал недостатки стекла, которое было доступно в то время. Недостатки были особенно острыми в научных инструментах, для которых оптические характеристики стекла в линзах, таких как телескопы и микроскопы, имеют первостепенное значение. С научной точки зрения, по мере увеличения увеличения линз хроматическая аберрация становилась большой. Хроматическая аберрация приводит к тому, что оптическое качество визуального изображения становится зависимым от цвета света, что приводит к значительным ограничениям научного инструмента. [1] [8]
В ответ на научную провокацию Аббе Шотт начал систематическое исследование свойств стекла, поскольку свойства менялись в зависимости от химического состава. Шотт заменил один элемент другим, например, боратом и фосфатом часть кремнезема в стекле и заменив кислород фторидом. [2]
Письмо Шотта Аббе в 1879 году стало началом длительного сотрудничества между двумя учеными. [2] Аббе уже работал с производителем приборов Carl Zeiss над изготовлением стекла для микроскопов. Цейсс участвовал в трехстороннем сотрудничестве, тестируя улучшенные составы стекла, которые Шотт и Аббе обнаружили в реальных оптических инструментах, таких как телескопы. [2] В 1882 году Шотт переехал в Йену, где он мог более тесно сотрудничать с Аббе и Цейсом. [2]
Они создали виды стекла и исследовали их свойства, используя кремнезем, соду, поташ, известь, оксид свинца и 28 других элементов. Не имея теоретической основы для работы, они полагались на тщательные и систематические наблюдения и измерения. Добавление элементов, которые не оказывают прямого влияния на оптические свойства, может помочь исправить другие свойства стекла, такие как появление пятен на поверхности при воздействии воздуха. [2]
К 1886 году Шотт завершил тщательные исследования взаимоотношений структуры и свойств в составах стекла. В ходе этих исследований Шотт обнаружил, что показатель преломления стекла (важный для его способности функционировать как увеличительная линза) может быть независим от его хроматической аберрации. Таким образом, Шотт остановился на литийсодержащем стекле, которое могло работать близко к своему теоретическому пределу в научных инструментах, что было значительным достижением в оптических приборах, таких как микроскопия и астрономия. [1]
Освоив процесс мелкомасштабного перемешивания расплава, Шотт смог создать гомогенный продукт, показатель преломления и дисперсию которого можно было точно измерить и охарактеризовать. Путем систематических экспериментов он применил это для создания множества различных типов стекла. На основе своих экспериментов Шотт вместе с А. Винкельманом разработал первую модель состава-свойства для расчета свойств стекла . [2]
Шотт систематизировал химический состав значительного ряда составов стекол. Репрезентативные примеры сведены в таблицу.
В 1884 году вместе с доктором Эрнстом Аббе и Карлом Цейсом Отто основал Glastechnische Laboratorium Schott & Genossen (Лабораторию технологии стекла Schott & Associates) в Йене. Именно здесь в период с 1887 по 1893 год Шотт разработал боросиликатное стекло. Боросиликатное стекло отличается высокой устойчивостью к нагреву и значительной устойчивостью к тепловому удару, возникающему в результате резких изменений температуры, а также устойчивостью к разрушению при воздействии агрессивных химикатов. Этот тип стекла первоначально стал известен под торговой маркой Duran . Их коммерческое предприятие также продавало апохроматические линзы с низкой хроматической аберрацией и было основано на систематических исследованиях Шотта состава и свойств стекла. [1] [9] [10]
Шотт использовал боросиликатное стекло для изготовления лабораторных и медицинских принадлежностей, включая термометры, стеклянную посуду для лабораторного использования, флаконы с лекарствами и фармацевтические трубки. Шотт производил отечественную стеклянную посуду под торговой маркой Jenaer Glas. Он также производил термостойкие ламповые цилиндры для использования в газовом освещении . Газовые лампы накаливания Карла Ауэра были впервые проданы в 1894 году и стали прибыльным источником дохода для стекольного завода Шотта. [11] В конце 1890-х годов он также участвовал в электрификации промышленности в Йене. [12] Предприятие Шотта обладало почти монополией на глобальное оптическое стекло с момента его создания до начала Первой мировой войны . [2]
В 1919 году Schott & Associates стала полностью принадлежать Carl Zeiss Foundation, хотя в начале 21 века Schott & Associates была известна как Schott AG . [13] Бренд компании Schott стал ассоциироваться с высококачественной и специальной оптикой. [3]
По состоянию на 2020 год стеклянные флаконы от Schott AG использовались для вакцинации против заболевания COVID-19 . [14]
В 1917 году старший сын Отто Шотта, Рольф Шотт, погиб во время Первой мировой войны . Вскоре после этого сын Отто Эрих Шотт присоединился к Schott & Gen. [15] В 1926 году Отто Шотт ушел с активной работы в Schott & Gen. Вскоре после этого Эрих Шотт взял на себя обязанности Отто Шотта по управлению компанией. [16]
В 1909 году Шотт получил медаль Либиха от Ассоциации немецких химиков. [17] Отто-Шотт-штрассе в Йене, Германия, местонахождение дома Шотта, было переименовано в честь Шотта. В том же помещении находится Музей стекла Шотта. Оба можно посетить. Музей стекла Шотта демонстрирует достижения в области науки о стекле, начиная с инноваций Отто Шотта. [18]
С 1991 года Премия Отто Шотта за исследования вручается каждые два года заслуженным исследователям в области науки о стекле и керамике. Премия организована и финансируется Фондом Аббе Фонда Карла Цейса . [19]
