СМЕЛЛИ Ричард

СМЕЛЛИ, РИЧАРД (Smalley, Richard) (р. 1943) (США). Нобелевская премия по химии, 1996 (совместно с Г.Крото и Р.Керлом).

Родился 6 июня 1943 в г. Экроне (штат Огайо), младшим из четырех детей. Отец, Франк Дадли Смелли часто менял места жительства и занятия: работал плотником, печатником, сотрудником издательства. Мать - Виргиния Роадс. Смелли было три года, когда семья переехала в Канзас-сити (штат Миссури), где он и вырос. В 1961 Смелли поступил учиться в Хоуп-колледж в Холланде (Мичиган), а для продолжения образования перевелся в Мичиганский университет в Энн-Арборе.

После окончания университета осенью 1965 начал работать химиком на заводе компании 'Шелл' по производству полипропилена в Вудбари (штат Нью-Джерси). Спустя два года перешел в Технический центр пластиков, расположенный там же, и занимался анализом полиолефинов и материалов, используемых в их производстве, модификации и переработке.

Его заинтересовала квантовая химия, и осенью 1969 он поступил в Принстонский университет, который закончил в 1971 и продолжил работу над диссертацией. Он оказался в группе спектроскописта Эллиота Бернстайна (Elliot Bernstein). Работа была связана с микроволновым спектральным исследованием кристаллов 1,3,5-триазина, гетероциклического аналога бензола. В 1973 защитил диссертацию.

Летом 1973 переехал в Чикагский университет для стажировки по исследованию молекул методом микроволнового двойного резонанса под руководством Дональда Леви (Donald Levy). Проблемой Смелли был спектр NO2, который выходил за рамки понимания. Однажды он прочел статью Я.Т.Ли (Нобелевский лауреат, 1986) о реакции между фтором и бензолом, в результате чего возникла идея об использовании ультразвукового расширения для замораживания NO2 до точки, когда занято только одно вращательное состояние. Им был построен прибор, и с его помощью уже 8 августа 1974 был зарегистрирован и интерпретирован спектр NO2.

Защитив диссертацию, летом 1976 Смелли переехал в Хьюстон, штат Техас, стал ассистентом профессора химического факультета университета Райса, где и остался, сначала профессором химии, а с 1991 - профессором физики.

В университете Райса уже существовала лазерная спектрометрия, налаженная Р. Керлом, а у Смелли был cозданный им прибор. Открытие фуллеренов с помощью этого аппарата состоялось в сентябре 1985. Нобелевская премия 'за открытие фуллеренов' была присуждена Смелли в 1996, вместе Р.Керлом и Г.Крото. Последнему принадлежала идея, что вокруг звезд-гигантов могут формироваться молекулы, построенные из длинных углеродных цепей.

Керл решил перейти от идеи к делу и для того, чтобы имитировать схожие условия в лаборатории, вступил в контакт с Р.Смелли. Тот еще в 1974 построил аппарат, в котором с помощью лазерного излучателя можно было испарить практически любой материал. С этим аппаратом он установил рекорд замораживания вращательного движения многоатомных молекул (0,17 К) и изобрел способ исследования спектра молекул в ультразвуковом потоке - резонансную двухфотонную ионизацию с масс-спектральным детектированием.

Смелли также разработал способ контроля над процессом группировки атомов в малые конгломераты, которые немедленно замораживались при ультразвукового расширения. Это впервые позволило замораживать в ультразвуковом потоке атомы любого элемента Периодической системы, создавая из них нанометровые частицы, состоящие из заданного числа атомов, и детально изучать их характеристики.

В течение недели в сентябре 1985 в Хьюстоне Керл, Смелли и Крото вместе со своими молодыми коллегами Джемсом Хисом (James Heath) и Шоном О'Брайеном (Sean O'Brien) смогли установить, что при испарении графита в инертной атмосфере тот способен переходить в очень прочные сферические структуры. Обычная величина сфер - 60 или 70 атомов углерода.

Они поняли, что можно включить атомы металла в фуллереновую ячейку и тем самым полностью изменить свойства металла. Первым таким металлом оказался редкоземельный элемент лантан. Фуллерен C60 способен легко принимать электроны и давать отрицательные ионы. Со щелочными металлами (например, калием) C60 образует новый сверхпроводящий кристаллический материал, состоящий из трехзарядного аниона и трех катонов калия (K3C60). Этот материал обладает сверхпроводящими свойствами при 19 K. Он способен обратимо принимать, а затем отдавать электроны, а потому фуллерены могут стать катализаторами химических процессов, заменив дорогие и токсичные металлы. За те годы, как фуллерены стали доступными, на их основе уже синтезированы тысячи соединений на их основе, и испытаны их химические, механические, электрические, оптические и биологические свойства.

Модификация метода приготовления фуллеренов позволила создавать самые маленькие в мире трубки из чистого углерода - нанотрубки. Эти трубки имеют чрезвычайно малый диаметр, примерно с нанометр. Такие трубки при необходимости можно закрыть с одного или обоих концов. Они смогут найти применения в электронике из-за их уникальных свойств. Последующие исследования Смелли проходят под девизом - 'если это не трубки, мы этим не занимаемся'.