前言规则

麻省理工学院(MIT)《技术评论》最近发表了一份七个超过70的列表的七个创新者70岁以上。约翰·Goodenough发达随机存取存储器在1950年代,锂离子可充电电池在1970年代,在磁性、发现了一些基本规则,在2012年,发现了一个陶瓷阳极材料对固体氧化物燃料电池操作天然气会在名单上。没有惊喜。更令人惊讶的是,在92岁的时候,他不是名单上最古老的创新者——荣誉去查尔斯·汤斯诺贝尔奖获得者的发明者激光,显然仍让每天去实验室享年99岁。

当它是非常地令人印象深刻的前言在工程仍然持有一把椅子德克萨斯大学单身,他不是他的年龄。相反,它是一个研究的结合记录每天世界上几乎每个人都有利的,和他正在进行的研究过渡金属氧化物锂离子电池、氧渗透膜和燃料电池。

他的广泛的研究兴趣对他很难销一个标签。一个药剂师吗?一个物理学家?用他自己的话说,他是“材料科学家训练作为一种固态物理学家曾与固态化学家,比较之间建立桥梁材料工程、物理和化学的。

磁性研究

前言首次重大贡献科学当他制定一些基本规则的磁性,而他在美国政府资助的麻省理工学院林肯实验室在1950年代。他起草了现在称为Goodenough-Kanamori统治1955年。这是随后在1959年由Junjiro Kanamori调整,因此双桶。这条规则帮助合理化广泛的磁性材料定性水平。

他正在与磁性发展为数字计算机内存的目的。的林肯实验室第二次世界大战后由美国空军发展一个防空系统。当他于1952年加入实验室,一个集成的系统是由雷达、通信和数字计算机,只有16×16位静电存储管。前言与电气工程师开发亚铁磁性记忆核心的第一数字计算机的随机存取记忆体(RAM)。

一旦他的团队完成他们的项目与记忆核心,和工作记忆开始成为现实,前言,意料之中的是,损失了一半他的同事。但他在林肯实验室待了20年。第一12他集中在基本的研究固态化学和两个具有里程碑意义的书中写道:磁性和化学键在1963年发表的金属氧化物(Les氧化物des metaux de过渡)于1973年出版。

能源危机

然后在1970年代早期,美国政府裁定,联邦政府资助机构像林肯实验室应该他们的研究应用于具体的工程应用。任何支持基础研究的结束。这事就像第一次石油危机。汽油是限量供应1972年在美国(及其他地方),和司机在加油站排队。明智的,前言将他的注意力转向材料来实现节能,更高效的能量转换和电能存储。

他介绍了固体碱离子电解质和电池,后被要求坐在一个评估小组对福特汽车公司的一个项目。福特的研究人员正计划开发一个电动汽车和储能装置快速发现了钠离子传导在β氧化铝,多晶陶瓷。传统电池的电解液和两个固体电极,但在1967年,福特的团队开发了一个NaS与熔融钠电池正极,熔硫化合物作为阴极和β氧化铝陶瓷作为电解质。

前言开始关注钠离子导电性和储存能量。在其他项目中,他发现几个框架结构,支持快速的钠离子电导率。其中一个是Na_{1 + 3x}Zr₂(P_{1 -x}如果_xO₄)₃随后叫Na超离子导体Nasicon。

大约在这个时候,林肯实验室再次改变了其重点基金仅研究直接关系到空军。这并不适合前言的计划,所以他开始打算离开。

梦幻尖塔之城”建

1975年,前言是由皇家化学学会的邀请是他们纪念讲师,给他机会拜访几位英国大学必威手机登陆。1976年,牛津大学邀请他来领导他们的化学无机化学实验室。Goodenough几乎没有在他的简历,这是一个勇敢的决定由牛津。

他没有化学学位。正式化学教育入门课程基于定性化学在1940年在耶鲁大学的第一年,因为科学课程是必修的,除了文科学位——经典和数学——他选择了。他唯一的其他接触化学是有机化学的课程于1948年在芝加哥大学学习物理学。

前言毕业于他的第一个学位在战争结束之前,被称为成为空军气象学家。他的作用是提供预测,需要战术飞机还没来得及跨大西洋战争期间被发送。急流没有被发现,没有许多气象站,天气数据从英国常常被推迟。然而,前言设法计算预计到达时间(贱民)航班,战争的关键。有一次他清了清斯蒂芬森的一个空军基地的飞行,纽芬兰的艾森豪威尔将军(当时盟国最高统帅领先诺曼底登陆),他安全地降落在巴黎在六分钟内他的埃塔。

尽管美国空军希望Goodenough保持作为一个气象学家战后,前言回到美国从亚速尔群岛的一个帖子在芝加哥大学研究物理。美国政府支持归来的退伍军人在很多方面,包括上大学提供资金。完成博士学位后,他在林肯实验室提供了一个位置。

虽然这不是明显的开始一个牛津大学无机化学教授固态化学家是必需的,和前言与固态化学家在林肯实验室。

前言说他进化学的后门。在处理固态化学家他之间架起了一座桥梁和工程师,他们用他们的专业知识来设计实验来探索固体科学基础物理问题。

他的电池充电

从他在电池的工作后在林肯实验室Goodenough跟上进度从他的新家在牛津大学在这一领域。前言之前离开了牛津大学,斯坦利·惠廷汉姆,为能源公司工作埃克森美孚发表了一篇论文自然描述一个电池用锂阳极和二硫化钛阴极。电池有很高的能量密度,锂离子的扩散到二硫化钛阴极是可逆的,使电池充电。此外,二硫化钛还特别快的锂离子扩散进入晶格。

埃克森将其资源背后的商业化李/ LiClO₄/这₂电池。不幸的是,经过几个周期,在强氧化LiClO锂树突增长₄液态电解质、做空细胞和炸毁实验室。安全问题离开埃克森放弃该项目,但Goodenough很感兴趣。

1979年,他表明,通过使用锂钴氧化物作为锂离子可充电电池的阴极,可以实现高密度存储能量的阳极金属锂以外(这是要避免的,因为其趋势形成树突)。这一发现导致了碳材料的发展,允许使用稳定和可控的负电极的锂离子电池。

与同事在牛津,前言发达分层和尖晶石氧化物用于锂离子电池的阴极,使无线革命和电极反应的氧化物催化概念在室温和高温燃料电池。他的技术是用于第一个商业锂离子电池,索尼在1991年发布。

电池将这种阴极材料目前在世界范围内用于手机和其他便携式无线设备、电动工具、混合动力汽车、小型纯电动汽车,以及越来越多的电能存储风能和太阳能。

回家

加入牛津后10年,前言是64岁,开始考虑退休。或者,至少,其他化学家关注主席的职务在牛津大学无机化学开始考虑退役。令人高兴的是,与此同时邀请来自美国德克萨斯大学回到弗吉尼亚H Cockrell纪念椅子的工程。前言决定是时候他回到美国,他认为自从位置。

就在他抵达德克萨斯州,在1986年,在铜氧化物高温超导的发现是由诺贝尔奖得主Georg Bednorz和亚历克斯·穆勒。发现提醒Goodenough遇到不寻常的物理性质的交叉局部流动(金属)电子行为的过渡金属氧化物与钙钛矿相关结构,他在林肯实验室研究在1970年代之前,他的资金了。

发现是紧随其后的是一个请求的消息从一个在中国吉林大学物理学教授Goodenough承担1970年代一位博士生感兴趣的研究。学生,剑士周,适时邀请在铜氧化物超导体。前言非常感激是一个非常富有成效的合作与这个才华横溢的实验物理学家的今天仍然在他的实验室里,超过25年。

周说,他是荣幸在前言的实验室工作,灵感来自于他的书作为一个学生。但正如前言刚刚抵达德克萨斯州,并仍在招聘团队他需要创建他的实验室,周最初惊讶稀疏环境。“我有点失望当我来到他的实验室,我觉得这将布满精密仪器,“周回忆说。“约翰,一如既往地鼓励我做我认为是重要的,建立实验室我们今天,”他说。“我们一直享受理解大自然的秘密。约翰是那么精力充沛;他对科学的热情是像我这样的许多科学家的深刻影响。他是一名伟大的导师和同事。

可持续能源

任何想法,前言可能开始把事情简单一点现在他在他90年代,和花时间思考他的过去成就,显然是无稽之谈。他的大学简介目前列出了四个研究课题:过渡金属氧化物锂离子电池、燃料电池和氧气渗透膜。这些都是非常积极的利益。

在过渡金属氧化物,我感兴趣的基本问题的电子性能,“说前言,包括长程和短程磁和轨道的顺序局部电子和从局部的流动行为的转变。的三个进一步的研究主题分享他的长期目标:“[他们]涉及电化学技术,使过渡到可持续能源经济摆脱对化石燃料的依赖,”他说。在这些应用领域,他目前正在设计的电化学电池驱动的电动汽车和储存电能,风能、太阳能和核能的能量,在一个可逆的固体氧化物燃料电池从水生成氢气和碳中和发电。不足为奇Goodenough估计他目前发表论文约20年。

所有这些努力没有没有成就感。他赢得了许多奖项,美国国家科学奖章,斯塔克德雷伯奖和恩里科·费米奖。当然,他是市场普遍认为诺贝尔奖,他的名字做定期出现在列表的预测。他也有命名的奖项,尤其是RSC的约翰? B ?前言奖识别异常和材料化学领域的持续贡献。

很难想象如何成就列表一样的他可以离开Goodenough和时间之外的利益。,无论是过去还是现在,但他一直深感兴趣通过旅行了解其他文化。他还,因为他只有92,还喜欢登山。

Bea津贴是一个基于科学作家在剑桥,英国