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"防弹纤维之母" - Stephanie Kwolek

 

    众所周知,杜邦™ Kevlar® 品牌芳纶纤维具有高强度(强度是同等质量钢铁的5倍)、耐磨、阻燃、耐化学物腐蚀等诸多优秀材料特性。Kevlar® 最为人熟知的用途是防弹背心、头盔和车辆装甲,为执法机关和军事人员提供第一道防线,被誉为“第一线的装甲卫士”。如今Kevlar® 已成为各种消费品和工业品不可或缺的原材料。它的身影无处不在:Kevlar®被广泛应用于消防服、工业防护服、车辆、光缆、矿用输送带、商用飞机和城市道路中;Kevlar® 也出现在众多消费品中,例如手机和轮胎,以及运动服装、配件及设备中。

    那么,您一定想知道,这种神奇的纤维是怎么来的呢?

    Kevlar®纤维的发明者是美国波兰裔女化学家、被称为“防弹纤维之母”的Stephanie Kwolek女士。Kwolek女士于1923年7月31日出生于美国匹兹堡,父母都是来自波兰的移民,父亲在她10岁时去世。1946年,Kwolek女士从卡内基梅隆大学的化学专业毕业,随即加入了杜邦公司,直至1986年退休,任职长达40年。她一生获得多项奖项,包括1995年进入美国发明家名人堂。

    1946年,年轻的Kwolek女士应聘了杜邦位于美国纽约水牛城的一个职位,面试她的是时任实验室要职的WilliamHale Charch (1898-1958),也就是著名的玻璃纸发明人,也是现在橡胶行业广泛使用的粘合剂配方RFL的发明人。面试完之后Charch博士表示两个星期之内会给她答复。但当Kwolek女士告诉他有另外一个职位的Offer正在等着她的回复,因此希望博士能尽快给她消息时,Charch博士当机立断,立刻录取了她。

Hale Charch博士和他发明的防水玻璃纸

    当时的Kwolek女士并非志在化工行业,而是希望能成为医生。她本来计划在杜邦公司工作一段时间,攒够学费就去学医。但在这个过程中,她却渐渐爱上了这份事业。

1965年是Kwolek女士在杜邦公司工作的第19个年头,她时任杜邦实验室助理,正在帮助团队寻找一种轻量级新型强力纤维用于制作轮胎以帮助汽车省油。当时她一直使用的是聚合物材料,但制作过程中意外地合成了一种独特的质地轻薄的乳状溶液。

    在Kwolek女士生前的一次采访中,她回忆道,当时她发现了一种新的溶剂,能够把高分子聚合物溶解成更稀的溶液。然后她说服了一位心存疑虑的同事,协助她一起把这种溶液纺成了丝,制成了Kevlar®纤维。“这种纤维非常坚韧,抗拉伸能力比之前所有的纤维都要强上许多倍。”

    Kwolek女士的导师和实验室主任意识到这一意外发现的意义和重要性:Stephanie Kwolek,这位年轻的女实验室助理正开启了高分子化学的一个新的领域。20世纪70年代初,这种高强度的材料被首次用在商业用途上,用于替代赛车轮胎中的部分钢丝,后来被用于制造防弹背心。

Kevlar®纤维的生产线

    伟大的科学家

    化工领域曾经被公认为是男人的天下,但Kwolek女士却用自己的杰出贡献改变了这一点。不仅如此,这位“防弹纤维之母”在名声大噪后仍十分低调,不愿过多接受媒体采访,并将功劳归于她的同事Herb Blades -干湿法纺丝的发明者,称该技术是确立Kevlar®生产技术的基础,有助于提高Kevlar®纤维的性能。Kwolek女士的谦逊品格与她的卓越发明一样耀眼夺目。


    2014年6月,Kwolek女士在美国特拉华州一家医院因病辞世,享年90岁。

    杜邦公司前CEO兼主席柯爱伦女士作为代表缅怀这位公司的功勋元老:“Kwolek女士发明的Kevlar® 纤维是一项卓越的成就,照亮了这位伟大科学家的职业生涯。她留下的遗产,拯救了数千人的生命。”

    而所有国外知名媒体在评价她的的生平时都用了“Pioneer”-“先锋”一词来形容她,并表示Kwolek女士为全人类留下了一笔无比珍贵的财富。