Степанія Л. Кволек (31 липня 1923 — 18 червня 2014) була польсько-американською хімікинею, відомою як винахідниця кевлару, тобто полі-пара-фенілен терефталаміду. Її кар’єра в компанії «Дюпон» тривала понад 40 років. За видатні технічні досягнення вона була відзначена Медаллю Лавуазьє компанії «Дюпон» і до 2021 року залишалася єдиною жінкою серед працівниць компанії, яка отримала цю нагороду. У 1995 році її внесли до Національної зали слави винахідників, де вона стала четвертою жінкою серед удостоєних. Також вона отримала Національну медаль технологій, Премію ІРІ за досягнення та Медаль Перкіна за роботи з полімерної хімії. Народилася в Нью-Кенсінґтоні, штат Пенсільванія, у родині польських іммігрантів. Інтерес до науки в неї сформувався ще в початковій школі, а вплив батька, Джона Кволека, та матері, Неллі Зайдель, відіграв важливу роль у її ранньому розвитку.
- Яких професійних відзнак досягла Стефані Л. Кволек за свою роботу в хімії полімерів?
- Як минули дитинство й освіта Степані Л. Кволек та що вплинуло на її вибір професії?
- Як Стефані Л. Кволек почала працювати в «Дюпон»?
- Як Степанія Л. Кволек працювала в компанії «Дюпон» і які матеріали вона розробила?
- Як розвивалася робота Стефані Л. Кволек над кевларом у компанії «Дюпон»?
- Як Стефанія Л. Кволек підтримувала участь жінок у науці та освіті?
- Які нагороди та відзнаки отримала Степані Л. Квелек за свою наукову діяльність?
- Чим займалася Степані Л. Кволек після виходу на пенсію?
Кар’єра в «Дюпон» і визнання
Стефані Л. Кволек, польсько-американська хімікиня, пов’язала свою професійну діяльність із компанією «Дюпон» більш ніж на 40 років. Саме в цей період вона винайшла кевлар, тобто полі-пара-фенілентерефталамід, що стало найвідомішим результатом її наукової роботи. За видатні технічні досягнення вона була нагороджена медаллю Лавуазьє компанії «Дюпон». До 2021 року Кволек залишалася єдиною жінкою серед працівників компанії, яка отримала цю відзнаку. У 1995 році її внесли до Національної зали слави винахідників, і вона стала четвертою жінкою, удостоєною цього визнання. Окрім цього, за роботи в галузі хімії полімерів вона отримала Національну медаль технології, Премію ІРІ за досягнення та Медаль Перкіна.
Дитинство та освіта
Степані Л. Кволек народилася 1923 року в Нью-Кенсінгтоні, штат Пенсільванія, в родині польських іммігрантів і була однією з двох дітей. Вона навчалася в початковій школі, де класи для двох різних класів були об’єднані в одному приміщенні. Її любов до науки почала формуватися ще в початковій школі. Коли Степані було десять років, помер її батько Джон Кволек, який за покликанням був натуралістом. У дитинстві вони проводили разом багато годин, досліджуючи природу: гуляли лісом, збирали рослини та спостерігали за тваринами для альбому-скрапбука. Пізніше вона пов’язувала свій інтерес до науки саме з батьком, а інтерес до моделювання одягу — з матір’ю Неллі Зайдель, яка працювала швачкою. Саме мати переконала її обрати медицину, сказавши, що для кар’єри в моді вона занадто перфекціоністка. Степані планувала стати лікаркою, а тимчасову роботу, пов’язану з хімією, шукала, щоб оплатити навчання в медичній школі. У 1946 році вона здобула ступінь бакалавра наук із хімії в коледжі Маргарет Моррісон при Університеті Карнеґі — Меллона.
Робота в «Дюпон»
У 1946 році Вільям Гейл Чарч запропонував Стефані Л. Кволек посаду на підприємстві «Дюпон» у Баффало, штат Нью-Йорк. Під час співбесіди доктор Чарч повідомив їй, що компанія зв’яжеться приблизно за два тижні щодо наступного етапу відбору, але водночас продиктував їй лист із пропозицією роботи просто під час зустрічі. Кволек планувала працювати в «Дюпон» лише тимчасово, щоб заробити гроші на подальше навчання.
У той час «Дюпон» шукав нафтополімерне волокно, легше й зносостійкіше за сталь, для використання в радіальних шинах. Компанія мала вакансії, бо багато чоловіків перебували за океаном і воювали в Другій світовій війні. Водночас «Дюпон» уже представив нейлон незадовго до війни, що відкрило шлях до кількох текстильних застосувань. Друга світова війна також підкреслила потребу в легкій, придатній до носіння броні для захисту людей і техніки, тоді як сталь залишалася єдиним доступним броньовим матеріалом, але була надто важкою для носіння солдатами.
Робота в «Дюпон» і відкриття нових волокон
У компанії «Дюпон» Степанія Л. Кволек вирішила присвятити хімію справі всього життя, оскільки її захопили дослідження полімерів. У 1950 році її дослідницьку групу перевели до Вілмінгтона, штат Делавер. Під час роботи вона неодноразово зверталася до пошуку нових полімерів і процесів конденсації, що відбуваються за нижчих температур, близько 200 °C. Вона використовувала процес розплавної конденсаційної полімеризації для одержання нейлону за температур понад 250 °C, а згодом розробила низькотемпературні процеси поліконденсації із застосуванням дуже швидкореагуючих проміжних сполук для створення полімерів, які розкладаються вище 350 °C.
У 1950-х і 1960-х роках Кволек працювала з арамідами, або ароматичними поліамідами, під керівництвом наукового співробітника Пола В. Моргана. Вона визначила розчинники та умови полімеризації, придатні для одержання полі-м-феніленізофталаміду, який у 1961 році було випущено як вогнестійке волокно під торговою назвою Номекс. Пізніше вона поширила свої дослідження на полі-п-бензамід і полі-п-фенілен-терефталамід, використовуючи в розчині впорядковані стрижнеподібні молекулярні структури. Із цих полімерів вона пряла волокна з незвичною жорсткістю та міцністю на розрив. Саме вона винайшла полімер полі-п-фенілен-терефталамід, який комерційно випустили під назвою Кевлар.
У 1964 році Кволек почала шукати легке й міцне волокно для заміни сталі, що використовувалася в шинах. Під час цієї роботи вона отримала рідкокристалічний розчин із надзвичайно низькою в’язкістю, каламутний, опалесцентний при перемішуванні та схожий на пахту, але при цьому повністю фільтрований через фільтр з дрібними порами. Її відкриття привело до створення нового волокна, міцнішого за нейлон і такого, що не рвалося б там, де нейлон зазвичай руйнувався б.
За 40 років роботи в «Дюпон» вона подала 28 патентів, зробила внесок у створення таких продуктів, як Спандекс (Лайкра), Номекс і Каптон, а також у 1959 році отримала премію Американського хімічного товариства за публікацію. У 1985 році вона разом із колегами запатентувала метод одержання полімерів ПБО і ПБТ. Після виходу на пенсію в 1986 році Кволек продовжувала працювати консультанткою «Дюпон», а в 1995 році стала першою жінкою, яка отримала медаль Лавуазьє компанії за наукові дослідження.
Дослідження кевлару в «Дюпон»
Під час роботи в компанії «Дюпон» Стефані Л. Кволек установила, що кевлар за масою у п’ять разів міцніший за сталь. Її керівник і директор лабораторії зрозуміли значення цього відкриття. До 1971 року в «Дюпон» було запроваджено сучасний кевлар. Пізніше вона з’ясувала, що волокна кевлару можна зробити міцнішими за допомогою термообробки. Вона також досліджувала термотропні похідні кевлару, що містили аліфатичні та хлорні групи. Водночас Кволек не була значною мірою залучена до розроблення практичних застосувань кевлару. Коли старші менеджери «Дюпон» призначили окрему групу для різних напрямів роботи з кевларом, вона продовжила дослідження його похідних. Патент на кевлар вона передала «Дюпон» і не отримала прибутку від продукції компанії на основі кевлару.
Підтримка жінок у науці та освітня спадщина
У середині XX століття Стефанія Л. Кволек була однією з небагатьох жінок-хіміків, які працювали в компанії «Дюпон». Вона публічно говорила про труднощі, з якими стикалася в чоловічому професійному середовищі, і прагнула заохочувати молодих жінок обирати кар’єру в науці. Її діяльність була спрямована на розширення участі жінок у науці, технологіях, інженерії та математиці, а також на ширше залучення представників недопредставлених груп до науково-технічних професій.
Після виходу на пенсію вона добровільно наставляла студентів і виступала з лекціями про хімію по всій країні. Щоб зацікавити молодшу аудиторію, вона демонструвала експерименти, зокрема трюк із нейлоновою мотузкою, і допомагала робити науку зрозумілішою для школярів і студентів. Вона також співпрацювала з Національною академією наук і Національною дослідницькою радою США, сприяючи різноманітності в наукових дисциплінах та радячи щодо політики наукової освіти через роботу з науковими організаціями. Крім того, вона брала участь у панелях, присвячених інноваціям і ролі жінок у дослідженнях. Її ім’ям названа Премія Стефанії Л. Кволек, заснована Королівським хімічним товариством і призначена для відзначення видатного внеску в хімію матеріалів учених із-за меж Сполученого Королівства. Її життя й кар’єру вивчають у класах як приклад наполегливості, інтелектуальної строгості та представництва в науці.
Нагороди, визнання та спадщина
У 1980 році Степані Л. Квелек отримала Премію хімічного піонера від Американського інституту хіміків, а також Відзнаку за творче винахідництво від Американського хімічного товариства. У 1981 році їй присудили почесний ступінь Вустерського політехнічного інституту, а в 1995 році — Медаль Лавуазьє компанії «Дюпон» за видатне технічне досягнення за відкриття кевлару. Того ж року її внесли до Національної зали слави винахідників. У 1996 році вона отримала Національну медаль технологій і Премію досягнення ІРІ, а в 1997 році — Премію Перкіна від Американського хімічного товариства. У 2001 році Карнегі-Меллонський університет присудив їй почесні ступені, а в 2003 році її ввели до Національної зали слави жінок. У 2014 році Квелек була єдиною жінкою-співробітницею, яка отримала Медаль Лавуазьє компанії «Дюпон». Її відкриття принесло компанії «Дюпон» кілька мільярдів доларів доходу, не давши їй прямої фінансової вигоди. У 2019 році журнал «Тайм» включив її до переліку 89 нових обкладинок, присвячених жінкам року, починаючи з 1920 року. Королівське хімічне товариство також заснувало дворазову премію «Премія Степані Л. Квелек» для відзначення виняткового внеску в хімію матеріалів науковців з-поза меж Великої Британії та назвало її однією зі своїх 175 облич хімії.
Пізні роки та науково-освітня діяльність
Упродовж 40 років як наукова дослідниця Степані Л. Кволек отримала 17 патентів. У 1986 році вона вийшла на пенсію з посади наукової співробітниці компанії «Дюпон», але й надалі певний час консультувала цю компанію. У пізні роки вона також працювала в Національній дослідницькій раді та Національній академії наук. Після виходу на пенсію Кволек присвятила себе науковій освіті та популяризації науки: вона регулярно відвідувала класи, демонструвала хімічні експерименти й заохочувала учнів до вивчення науки. Особливу увагу вона приділяла тому, щоб спонукати молодих дівчат обирати кар’єру у галузях СТЕМ. Вона залишалася активною в професійних організаціях, які підтримували жінок у науці, та наставляла молодих хіміків на початку їхньої кар’єри. Кволек також продовжувала писати про наукові демонстрації й зберігала інтелектуальну активність до самої смерті. Вона сповідувала католицизм. Померла 18 червня 2014 року у віці 90 років у Таллівіллі, штат Делавер; похорон відбувся в католицькій церкві Святого Йосифа-на-Брендівайн у Грінвіллі, Делавер.
