フレデリック・ガードナー・コトレル

フレデリック・ガードナー・コトレル
コトレル、1910年頃～1920年
第3代米国鉱山局長
在任期間 1920年～1920年
先行	ヴァン・H・マニング
後継者	H. フォスター ベイン
個人情報
生まれる	(1877-01-10)1877年1月10日カリフォルニア州 オークランド、米国
死亡	1948年11月16日(1948-11-16)（71歳）米国 カリフォルニア州バークレー
配偶者	ジェシー・メイ・フルトン ​ （ 1904年生まれ）
子供たち	2
母校	カリフォルニア大学バークレー校 ベルリン大学 ライプツィヒ大学(博士号)

フレデリック・ガードナー・コトレル（1877年1月10日 - 1948年11月16日）は、アメリカの 物理化学者、発明家、慈善家でした。彼は、大気汚染をなくすために考案された最初の発明の1つである電気集塵機の発明と、1912年以来科学研究に資金を提供している財団である科学振興研究法人を設立したことで最もよく知られています。

彼は1877年1月10日、カリフォルニア州オークランドで、シンシア（旧姓ダーフィー）とヘンリー・コトレルの息子として生まれた。両家ともアメリカ開拓時代に遡る著名な家系である。^[1]

コットレルの旺盛な好奇心は、若い頃から注目されていた。ある知人は「彼は教科書を小説のように読んでいた」と語っている。彼は16歳で高校を卒業し、カリフォルニア大学バークレー校に入学し、3年で卒業した。^[2]卒業後はオークランド高校で化学を教え、学費を貯めて（年収は1,200ドル）、正式な教育を受け続けた。1900年1月15日の日記には、「学校で昼食と校庭の手伝いをする週」と記されている。

当時、アメリカの科学者が大学院の研究を海外で行うのは一般的でした。そのため、コットレルは1900年7月にドイツの蒸気船ウェイスランド号に乗ってヨーロッパに出発し、イギリスに上陸して、ロンドンの「キャベンディッシュ研究所、ハイドパーク、ケンジントンガーデン、国会議事堂、ウェストミンスター寺院、水晶宮」 、オックスフォードの「ボドリアン図書館、シェルドニアン劇場、アシュモリアン美術館と考古学博物館」を訪問しました。

その後、彼はパリに行き、1900年に開催された万国博覧会を訪れた。この博覧会は、前世紀の功績を称え、次の世紀への発展を加速させる目的で企画された。そこでコットレルは新しいエッフェル塔を見て（「頂上へ行った」）、そして「古き良きパリ」を訪れた。8月11日の日記には、「南京虫のせいで午前5時に起きた。体を拭いて荷物をまとめ、部屋を変える準備をした」と記されている。

コットレルはパリからベルリンへ行き、ベルリン大学でヤコブス・ヘンリクス・ファントホフに師事し、1901年に上級学位を取得した。翌年、ファントホフは「化学力学の法則と溶液の浸透圧の発見による並外れた貢献が認められ」、史上初 のノーベル化学賞を受賞した。

コットレルはその後ライプツィヒ大学^[3]に移り、そこでヴィルヘルム・オストワルドに師事し、電解セルの隔膜を通るイオンの移動に対する電解質の逆流の影響についての理論的研究を行った。ライプツィヒに到着してから1か月後、コットレルは将来の妻ジェシー・フルトンに宛てた手紙の中で、「ベルリン滞在中に時々少し衰えていた昔の熱意がすっかり戻ってきており、試すことのできる計画が、これまでの2倍から4倍あることに気づきました。この変化は主に、私が再び自分の仕事に没頭できるようになり、多様な考えを持つ大勢の人々と接するようになったためだと思います」と書いている。コットレルはオストワルドとの仕事により、 1902年に博士号を取得した。オストワルドは1909年に ノーベル化学賞を受賞した。

コットレルは新しい言語の習得に苦労した。フランスでは、フランス語を話そうとする彼の努力はしばしば呆れた表情で迎えられた。彼のドイツ語は、ドイツの科学者に師事し、論文を書けるほどには上達したが、流暢とは程遠かった。間違いなくオストワルド（エスペラント語を研究し、ノーベル賞の収益を寄付して別の人工言語であるイド語を支援した）に触発されて、コットレルは異なる言語的背景を持つ話者のための世界共通語を確立する運動に興味を持つようになった。1924年、彼は国際補助言語協会の創設者の一人となった。

学位を取得したコトレルはカリフォルニアに戻り、カリフォルニア大学バークレー校で教鞭をとり始めました。1904 年の元旦、コトレルは植物学の授業で知り合った高校の同級生、ジェシー メイ フルトンと結婚しました。ジェシーは内気で虚弱な性格で、コトレルの情熱と尽きることのないエネルギーとは対照的でした。プロポーズの際、コトレルは「でも仕事が第一」という条件付きで愛を告白しました。2 度の困難な妊娠と 2 人の子供の死後、2 人は静かで孤独な生活に落ち着きました。2 人は互いに声を出して本を読んだり、旅行したり、講義や演劇を観劇したりして楽しんでいました。

1917年、コットレルはカリフォルニア大学バークレー校のアルファ・カイ・シグマのシグマ支部に入会した。 ^[4]

バークレーに戻って間もなく、コットレルは、大学から 20 マイル北にあるカリフォルニア州ピノール近郊のデュポン社の爆薬および酸製造施設でコンサルタント業務を開始した。デュポン社は、三酸化硫黄を水または希硫酸に泡立たせたときに形成される酸性の霧を沈殿させる問題に取り組みたいと考えていた。英国のサー・オリバー・ロッジが構想したものに似た電気的方法を使用して、コットレルは硫酸の霧を集める手段として静電集塵の実験を開始した。コットレルの研究の結果が静電集塵機であり、これは 19 世紀初頭の工場から噴出するフライアッシュ、ほこり、煙、酸性の霧、もやを集めることができる装置で、産業による大気汚染を制御するための主要な手段となった。コットレルは、信頼性の高い高電圧電源と、多くの小さな点からガスで満たされたチャンバー全体に電気エネルギーが漏れることを可能にする電極を開発することで、この装置を機能させた。 1906 年、硫酸ミストを放出する小さな実験装置に電流が流され、この概念が現実のものとなりました。最初の特許 (第 895,729 号) は 1908 年 8 月 11 日に発行されました。電気集塵機は今日でも産業廃棄物の流れから汚染物質を除去するための主要技術として残っています。

コットレルはビジネスマンではなかったが、この発明のビジネスとしての可能性を認識し、リサーチ・コーポレーションを設立して科学研究への資金提供に充てることにした。科学が政府や民間から日常的に資金提供を受けるようになる前の時代に、34歳のコットレルは、発明の主な受益者は科学であると決意した。静電集塵機の開発で彼と関わった人々は、この極めて異例の提案に同意し、コットレルは、集塵機を販売する可能性のある組織に特許を寄贈し、その収益を科学研究の資金に充てようと何度か試みた。カリフォルニア大学とスミソニアン協会が彼の申し出を断った後、コットレルは当時のスミソニアン協会長官チャールズ・ドゥーリトル・ウォルコットと協力して、科学における慈善事業を目的とする財団、リサーチ・コーポレーションを設立した。当初の取締役会は、学者、科学者、弁護士、銀行家で構成され、設立間もない組織の資金として合計10,100ドルを投資し、無報酬で役員を務めた。取締役会は、発明と特許を取得し、それを開発し、ライセンスに基づいて業界に提供し、すべての利益を基礎科学研究の調査支援に充てるというコトレルの目標を共有しました。1 年以内に、取締役会の投資はすべて返済され、集塵機事業が始まりました。コトレルは、おそらくこの慈善活動で最もよく知られています。

コットレルは、公務への信念と環境への愛から、 1911年に米国鉱山局に入局した。当時、鉱山局は鉱物資源に関する科学的研究を行う米国政府の主要機関だった。サンフランシスコに事務所を設立することから始め、コットレルはワシントンDCの局長を含むいくつかの役職で鉱山局に勤務した。気球や飛行船で使用するためのヘリウム製造の実験作業は1917年に米国鉱山局で始まり、コットレルは第一次世界大戦中にヘリウム製造を経済的に実現可能にする上で重要な役割を果たした。当時のヘリウム1立方フィートのコストは1,700ドルで、第一次世界大戦中に使用するには高額だった。1920年、コットレルは油井ガスからヘリウムを回収する安価な方法を模索し、1立方フィートあたりわずか1セントでヘリウムを商業的に利用できるようになった。

1921年、コットレルは鉱山局を離れ、国立研究会議の化学および化学技術部門の議長に就任した。1922年から1930年にかけて、彼は米国農務省の固定窒素研究所の所長を務めた。在職中、農務省はハーバー法のための実用的な触媒を開発した。コットレルは、第一次世界大戦中に政府がテネシー川沿いのマッスルショールズに建設した窒素工場の扱いについて勧告する責任を負っていた。戦後、生産は爆薬製造から肥料製造に転換され、政府が実験施設としてこの工場を運営し続けるというコットレルの勧告は、最終的にテネシー川流域開発公社の計画に組み込まれた。1930年に農務省の職を辞した後、彼は次の10年間、同省の顧問を務めた。

科学コンサルタントとして、コトレルは国内外の業界や学界で高く評価されていました。彼は広く旅行し、米国および海外の科学者と知り合い、新しいアイデアを見つけ出し、それに貢献する能力で特によく知られていました。コトレルは、リサーチ コーポレーションでの役員や取締役としての役職は辞退しましたが、終生アドバイザーとして活躍し続けました。リサーチ コーポレーションの初期の助成金の多くは、コトレルがその分野の「有力者」と見なした科学者に支給されました。その中には、アーネスト O. ローレンス(サイクロトロン)、イジドール ラビ(核磁気共鳴)、ロバート ヴァン デ グラーフ(ヴァン デ グラーフ発電機) などがいました。

コトレルのもう一つの「発明」はリサーチ アソシエイツ社で、1935 年 1 月 1 日に設立され、従業員は 10 名、オフィスはワシントン DC のアメリカン大学のキャンパス内にあった。リサーチ アソシエイツ社はリサーチ コーポレーションからの「助成金」で運営され、コトレルが別のリサーチ コーポレーションを設立しようとした努力の成果であり、やがてサービスと製品の収益によって自立することになる。そのプロジェクトには、ブラケット ヘッドライト、洗剤、フラー土の熱波焙煎、グレガー燃料電池、ロイスター ストーブと脱臭装置などがあった。

1948 年にコトレルが亡くなったときに書いた死亡記事の中で、ヴァネヴァー・ブッシュは次のように回想しています。「[リサーチ アソシエイツ] の目的は、科学的および社会的調査を実施し、科学的アイデアの完成とそれが国民生活に導入されるまでの時間差を可能な限りなくすことでした。リサーチ アソシエイツの活動期間である 1935 年から 1938 年は、最も刺激的な期間でした。」

多くの理由により、この組織は最終的に行き詰まってしまいました。1951 年 9 月 18 日付けの手紙で、当時リサーチ コーポレーションの社長であった JW バーカーは、次のように述べています。

「...リサーチ アソシエイツ社の主な問題は、この優秀で異質なプリマドンナのグループが、どんな研究でもそれがうまくいくかどうか判断できるほど長く続けることができないことです。特定の実験が開始された瞬間、特にコトレルを含め、誰もがその実験への興味を失ってしまったようです。他の実験について火花が散り始め、特に決定を下すことなく古い実験を放棄し、新しい火花を追いかけ始めました。」

コトレルは生涯を通じて鬱状態に悩まされた。リサーチ・アソシエイツ社の破綻は長く厳しい鬱状態をもたらし、それまで際限のないコトレルの情熱と情熱は衰えを見せることになった。

コトレルは窒素固定に長年興味を持っていたため、 1939年にウィスコンシン大学のファリントン・ダニエルズとの共同研究が始まりました。ダニエルズと仲間は、再生式ペブルベッド炉を使用した窒素固定の熱処理プロセスの開発に取り組んでいました。彼らは、それがハーバーのアンモニア合成法の安価な代替法となることを期待していました。このプロジェクトはコトレルの精神的再生に役立ちましたが、プロセスの開発はコトレルの死後まで完了しませんでした。

アメリカが第二次世界大戦に参戦したころ、コトレルは64歳でした。健康状態は悪化し、精神的にも疲れ果てていました。1944年、彼とジェスはカリフォルニア州パロアルトに家を購入し、引退しました。ジェシー・コトレルは1948年2月に亡くなりました。

1948 年 11 月 16 日、リサーチ コーポレーションの創設者であるフレデリック ガードナー コトレルは、母校であるカリフォルニア大学バークレー校で開催された 米国科学アカデミーの会議に出席中に亡くなりました。

その後、1948 年 11 月 29 日発行のタイム誌の「マイルストーン」欄に次のような死亡記事が掲載されました。

死去。カリフォルニア州生まれの化学者、発明家（コットレル電気集塵機）のフレデリック・ガードナー・コットレル博士、71 歳、心臓病のためカリフォルニア州バークレーにて。コットレル博士は 1912 年に科学の進歩を目的とした非営利団体として有名なリサーチ コーポレーションを設立し、自身の発明で得た収益 350 万ドルすべてをこの団体に支出することを許可した。

コトレルは亡くなりましたが、財団は彼のインスピレーションを引き継いでいます。2012 年、科学振興研究機構は、アメリカの主要な大学でキャリア初期の教師兼学者に資金提供して 100 周年を迎えました。コトレルは亡くなる直前に、「若者に賭けてください。彼らの成功は見込みが低いですが、中には報われる人もいます」と述べました。彼の投資は何千もの科学研究プロジェクトに資金を提供し、その多くは世界を変えました。

• 1919年化学工業協会パーキンメダル
• 1920年ウィラード・ギブス・メダル
• 1924年アメリカ鉱業・冶金・石油技術者協会金メダル
• 1937年アメリカ機械学会ホリーメダル
• 1938年アメリカ化学協会金メダル
• 1939米国科学アカデミー
• 1982年アルファカイシグマ殿堂入り^[4]
• 1992年全米発明家の殿堂

• 米国特許 866,843 –硫酸の製造、1907年
• 米国特許 895,729 – 浮遊粒子を気体から分離する技術 [電気集塵装置]、1908 年
• 米国特許 945,917 – 固体導体とガス間の電荷交換の実現、1910 年
• 米国特許 1,016,476 – ガスの精製、1912年
• 米国特許 1,035,422 – 気体から浮遊粒子を分離する装置、1912年
• 米国特許 1,067,974 – ガスへの電気放電方法、1913年

• コットレル方程式
• 電気集塵機
• 科学振興研究機構
• 2026 コトレル

• 米国科学アカデミー報告書、ワシントン DC: 米国科学アカデミー、1949 年
• キャメロン、フランク（1993）[1952]、コトレル：科学のサマリア人：科学者および発明家FGコトレルの伝記、アリゾナ州ツーソン：リサーチコーポレーション、ISBN 0963350420、OCLC  849847487
• コーネル、トーマス（2004）、研究法人の設立：20世紀初頭のアメリカにおける特許、慈善事業、組織的研究の事例研究、アリゾナ州ツーソン：研究法人、ISBN 0963350471、OCLC  56988198
• 「フレデリック・コトレルについて」。科学振興研究機構。2017年。
• 「フレデリック・ガードナー・コトレル」。化学遺産財団。2016年7月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。
• ブッシュ、ヴァネヴァー（1952）、フレデリック・ガードナー・コトレル、1877-1948：ヴァネヴァー・ブッシュの伝記（PDF）、ワシントン D.C.：米国科学アカデミー、OCLC  1026640536

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• 科学振興研究機構