ヘザー・C・アレン

ヘザー・セシル・アレンは、オハイオ州立大学のアレングループを率いる研究化学者であり化学教授です。アレンの研究は、特に水と空気が関係する界面現象に焦点を当てています。彼女の研究は、医療から気候変動まで幅広い分野に応用されています。彼女はまた、界面表面の検査のための非線形光学分光法と顕微鏡装置の開発も行っています。^[1]

アレンは150本以上の論文を発表しており、2024年5月時点でH指数は53であると報告されている。 ^[1]彼女は、2022年のアメリカ化学会化学物理学におけるアーヴィング・ラングミュア賞や2014年のアレクサンダー・フォン・フンボルト研究賞など、数々の賞を受賞している。^[2]アレンの水の構造に関する研究は、サイエンス誌の2004年のトップ10のブレークスルーのリストに掲載された。 ^{[3] [4] [5] [6]}

ヘザー・アレンは28歳でコミュニティカレッジのサドルバックカレッジに成人学生として入学した。環境科学に興味があった彼女は、科学奨学金財団のフェローシップを獲得し、カリフォルニア大学アーバイン校に編入して化学または化学工学の学位を取得することができた。^[7]彼女は1993年にカリフォルニア大学アーバイン校で化学の学士号を取得し、ノーベル賞受賞者のフランク・シャーウッド・ローランドとドナルド・R・ブレイクの下で研究助手として働いた。彼女は1997年にジョン・C・ヘミンジャーとバーバラ・J・フィンレイソン・ピッツの下で働き、物理化学の博士号を取得した。彼女の博士論文のテーマは「不均質大気化学における基礎表面プロセス：海塩（NaCl）と酸化物粒子化学への応用」であった。^[8]彼女は数々の賞やポスドク研究員を受賞し、オレゴン大学でジェラルディン・L・リッチモンドのもとでポスドク研究を行った。^[9]

ヘザー・アレンは2000年にオハイオ州立大学に環境化学の助教授として着任した。^[7]その後、化学・生化学科と病理学科の教授に就任。オハイオ州立大学のアレン・グループを率いている。^{[10] [11]}

彼女の研究は、基本的な界面現象、気体と液体、気体と固体、液体と固体の界面における分子組織と配向に焦点を当てています。 ^[10]彼女は特に、水性表面構造におけるイオンと分子の活動を理解することに興味を持っています。分子組織を理解することは、表面がどのように反応するかを理解する上で不可欠です。^{[12]彼女は化学反応メカニズムの研究では、}水、脂質、脂肪酸などを研究してきました。 ^{[10] [13]}

彼女の研究は、医学から気候変動まで、幅広い分野に関連しています。医学的には、水性表面構造は、細胞と身体への入り口として機能する細胞膜と皮膚表面の理解に特に関連しています。ベックマン若手研究者として、アレンは酸素と二酸化炭素の輸送を媒介するバリアとしての肺の生物物理学と、肺サーファクタントの重要性を研究しました。^[14]空気、脂質、水はすべて肺の表面で関与しています。肺胞内壁の分子は、肺が効率的に機能する上で重要であることがわかりました。^[15]

アレン氏はまた、がんの境界の検出に特に応用される生体膜の開発についても研究した。 ^[14]彼女のチームは、がん外科医が使用するための赤外線バイオマーカーと分子レベルの診断法の開発に取り組んでいる。^[16]

アレンの界面現象の研究は、地球物理学、地球化学、気候にも関連している。彼女の研究には、腐食に関与する表面でのイオンと鉱物の相互作用や、汚染物質と土壌の相互作用に関する研究が含まれる。[ 7 ^]

表面の粒子の影響は、海面の空気と水の挙動、および海洋の健康を理解する上で重要です。最近の研究では、蓄積されたイオンが海洋の表層に存在することが示されています。研究者は、高精度のレーザービームを使用して、界面領域でハロゲンイオンまたはハロゲン化物と周囲の水分子によって形成された構造を観察することができました。ヨウ化物や臭化物などのハロゲン化物は表面近くで発見され、^[4]この結果は、この問題に関する「常識」に異議を唱えるものでした。^[5] 塩化物イオンはより深いところで発見されました。 [ ^{4] [5]}ヨウ化物と臭化物は不安定で、他の化学物質と結合してオゾンを形成する傾向があります。^[4]これは、霧と海水のしぶきが、科学者がこれまで考えていたよりも化学的に反応性が高いことを意味します。アレンの研究結果は、大気化学者がオゾンの活動と気候変動のモデルを修正するきっかけとなるかもしれません。^{[4] [5]}

大気中に浮遊する粒子状物質である大気エアロゾルの挙動も気候変動に関連している。^[17]ヘザー・アレンは、気候と環境に対するエアロゾルの影響センター（CAICE）に所属し、大気エアロゾルの影響を研究する全国的な学際的研究者グループの一員である。^[18] アレンは、雷雨、落雷、および微小液滴が雲や霧に与える影響をより深く理解するために、雲系の表面とその電界を研究している。リサ・ヴァン・ルーンとともに、彼女は上層大気中にエアロゾルとして存在する硫酸とメタノールの挙動を調査した。これらは一緒になってメチル硫酸を形成し、水滴を引き寄せて雲の形成を促進する化合物である。硫酸は光と熱を反射するが、雲は光と熱を大気中に閉じ込める傾向がある。したがって、硫酸と大気温度の変化との相互作用は、当初考えられていたよりも複雑である。^[19]

「エアロゾルは気候変動の主な要因であり、大きな影響を及ぼします...その影響は、その組成、サイズ、表面特性、環境内の位置、特に光を散乱させる固有の能力、雲などによって決まります。これらはすべて変数です。」ヘザー・C・アレン^[18]

ヘザー・アレンとアレングループは、科学研究のための非線形光学分光法と顕微鏡法の機器の設計に携わっています。これらには、振動和周波発生（VSFG）分光法、^{[20] [21]}と広帯域和周波発生（BBSFG）分光法があり、気体と液体および固体の界面を調査するために使用されます。^{[22] [23]} レーザー技術は、超高速フェムト秒およびピコ秒レーザーパルスを使用して分子レベルの界面を調べ、表面領域内の化学種の配向と構造、つまり表面シグネチャを観察します。^{[24]使用および研究されているその他の技術には、偏光}ラマン分光法、赤外分光法、ブリュースター角顕微鏡法、および微分光吸収分光法があります。^{[25] [26] [27]}

• 2001年、リサーチコーポレーションより研究革新賞受賞^[28]
• 2002年、NSFキャリア賞^[29]
• 2003年、ベックマン若手研究者賞^[14]
• 2005年、アルフレッド・P・スローン研究フェローシップ^[30]
• 2006年、カミーユ・ドレフュス教師学者賞^[31]
• 2012年、アメリカ科学振興協会（AAAS）フェロー^[32]
• 2013年、化学科学分野でのキャリアを目指す女性を奨励するACS賞、カミーユ・アンド・ヘンリー・ドレフュス財団の支援^{[33] [34]}
• 2014年、アレクサンダー・フォン・フンボルト研究賞（ドイツ）^[2]
• 2015年、オハイオ州立大学大学優秀学者賞^[12]
• 2022年、アメリカ化学会（ACS）化学物理学におけるアーヴィング・ラングミュア賞^[35]