オットー・ショット

オットー・ショット
生まれる	( 1851-12-17 )1851年12月17日 ヴィッテン、ドイツ
死亡	1935年8月27日（1935-08-27）（83歳） ドイツ、イエナ
国籍	ドイツ語
母校	フリードリヒ・シラー大学イェーナ
知られている	ガラスの組成と特性の体系的な調査ホウケイ酸ガラス の発明
受賞歴	リービッヒメダル（1909年）
科学者としてのキャリア
フィールド	ガラス科学
機関	フリードリヒ・シラー大学 イエナ ショット AG

フリードリヒ・オットー・ショット（1851年 - 1935年）は、ドイツの 化学者、ガラス技術者、ホウケイ酸ガラスの発明者でした。ショットは、ガラスの化学組成とその特性の関係を体系的に調査しました。このようにして、彼はガラス特性に関する基本的な問題を解決し、理論的限界に近い光学特性を持つ組成を特定しました。ショットの発見は、顕微鏡や光学天文学の光学における大きな進歩でした。^[1]彼の研究は、「ガラス組成の歴史における分水嶺」と評されています。^[2]

ショットは窓ガラス職人シモン・ショットの息子で、母親はカロリーネ・ショットであった。^[3] 1870年から1873年まで、ショットはアーヘン工科大学、ヴュルツブルク大学、ライプツィヒ大学で化学技術を学んだ。イエナのフリードリヒ・シラー大学でガラス科学を専攻し、化学の博士号を取得した。博士論文のタイトルは「ガラス製造の理論と実践への貢献」（1875年）であった。^{[4] [5] [6]}

1879年、ショットは新しい光学特性を持つリチウムベースの新しいガラスを開発した。ショットはこの発見をイエナ大学の物理学教授エルンスト・アッベと共有した。アッベのガラスに関するコメントはショットのガラスに対する興味を刺激した。^{[2] [7]}

私は最近、相当量のリチウムを導入し、比重が比較的低いガラスを製造しました。このようなガラスは優れた光学特性を示すと思われますので、あなたまたはあなたの同僚の方に、屈折率と分散をテストしていただき、上記の私の推測が正しいかどうか判断していただけないでしょうか。

—  1879年5月27日付の手紙の翻訳。^[7]

ショットは大学での正式な教育を終えて間もなく、当時入手可能なガラスの欠陥をアベが明確に指摘していたことに気付いた。その欠陥は、望遠鏡や顕微鏡などのレンズのガラスの光学性能が最も重要となる科学機器では特に深刻だった。科学的には、レンズの倍率が上がると色収差が大きくなる。色収差により、視覚画像の光学品質が光の色に依存するようになり、科学機器に大きな制限が生じる。^{[1] [8]}

アッベの科学的挑発に応えて、ショットはガラスの特性が化学組成によって異なるという体系的な研究を始めた。ショットはガラス中の二酸化ケイ素の一部をホウ酸塩とリン酸に、酸素をフッ化物に置き換えるなど、ある元素を別の元素に置き換えた。^[2]

1879年にショットがアッベに送った手紙は、二人の科学者の長い共同作業の始まりとなった。 ^[2] アッベはすでに顕微鏡用ガラスの製造で機器メーカーのカール・ツァイスと協力していた。ツァイスは、ショットとアッベが望遠鏡などの実際の光学機器で特定した改良ガラス組成をテストすることで、三者共同作業に参加した。^[2] 1882年、ショットはイエナに移り、そこでアッベとツァイスとより緊密に協力するようになった。^[2]

彼らはシリカ、ソーダ、カリ、石灰、酸化鉛、その他28種類の元素を使ってさまざまな種類のガラスを作り、その特性を調べました。この研究には理論的根拠がなかったため、彼らは慎重かつ体系的な観察と測定に頼りました。光学特性に直接影響しない元素を加えることで、空気にさらされたときに表面にシミができるなどのガラスの特性を修正できる可能性があります。^[2]

1886年までに、ショットはガラス組成の構造と特性の関係について徹底的な調査を完了しました。これらの調査を通じて、ショットはガラスの屈折率（拡大レンズとして機能する能力に重要）を色収差から切り離すことができることを発見しました。このようにして、ショットは科学機器の理論限界に近い性能を発揮できるリチウム含有ガラスに落ち着きました。これは顕微鏡や天文学などの光学機器に大きな進歩をもたらしました。^[1]

小規模の溶融撹拌プロセスを習得することで、ショットは屈折率と分散を正確に測定して特性評価できる均質な製品を作り出すことができました。彼は体系的な実験を通じて、これをさまざまな種類のガラスの作成に応用しました。彼の実験に基づいて、ショットはA.ウィンケルマンと協力して、ガラス特性を計算するための最初の組成特性モデルを開発しました。^[2]

Schott は、広範囲のガラス組成の化学組成を体系化しました。代表的な例を表にまとめました。

1884年、オットーはエルンスト・アッベ博士およびカール・ツァイスと共同で、イエナにショット・アンド・アソシエイツ・ガラス技術研究所を設立した。1887年から1893年にかけて、ショットはここでホウケイ酸ガラスを開発した。ホウケイ酸ガラスは、耐熱性が高く、急激な温度変化による熱衝撃にかなり強く、腐食性化学物質にさらされても劣化しにくいという特徴がある。このタイプのガラスは当初、デュランというブランド名で知られていた。彼らの事業は、色収差の少ないアポクロマートレンズの商品化も行っており、これはショットのガラスの組成と特性に関する体系的な研究に基づいていた。^{[1] [9] [10]}

ショットはホウケイ酸ガラスを使用して、温度計、実験室用ガラス器具、薬瓶、医薬品チューブなどの実験室用品や医療用品を製造した。ショットは「イエナグラス」というブランド名で家庭用ガラス器具を製造した。また、ガス照明用の耐熱ランプシリンダーも製造した。カール・アウアーの白熱ガスランプは1894年に初めて販売され、ショットのガラス工場の大きな収入源となった。^[11] 1890年代後半には、イエナの産業の電化にも携わった。^{[12]ショットの企業は、設立当初から}第一次世界大戦が始まるまで、世界の光学ガラスをほぼ独占していた。^[2]

1919年、ショット＆アソシエイツはカールツァイス財団の完全所有となったが、21世紀初頭にはショットAGとして知られている。^[13]ショット社のブランドは、高品質で特殊な光学機器と結び付けられるようになった。^[3]

2020年現在、Schott AG製のガラス製バイアルがCOVID-19のワクチン接種に使用されている。^[14]

1917年、オットー・ショットの長男ロルフ・ショットが第一次世界大戦で戦死した。その後まもなく、オットーの息子エーリッヒ・ショットがショット・アンド・ジェン社に入社した。 ^[15] 1926年、オットー・ショットはショット・アンド・ジェン社での現役を引退した。その後まもなく、エーリッヒ・ショットがオットー・ショットの経営責任を引き継いだ。^[16]

1909年、ショットはドイツ化学者協会からリービッヒメダルを受賞した。 ^[17] ドイツのイエナにあるショットの自宅があったオットー・ショット通りは、ショットに敬意を表して改名された。同じ敷地内にショットガラス博物館があり、どちらも訪れることができる。ショットガラス博物館では、オットー・ショットの革新から始まるガラス科学の発展が展示されている。^[18]

オットー・ショット研究賞は1991年以来、ガラス科学とセラミックス科学の分野で功績のあった研究者に2年ごとに授与されています。この賞はカールツァイス財団のアッベ基金によって運営され、資金援助を受けています。^[19]

ウィキメディア・コモンズには、オットー・ショットに関連するメディアがあります。

• ショット社アーカイブ、ドイツ、イエナ
• 「フリードリヒ・オットー・ショット」、ファミリーサーチ