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ロバート・フロイド・カール・ジュニア（1933年8月23日 - 2022年7月3日）は、ライス大学のピッツァー・シュランバーガー自然科学教授および化学教授を務めたアメリカの化学者であった。[ 1 ]彼は、リチャード・スモーリー（同じくライス大学）とサセックス大学のハロルド・クロトーとともに、ナノ材料バックミンスターフラーレン、ひいてはフラーレン類の発見により、1996年にノーベル化学賞を受賞した。
カールはアメリカ合衆国テキサス州アリスで生まれ、メソジスト派の牧師の息子だった。[ 2 ] [ 3 ]父親の宣教活動のため、家族はテキサス州南部と南西部で何度か引っ越し、カールの父親はサンアントニオ医療センターのメソジスト病院の設立に関わった。[ 4 ] [ 5 ]カールは、9歳の時にもらった化学実験セット が化学への興味のきっかけだったと語っており、硝酸が沸騰して母親の陶器製のストーブにこぼれて表面を汚してしまったことを覚えている。[ 6 ]彼はテキサス州サンアントニオのトーマス・ジェファーソン高校 を卒業した。[ 7 ] 彼の高校では化学の授業は1年間しかなかったが、最終学年で化学の先生から特別な課題を与えられた。[ 5 ]
カールは1954年にライス・インスティテュート（現在のライス大学）で化学の学士号を取得した。 [ 2 ] 彼は、同校の学術とフットボールチームの評判、そして当時授業料が無料だったことに魅力を感じていた。[ 5 ] 彼は1957年にカリフォルニア大学バークレー校で化学の博士号を取得した。 [ 2 ]バークレーでは、当時化学学部長だったケネス・ピッツァーの研究室で働き、彼とは生涯にわたる共同研究者となった。カールの大学院での研究は、ジシロキサンの結合角を決定するために赤外分光法を行うことであった。[ 4 ] [ 5 ]
カールはハーバード大学でEBウィルソンのもとで博士研究員として、マイクロ波分光法を用いて分子の結合回転障壁を研究した。 [ 5 ] その後、1958年にライス大学の教員となった。[ 4 ]彼はポラロイド社に就職するために退職するジョージ・バード教授の設備と大学院生を引き継いだ。[ 6 ]カールの初期の研究は二酸化塩素 のマイクロ波分光法に関するものであった。[ 5 ]彼の研究プログラムは実験と理論の両方を含み、主にマイクロ波分光法と波長可変レーザーを用いたフリーラジカル の検出と分析に焦点を当てていた。彼はこれらの観察結果を用いて、フリーラジカルの微細構造と超微細構造の理論、およびフリーラジカルの構造と反応速度に関する情報を開発した。[ 8 ]
カールのライス大学での研究は、赤外線およびマイクロ波分光法の分野に及んだ。[ 4 ] カールの研究は、リチャード・スモーリーがカールと共同研究する目的で1976年にライス大学に来るきっかけとなった。[ 9 ] 1985年、カールはハロルド・クロトーから連絡を受けた。クロトーは、スモーリーが製作したレーザービーム装置を使って、赤色巨星における炭素鎖の形成をシミュレートし研究したいと考えていた。スモーリーとカールは、以前にこの装置を使ってシリコンやゲルマニウムなどの半導体を研究していた。[ 4 ]彼らは当初、これらの半導体材料に関する実験を中断して、クロトーの炭素に関する実験に装置を使うことに抵抗があったが、最終的には折れた。[ 9 ]
彼らは確かに探していた長い炭素鎖を発見したが、炭素原子が60個ある予期せぬ生成物も発見した。[ 9 ] 11日間かけて、チームはその構造を研究し決定し、建築家バックミンスター・フラーが有名だったジオデシック・ドームとの類似性に着目して、バックミンスター・フラーレンと名付けた。[ 10 ]この発見は、質量分析計上の単一の顕著なピークのみに基づいており、化学的に不活性で幾何学的に閉じており、ダングリングボンドがないことを示唆していた。[ 11 ]カールは、装置内の炭素蒸気の最適条件を決定し、分光計を調べる責任を負っていた。[ 4 ] カールは、ジェームズ・R・ヒースとショーン・C・オブライエンは、スモーリーとクロトーと同等の評価に値すると指摘した。[ 5 ] この種の分子の存在は以前にも他の人によって理論的に提唱されていたが、カールと彼の同僚は当時それを知らなかった。その後の実験で彼らの提案した構造が確認され、チームは中空の炭素殻の中に金属原子を持つ内包型フラーレンの合成に取り掛かりました。 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]バックミンスターフラーレンが最初に発見された分子群である フラーレンは、現在、ナノ材料や分子スケールのエレクトロニクスへの応用が期待されています。[ 9 ]ロバート・カールが同僚の H. クロト、JR ヒース、SC オブライエン、RE スモーリーと共に発表した 1985 年の論文「C60: バックミンスターフラーレン」は、アメリカ化学会の化学史部門から化学ブレークスルー賞を授与され、2015 年にライス大学に贈呈された。[ 16 ] [ 17 ]フラーレンの発見は、2010 年にアメリカ化学会によってテキサス州ヒューストンのライス大学にあるリチャード E. スモーリー ナノスケール科学技術研究所が国立歴史化学ランドマークに指定され、認められた。 [ 18 ]
1996年にノーベル賞を受賞した後、カールはナノテクノロジーの熱心な提唱者となったスモーリーや、その名声を利用して科学教育への関心を深めたクロトーとは異なり、静かな道を歩み、「ノーベル賞を受賞した後は、科学の偉人になるか、新しい科学プロジェクトのアイデアを持って、新たに得た名声を利用してそれを実行するためのリソースを得るか、あるいは『私は自分がやってきたことを楽しんでいるので、それを続けたい』と言うかのどちらかです」と述べている。[ 6 ]その謙虚さに忠実に、ノーベル賞発表後、ライス大学の学長から何が欲しいかと尋ねられたとき、彼は自分のオフィスと研究室の近くに自転車ラックを設置してほしいと頼んだ。[ 19 ]
カールが後に研究対象とした分野は、物理化学、DNA遺伝子型判定およびシーケンス解析装置の開発、量子カスケードレーザーを用いた微量ガス用光音響センサーの開発などであった。[ 20 ]彼はライス大学の学生寮生活において、ロベット・カレッジの初代寮長として知られている。[ 21 ]
カールは2008年に74歳で引退し[ 6 ] 、ライス大学の名誉教授、ピッツァー・シュルンベルガー自然科学名誉教授、化学名誉教授となった[ 1 ] [ 8 ] 。
カールは1955年にジョネル・ウィップルと結婚し、2人の子供をもうけた。彼は自転車でオフィスや研究所に通い、毎週ライス・ブリッジ・ブリゲードでブリッジをプレイしていた。カールは2022年7月3日にヒューストンで88歳で亡くなった。[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 19 ]
学術論文：
技術報告書：