Agnes Pockels, een pionier in de oppervlaktekunde, revolutioneerde de scheikunde vanuit haar keuken met ingenieuze experimenten. Zonder formele opleiding inspireerde haar werk de vooruitgang in nanotechnologie en werd ze te laat erkend met een eredoctoraat in engineering.
Hoewel oppervlaktekunde klinkt als een mysterieus en verafgelegen onderwerp, speelt het een cruciale rol in ons dagelijks leven. Van de manier waarop afwasmiddelen vet van borden verwijderen tot de productie van chemicaliën en voedingsmiddelen, het is essentieel om te begrijpen hoe vloeistoffen aan het oppervlak reageren met gassen. Op deze spannende reis door de geschiedenis van de wetenschap ontmoeten we een pionier op dit gebied, Agnes Pockels, wiens werk de basis legde voor veel van de moderne gemakken die we als vanzelfsprekend beschouwen.
Een wetenschapper in haar eigen huis
De vroege jaren van Agnes Pockels werden gekenmerkt door aangeboren nieuwsgierigheid en een passie voor wetenschap. Ze werd in 1862 in Duitsland geboren en bracht haar jeugd door in een familiale omgeving waar het verkennen van kennis werd aangemoedigd. Ondanks haar gebrek aan formeel onderwijs had Agnes een diepe interesse om te begrijpen hoe de wereld om haar heen werkte. Deze nieuwsgierigheid leidde ertoe dat ze haar eerste experimenten thuis uitvoerde, met behulp van alledaagse keukenapparatuur en keukengerei. Het was precies deze combinatie van nieuwsgierigheid en vastberadenheid die haar ertoe bracht om als volwassene de oppervlakken van vloeistoffen en gassen te onderzoeken, wat het begin markeerde van een wetenschappelijke carrière die het begrip van oppervlaktewetenschap zou veranderen.
Door haar ingenieuze, zelfgemaakte experimenten opende Agnes Pockels de deur naar een nieuw begrip van de oppervlaktespanning van vloeistoffen, moleculaire monolagen en andere fenomenen op het grensvlak tussen vloeistof en lucht. Haar prestaties veranderden niet alleen de wetenschap, maar inspireerden ook generaties wetenschappers om de geheimen van oppervlakken te onderzoeken en deze kennis toe te passen om praktische oplossingen te creëren. Irving Langmuir won in 1932 zelfs de Nobelprijs voor Scheikunde dankzij het pad dat Agnes had gebaand.
Noodzaak werd vindingrijkheid
Op 20-jarige leeftijd bedacht ze een glijdende cuvet om de oppervlakte-eigenschappen van zeepwater en verwante stoffen kwantitatief te meten. Het ontwerp was een rechthoekige metalen cuvet gevuld met water, in twee delen verdeeld door een metalen strip. Een liniaal werd gebruikt om de positie van de strip te meten en zo de oppervlakte van elk deel van het bekken. Pockels plaatste een kleine schijf op het wateroppervlak en gebruikte een balans om de kracht te bepalen die nodig was om de schijf op te tillen. Zo kon hij de oppervlaktespanning rechtstreeks meten en de oppervlaktekrachten van mono-moleculaire films, de oppervlaktespanning van emulsies en oplossingen, het effect van onzuiverheden op de eigenschappen van water en sufactanten (stoffen die speciale eigenschappen hebben waardoor ze de oppervlaktespanning tussen twee vloeistoffen of tussen een vloeistof en een vaste stof kunnen verminderen) onderzoeken.
Pockels ontdekte dat kleine hoeveelheden onzuiverheden een groot effect konden hebben op de oppervlaktespanning van water, vergeleken met zuiver water. Hij bestudeerde met name zeepwater en ontdekte dat wanneer zeep in steeds grotere hoeveelheden werd toegevoegd, de oppervlaktespanning abrupt veranderde, wat de vorming van een mono-moleculaire laag zeepmoleculen op het wateroppervlak voorstelde. Dit gebied dat bezet wordt door één enkele molecule staat bekend als het “Pockels Punt” en leidde tot een belangrijke vooruitgang in het begrip van oppervlakken en hun belang in de moderne chemie en technologie.
Natuur’: haar eerste publicatie
In 1891, ongeveer tien jaar na haar eerste oppervlaktespanningsmetingen, hoorde Agnes Pockels dat Lord Rayleigh studies publiceerde over het effect van kleine hoeveelheden olie op het wateroppervlak, een onderwerp dat verwant was aan haar eigen onderzoek. Dus schreef ze een brief aan Lord Rayleigh waarin ze haar apparatuur en haar bevindingen beschreef. In een genereus gebaar deelde Lord Rayleigh zijn bevindingen met het tijdschrift Nature, waardoor het zijn eerste publicatie werd.
Aanvankelijk besteedde de wetenschappelijke wereld weinig aandacht aan Agnes Pockels. Hoewel ze een uitnodiging kreeg om het natuurkundig laboratorium aan de universiteit van Göttingen te gebruiken, kon ze deze niet aannemen vanwege haar gezinsverantwoordelijkheden, waaronder het runnen van het huishouden van haar broer Friedrich, die professor in de theoretische natuurkunde in Heidelberg was. Agnes stopte echter niet. Ze bleef haar onderzoek publiceren in Nature, in 1892 en 1894. Haar laatste grote publicatie was in 1933, over de hechting van vaste stoffen.
En toen kwam de erkenning
Pas na haar 70e verjaardag begon ze in haar geboorteland de erkenning te krijgen die ze verdiende. In 1932 verleende de Polytechnische Universiteit van Brunswick haareeneredoctoraat in engineering, waarmee ze de eerste vrouw was die een dergelijke eer in het vakgebied ontving.
Agnes Pockels stierf op 21 november 1935 in haar huis in Brunswick. Ondanks haar belangrijke bijdragen aan de wetenschap werd haar naam kort na haar dood grotendeels vergeten door de wetenschappelijke wereld. Zijn nalatenschap leeft echter voort als een voorbeeld van doorzettingsvermogen en uitzonderlijke wetenschappelijke prestaties.Oppervlaktewetenschap klinkt misschien als een mysterieus en verafgelegen onderwerp, maar speelt een cruciale rol in ons dagelijks leven. Van de manier waarop afwasmiddelen vet van borden verwijderen tot de productie van chemicaliën en voedingsmiddelen, het is essentieel om te begrijpen hoe vloeistoffen aan het oppervlak reageren met gassen. Op deze spannende reis door de geschiedenis van de wetenschap ontmoeten we een pionier op dit gebied, Agnes Pockels, wiens werk de basis legde voor veel van de moderne gemakken die we als vanzelfsprekend beschouwen.
