캐서린 블로젯

캐서린 버 블로젯(영어: Katharine Burr Blodgett, 1898년 1월 10일~1979년 10월 12일)^[2]은 제너럴 일렉트릭에서 근무하면서 "투명" 또는 무반사 유리를 발명한 것을 비롯하여 표면화학 분야의 연구로 잘 알려진 미국의 물리학자이자 화학자이다. 1926년 케임브리지 대학교에서 물리학 박사 학위를 받은 최초의 여성이었다.^[3]

캐서린 버 블로젯
실험실에서 장비를 시연하고 있는 모습(1938년)[1]
출생	1898년 1월 10일(1898-01-10) 미국 뉴욕주 스키넥터디
사망	1979년 10월 12일(1979-10-12)(81세) 미국 뉴욕주 스키넥터디
성별	여성
경력	표면화학 반사 방지 코팅 랭뮤어-블로젯 필름 랭뮤어-블로젯 트로프
직업	물리학자 발명가 화학자
고용주	제너럴 일렉트릭
친척	캐서린 블로젯 게비 (조카)
상훈	가반-올린 메달 (1951) 미국 발명가 명예의 전당

초기 생애

1898년 1월 10일 뉴욕주 스키넥터디에서 캐서린 부캐넌(버)과 조지 레딩턴 블로젯의 둘째 자녀로 태어났다. 그의 아버지는 제너럴 일렉트릭의 변리사였고 그 부서를 이끌고 있었다. 블로젯이 태어나기 직전 집에 강도가 침입해서 총에 맞고 사망했다. GE는 살인범의 체포와 유죄 판결에 5,000달러의 현상금을 걸었지만^[4] 용의자는 뉴욕주 세일럼의 감옥에서 목을 매 자살했다.^[5] 그녀의 어머니는 남편의 죽음 이후 재정적으로 안정되어, 캐서린이 태어난 직후 캐서린과 그녀의 아들 조지 주니어와 함께 뉴욕시로 이사했다.

1901년, 캐서린의 어머니는 아이들이 이중 언어를 구사할 수 있도록 가족과 함께 프랑스로 이주했다. 그들은 그곳에서 몇 년을 살았고, 1년 동안 뉴욕으로 돌아와 캐서린은 새러낵 레이크에서 학교를 다녔으며, 그 후 독일을 여행했다.^[6] 1912년 블로젯은 가족과 함께 뉴욕시로 돌아와 뉴욕시 레이슨 학교에 다녔다.

교육

블로젯의 어린 시절은 뉴욕과 유럽을 오가며 지냈고, 8살이 되어서야 학교에 등록했다.^[7] 뉴욕시의 레이슨 학교를 다닌 후 장학금을 받고 브린마 칼리지에 입학했으며, 그곳에서 특히 두 명의 교수, 즉 수학자 샬럿 앵거스 스콧과 물리학자 제임스 반스에게 영감을 받았다.^[7]

1917년 그의 아버지의 옛 동료이자 훗날 노벨상 수상자인 어빙 랭뮤어는 캐서린을 제너럴 일렉트릭(GE) 연구소로 견학시켰다. 랭뮤어는 블로젯에게 고등 교육을 먼저 마치면 GE에서 연구직을 맡아달라는 제안을 했고 이후 학사 학위를 받은 뒤 시카고 대학교의 석사 과정에 등록했다.^[7]

시카고 대학교에서 하비 B. 레몬과 함께 가스 흡착을 연구했으며^[7] 가스 마스크에 사용되는 숯의 화학 구조를 연구했다.^[6] 1918년에 졸업하고 랭뮤어와 함께 연구 과학자 직책을 맡았다. 회사에서 6년 동안 근무한 후 블로젯은 GE 내에서 더 발전하기 위해 박사 학위를 취득하기로 결정했다. 랭뮤어는 블로젯이 케임브리지 대학교의 캐번디시 연구소에서 물리학을 공부하도록 주선했으며 다소 망설이는 행정관들을 설득하여 여성에게 몇 안 되는 자리 중 하나를 제공하도록 했다.^[6] 그녀는 뉴넘 칼리지에 등록했고, 1924년에 입학했다.^[8] 그녀는 어니스트 러더퍼드 경과 함께 공부했으며 1926년에 케임브리지 대학교에서 물리학 박사 학위를 받은 최초의 여성이 되었다.^[7]

제너럴 일렉트릭에서의 근무

1918년 시카고 대학교에서 석사 학위를 취득한 후 제너럴 일렉트릭 회사에 연구 과학자로 고용되었다.^[9] 뉴욕주 스키넥터디의 제너럴 일렉트릭 연구소에서 과학자로 일한 최초의 여성이었다. 블로젯은 물 표면에 단일 분자 얇은 필름을 만드는 기술을 개척했던 어빙 랭뮤어와 자주 협력했다. 블로젯과 랭뮤어는 지질, 고분자, 단백질에 유사한 기술을 적용하는 것을 탐구하여 물, 금속 또는 유리의 표면을 덮도록 설계된 단분자 코팅을 만들었다. 이 특수 코팅은 유성이고 몇 나노미터 두께의 층으로 증착될 수 있었다.^[10]

1935년에 블로젯은 단분자 코팅의 여러 층을 한 번에 유리나 금속에 입히는 방법을 고안하여 랭뮤어의 연구를 확장했다. 긴 사슬 지방산 층으로 덮인 물에 금속판을 반복적으로 담그는 방식으로, 그녀는 분자 수준의 정밀도로 판에 층을 쌓을 수 있었다. 그가 사용하고 개선한 장치는 랭뮤어-블로젯 트로프로 알려져 있다.^[11][12]

블로젯은 스테아린산 바륨을 사용하여 유리 위에 44개의 단분자층을 덮어 유리의 투과율을 99% 이상으로 만들고 "투명" 유리를 만들었다. 필름 층에 의해 반사되는 가시광선은 유리 자체에 의해 생성되는 반사를 상쇄했다.^[10] 이러한 종류의 코팅은 빛이 거의 반사되지 않기 때문에 무반사 또는 반사 방지 코팅이라고 불린다.

원칙적으로 블로젯의 다층 박막은 반사 방지 코팅으로 사용될 잠재력이 있었지만, 너무 부드럽고 표면에서 쉽게 닦여 나갈 수 있었기 때문에 제너럴 일렉트릭은 이를 상업화하지 않았다.^[13] 더 단단한 반사 방지 코팅이나 에칭된 표면을 사용하는 다른 유형의 필름은 카메라 렌즈와 같은 응용 분야에 더 유용하다는 것이 입증되었다.^[14]

블로젯은 또한 분자 코팅의 두께를 1인치 100만분의 1까지 측정하는 방법인 컬러 게이지를 발명했다. 이 게이지는 코팅의 두께에 따라 색상이 달라진다는 개념을 이용했다. 유리판 위에 스테아르산이 층을 이루는 것을 조사하면서 그는 각 층이 약 2/10,000,000인치 두께로 추가될 때마다 판의 색상이 확실하게 변한다는 것을 깨달았다. 자신의 발명 이전에는 최고의 측정 기구도 겨우 1000분의 몇 인치까지만 정확했다. 그의 유리 "자"는 색상 진행과 해당 두께를 훨씬 더 정확하게 보여주었다. 두께 측정은 색상을 맞추는 것만큼 간단해졌다.^[15] 이 컬러 게이지는 한동안 제너럴 일렉트릭에서 판매되었다.

블로젯과 랭뮤어는 또한 전구 개선에도 힘썼다. 그들의 기체 방전 연구는 플라스마 물리학의 기초를 다지는 데 도움이 되었다.^[16]

블로젯은 경력 동안 8개의 미국 특허를 받았다. 두 개의 특허를 제외하고는 모두 단독 발명가였으며, 빈센트 J. 셰이퍼와 공동 발명가로 일했다. 더 나아가 다양한 과학 저널에 30편 이상의 기술 논문을 발표했다. 그의 연구에는 제2차 세계 대전 중 항공기 날개 제빙 방법과 연막 개선 연구도 포함되었다.^[10]

사생활

스키넥터디에 자신의 고향이 내려다보이는 집을 구입하여 인생의 대부분을 그곳에서 보냈다. 블로젯은 활발한 지역 사회 구성원이었고 다양한 취미를 즐겼다. 그는 트래블러스 에이드 소사이어티와 제너럴 일렉트릭 직원 클럽에서의 역할을 포함하여 시민 활동에 기여한 것으로 유명했다. 그의 관심사는 원예, 천문학, 골동품 수집, 그리고 친구들과 브리지 게임을 하는 것을 포함했다.^[17] 또한 고향 연극단의 배우였으며 시민 및 자선 단체에서 자원봉사를 했다. 뛰어난 재치를 가지고 있었고 가끔 재미있는 시를 쓰는 것으로도 알려져 있었다.

뉴욕주 북부의 조지 호수에 있는 캠프에서 여름을 보냈는데, 그곳에는 다른 제너럴 일렉트릭 과학자들도 부동산을 소유하고 있었고 원예에 대한 사랑을 추구했다. 1963년에 은퇴한 후에도 블로젯은 원예 실험을 계속하며 탐구와 발견에 대한 평생의 헌신을 보여주었다. 1979년 10월 12일 자택에서 사망했으며 과학과 공학 분야에서 여성의 혁신, 회복력, 그리고 장벽을 허물었던 유산을 남겼다.

블로젯의 조카이자 이름은 천체물리학자이자 공무원인 캐서린 블로젯 게비였다. 인터뷰에서^[18] 게비는 가족 방문 때 캐티 이모가 다음과 같이 말했다고 회고했다.

항상 '장비'로 가득 찬 여행 가방을 들고 왔는데, 물 위에 떠 있는 얇은 기름 막에 유리 막대를 담가 색깔을 만드는 법과 같은 놀라운 것들을 우리에게 보여주었다.

게비는 나중에 과학 경력을 선택하는 데 개인적인 본보기로서 이모의 영향에 대해 자주 이야기했다.

수상

블로젯은 일생 동안 수많은 상을 받았다. 미국 과학 남녀록 7판(1943)에 별표가 표시되어 미국에서 가장 뛰어난 과학자 1,000명 중 한 명으로 인정받았다.^[19] 1945년 미국 대학 여성 협회는 그에게 연례 공로상을 수여했다.^[19]

1951년 박막 연구로 미국화학회로부터 권위 있는 프랜시스 가반 메달을 받았다. 같은 해, 미국 상공회의소에 의해 "성공한 여성" 15명 중 한 명으로 선정되었다. 또한 1951년, 그녀는 보스턴에서 열린 미국 성공 여성 첫 번째 총회에서 표창을 받았으며(그룹 내 유일한 과학자),^[6] 스키넥터디 시장은 1951년 6월 13일을 캐서린 블로젯의 날로 지정하여 그녀가 지역 사회에 가져온 모든 영광을 기렸다.

1972년 미국사진협회는 그에게 연례 공로상을 수여했으며^[7] 2007년에는 미국 발명가 명예의 전당에 헌액되었다.^[20] 2008년에는 그녀의 이름을 딴 스키넥터디의 초등학교가 개교했다.

엘미라 칼리지(1939년), 웨스턴 칼리지(1942년), 브라운 대학교(1942년), 러셀 세이지 칼리지(1944년) 등에서 명예 박사 학위를 받았다.^[7]

블로젯의 업적은 널리 인정받아 여러 권위 있는 상을 받았다. 1945년에는 미국 대학 여성 협회로부터 공로상을 받았고, 1951년에는 미국화학회로부터 가반-올린 메달을 받았다. 이러한 표창은 과학자로서 그의 획기적인 연구와 과학 분야에서 여성 선구자로서의 역할을 입증하는 것이었다.

특허

• 미국 특허 2,220,860  1940년 11월 5일 발행: "필름 구조 및 제조 방법"
• 미국 특허 2,220,861  1940년 11월 5일 발행: "표면 반사 감소"
• 미국 특허 2,220,862  1940년 11월 5일 발행: "저반사 유리"
• 미국 특허 2,493,745  1950년 1월 10일 발행: "기계적 팽창 전기 지시기" (빈센트 J. 셰이퍼와 공동)
• 미국 특허 2,587,282  1952년 2월 26일 발행: "박막 두께 측정용 단계 게이지"
• 미국 특허 2,589,983  1952년 3월 18일 발행: "기계적 팽창 전기 지시기" (빈센트 J. 셰이퍼와 공동)
• 미국 특허 2,597,562  1952년 5월 20일 발행: "전도성 층"
• 미국 특허 2,636,832  1953년 4월 28일 발행: "유리 위에 반도체 층을 형성하는 방법 및 그에 의해 형성된 물품"

같이 보기

• 주목할 만한 미국 여성 래드클리프 연구소, 하버드 대학교
• Busch-Vishniac, Ilene; Busch, Lauren; Tietjen, Jill (2024). 〈Chapter 13. Katharine Burr Blodgett〉. 《Women in the National Inventors Hall of Fame: The First 50 Years》. Springer Nature. ISBN 9783031755255.