Arnold Beckman

Arnold Orville Beckman (10 de abril de 1900 - 18 de mayo de 2004) fue un químico, inventor, inversor y filántropo estadounidense. Mientras era profesor en el Instituto Tecnológico de California , fundó Beckman Instruments basándose en su invención de 1934 del medidor de pH , un dispositivo para medir la acidez (y la alcalinidad), que más tarde se consideró que "revolucionó el estudio de la química y la biología". ^{[ 1 ]} También desarrolló el espectrofotómetro DU , "probablemente el instrumento más importante jamás desarrollado para el avance de la biociencia". ^{[ 2 ]} Beckman financió el Laboratorio de Semiconductores Shockley , la primera empresa de transistores de silicio en California, dando así origen a Silicon Valley . ^{[ 3 ]} En 1965, se retiró como presidente de Beckman Instruments y pasó a ser presidente de su junta directiva. ^{[ 3 ]}^{: 276} El 23 de noviembre de 1981, acordó vender la empresa, que luego se fusionó con SmithKline para formar SmithKline Beckman. ^{[ 3 ]}^{: 308–309} Después de jubilarse, él y su esposa Mabel (1900–1989) figuraron entre los principales filántropos de los Estados Unidos. ^{[ 4 ]}

Primeros años de vida

Beckman nació en Cullom, Illinois , un pueblo de aproximadamente 500 personas en una comunidad agrícola. Era el hijo menor de George Beckman, un herrero, y su segunda esposa Elizabeth Ellen Jewkes. ^{[ 3 ]}^{: 5} Desde temprana edad sintió curiosidad por el mundo. Cuando tenía nueve años, Beckman encontró un libro de texto de química de 1868, Catorce semanas en química de Joel Dorman Steele , y comenzó a probar los experimentos. ^[³^]^:⁹ Su padre fomentó sus intereses científicos permitiéndole convertir un cobertizo de herramientas en un laboratorio.

La madre de Beckman, Elizabeth, murió de diabetes en 1912. El padre de Beckman vendió su herrería y se convirtió en vendedor ambulante de herramientas y materiales de herrería. Se contrató a una ama de llaves, Hattie Lange, para cuidar a los hijos de los Beckman. Arnold Beckman ganaba dinero como pianista de práctica en una banda local y como catador oficial de cremas, manejando una centrífuga para una tienda local. ^{[ 3 ]}^{: 12–13}

En 1914, la familia Beckman se mudó a Normal, ubicada justo al norte de Bloomington, Illinois , para que los jóvenes Beckman pudieran asistir a University High School en Normal , una "escuela de laboratorio" asociada con la Universidad Estatal de Illinois . ^{[ 3 ]}^{: 16} En 1915 se mudaron a Bloomington, ^{[ 3 ]}^{: 17–18} pero continuaron asistiendo a University High, donde Arnold Beckman obtuvo permiso para tomar clases de nivel universitario del profesor de química Howard W. Adams. ^{[ 3 ]}^{: 17–18} Mientras aún estaba en la escuela secundaria, Arnold comenzó su propio negocio, "Bloomington Research Laboratories", haciendo química analítica para la compañía de gas local. ^{[ 3 ]}^{: 21–22} También actuaba por la noche como pianista en salas de cine y tocaba con orquestas de baile locales. ^{[ 3 ]}^{: 24–25} Se graduó como el mejor de su clase, con un promedio de 89.41 durante cuatro años, el más alto alcanzado. ^{[ 3 ]}^{: 27}

A Beckman se le permitió abandonar la escuela unos meses antes para contribuir al esfuerzo bélico de la Primera Guerra Mundial a principios de 1918 trabajando como químico. En Keystone Steel and Iron, tomó muestras de hierro fundido y las analizó para determinar si la composición química de carbono, azufre, manganeso y fósforo era adecuada para la fundición de acero. ^{[ 3 ]}^{: 26}

Cuando Beckman cumplió 18 años en agosto de 1918, se alistó en la Infantería de Marina de los Estados Unidos . Después de tres meses en el campamento de entrenamiento de la infantería de marina en Parris Island, Carolina del Sur , ^{[ 3 ]}^{: 31} fue enviado al astillero naval de Brooklyn , para ser transportado a la guerra en Europa. Debido a un retraso en el tren, otra unidad embarcó en lugar de la unidad de Beckman. Luego, contado en grupos en los barracones, Beckman no fue enviado a Rusia por un espacio en la fila. ^{[ 3 ]}^{: 32} En cambio, Arnold pasó el Día de Acción de Gracias en la YMCA local , donde conoció a Mabel Stone Meinzer, de 17 años, que estaba ayudando a servir la comida. Mabel se convertiría en su esposa. ^{[ 3 ]}^{: 33} Unos días después, se firmó el armisticio , poniendo fin a la guerra.

educación universitaria

Beckman asistió a la Universidad de Illinois Urbana-Champaign a partir del otoño de 1918. Durante su primer año, trabajó con Carl Shipp Marvel en la síntesis de compuestos orgánicos de mercurio, pero ambos enfermaron por la exposición al mercurio tóxico . ^{[ 3 ]}^{: 42} Como resultado, Beckman cambió su especialización de química orgánica a química física, donde trabajó con Worth Rodebush, TA White y Gerhard Dietrichson. ^{[ 3 ]}^{: 50-51} Obtuvo su licenciatura en ingeniería química en 1922 y su maestría en química física en 1923. ^{[ 5 ]} Para su maestría, estudió la termodinámica de soluciones acuosas de amoníaco, un tema que le introdujo TA White. ^{[ 3 ]}^{: 55}

Poco después de llegar a la Universidad de Illinois, Beckman se unió a la fraternidad Delta Upsilon . ^{[ 3 ]}^{: 55} Fue iniciado en el capítulo Zeta de Alpha Chi Sigma , la fraternidad de química, en 1921 ^{[ 6 ]} y en la Fraternidad Científica de Posgrado Gamma Alpha en diciembre de 1922.

Beckman decidió ir al Instituto Tecnológico de California (Caltech) para obtener su doctorado. Permaneció allí durante un año, antes de regresar a Nueva York para estar cerca de su prometida, Mabel, quien trabajaba como secretaria para la Equitable Life Assurance Society . Encontró un trabajo en el departamento de ingeniería de Western Electric , precursor de los Laboratorios Bell Telephone . Trabajando con Walter A. Shewhart , ^{[ 3 ]}^{: 61} Beckman desarrolló programas de control de calidad para la fabricación de tubos de vacío y aprendió sobre diseño de circuitos. Fue allí donde Beckman descubrió su interés por la electrónica .

La pareja se casó el 10 de junio de 1925 ^{[ 3 ]}^{: 68} y regresó a California en 1926, donde Beckman retomó sus estudios en Caltech. Se interesó en la fotólisis ultravioleta y trabajó con su director de tesis doctoral, Roscoe G. Dickinson , en un instrumento para determinar la energía de la luz ultravioleta. Este instrumento funcionaba haciendo incidir la luz ultravioleta sobre un termopar , convirtiendo el calor incidente en electricidad, que a su vez alimentaba un galvanómetro . Tras recibir un doctorado en fotoquímica en 1928 ^{[ 5 ]} por esta aplicación de la teoría cuántica a las reacciones químicas, se le pidió a Beckman que permaneciera en Caltech como instructor y luego como profesor. ^{[ 7 ]} A Linus Pauling , otro de los estudiantes de posgrado de Roscoe G. Dickinson, también se le pidió que permaneciera en Caltech. ^{[ 3 ]}^{: 99}

Relación con Caltech

Durante su tiempo en Caltech, Beckman fue un docente activo tanto a nivel introductorio como de posgrado avanzado. Compartió su experiencia en soplado de vidrio impartiendo clases en el taller de maquinaria. También impartió clases sobre el diseño y uso de instrumentos de investigación. Beckman se enfrentó directamente a la necesidad de los químicos de contar con buena instrumentación como gerente del taller de instrumentos del departamento de química. ^{[ 3 ]}^{: 96–99} El interés de Beckman por la electrónica lo hizo muy popular dentro del departamento de química en Caltech, ya que era muy hábil en la construcción de instrumentos de medición .

Durante su estancia en Caltech, el enfoque del departamento se fue orientando cada vez más hacia la ciencia pura, alejándose de la ingeniería química y la química aplicada. Arthur Amos Noyes , jefe de la división de química, animó tanto a Beckman como al ingeniero químico William Lacey a contactar con ingenieros y químicos del mundo real, y Robert Andrews Millikan , presidente de Caltech, remitía a Beckman consultas técnicas de entidades gubernamentales y empresas. ^{[ 3 ]}^{: 98–101} Con su aprobación, Beckman comenzó a aceptar trabajos externos como consultor científico y técnico. También actuó como perito científico en juicios.

En 1964, aceptó una oferta para convertirse en presidente del Consejo Directivo de Caltech, ^{[ 3 ]}^{: 275} donde había sido miembro desde 1953. ^{[ 3 ]}^{: 279}

Compañía Nacional de Aparatos de Tinta

En 1934, Millikan recomendó a IH Lyons, de la National Postal Meter Company, a Arnold Beckman. Lyons buscaba una tinta que no se obstruyera para que las máquinas imprimieran el franqueo, en lugar de que los empleados lamieran los sellos. ^{[ 8 ]} La solución de Beckman fue fabricar tinta con ácido butírico , una sustancia maloliente. Debido a este ingrediente, ningún fabricante quería producirla. Beckman decidió fabricarla él mismo. Fundó la National Inking Appliance Company, consiguió un espacio en un garaje propiedad del fabricante de instrumentos Fred Henson y contrató a dos estudiantes de Caltech, Robert Barton y Henry Fracker. Beckman desarrolló y patentó un par de sistemas de recarga de tinta para cintas de máquinas de escribir , pero su comercialización no tuvo éxito. Esta fue la primera experiencia de Beckman dirigiendo una empresa y comercializando un producto, y aunque este primer producto fracasó, Beckman reorientó la empresa hacia otro producto. ^{[ 3 ]}^{: 124–129}

Medidor de pH

Sunkist Growers tenía problemas con su propio proceso de fabricación. Los limones que no eran aptos para la venta se convertían en pectina o ácido cítrico , utilizando dióxido de azufre como conservante. Sunkist necesitaba conocer la acidez del producto en todo momento, y los métodos colorimétricos que se utilizaban entonces, como las lecturas en papel tornasol , no funcionaban bien porque el dióxido de azufre interfería con ellos. El químico Glen Joseph, de Sunkist, intentaba medir la concentración de iones de hidrógeno en el jugo de limón electroquímicamente, pero el dióxido de azufre dañaba los electrodos de hidrógeno, y los electrodos de vidrio no reactivos producían señales débiles y eran frágiles.

Joseph se acercó a Beckman, quien le propuso que, en lugar de intentar aumentar la sensibilidad de sus mediciones, amplificara sus resultados. Beckman, experto en soplado de vidrio, electricidad y química, sugirió el diseño de un amplificador de tubo de vacío y terminó construyendo un aparato funcional para Joseph. El electrodo de vidrio utilizado para medir el pH se colocó en un circuito de rejilla dentro del tubo de vacío, produciendo una señal amplificada que podía ser leída por un medidor electrónico. El prototipo resultó tan útil que Joseph solicitó una segunda unidad. ^{[ 3 ]}^{: 124–129}

Beckman vio una oportunidad y, replanteando el proyecto, decidió crear un instrumento químico completo que pudiera ser transportado y utilizado fácilmente por personas no especializadas. En octubre de 1934, registró la solicitud de patente estadounidense n.° 2.058.761 para su "acidímetro", posteriormente renombrado como medidor de pH. ^{[ 3 ]}^{: 131}^{[ 9 ]} La empresa Arthur H. Thomas, un distribuidor de instrumentos científicos de renombre nacional con sede en Filadelfia, estaba dispuesta a intentar venderlo. Aunque su precio era elevado, 195 dólares, aproximadamente el salario mensual inicial de un profesor de química en aquella época, era significativamente más barato que el coste estimado de construir un instrumento comparable a partir de componentes individuales, unos 500 dólares. ^{[ 3 ]}^{: 134–135} El medidor de pH original pesaba casi 7 kg, pero supuso una mejora sustancial con respecto a un banco lleno de equipos delicados. El primer medidor tenía un fallo de diseño, ya que las lecturas de pH cambiaban con la profundidad de inmersión de los electrodos, pero Beckman solucionó el problema sellando el bulbo de vidrio del electrodo.

El 8 de abril de 1935, Beckman renombró su empresa como National Technical Laboratories , reconociendo formalmente su nuevo enfoque en la fabricación de instrumentos científicos. ^{[ 3 ]}^{: 131–132} La empresa alquiló unas instalaciones más grandes en 3330 Colorado Street, ^{[ 3 ]}^{: 135} y comenzó a fabricar medidores de pH. El medidor de pH es un dispositivo importante para medir el pH de una solución, y para el 11 de mayo de 1939, las ventas eran lo suficientemente exitosas como para que Beckman dejara Caltech para convertirse en presidente a tiempo completo de National Technical Laboratories. ^{[ 3 ]}^{: 142–143} Para 1940, Beckman pudo obtener un préstamo para construir su propia fábrica de 12 000 pies cuadrados en South Pasadena. ^{[ 3 ]}^{: 147–148}

Espectrofotometría

Ultravioleta

En 1940, el equipo necesario para medir la energía lumínica en el espectro visible podía costar a un laboratorio hasta 3000 dólares, una suma enorme para la época. También existía un creciente interés en examinar los espectros ultravioleta más allá de ese rango. Así como Beckman había creado un instrumento sencillo y fácil de usar para medir el pH, se propuso crear un instrumento igualmente sencillo para la espectrofotometría. El equipo de investigación de Beckman, liderado por Howard Cary , desarrolló varios modelos. ^{[ 3 ]}^{: 148–149}

Los nuevos espectrofotómetros utilizaban un prisma para separar la luz en su espectro de absorción y un fototubo para medir eléctricamente la energía luminosa a lo largo del espectro. Permitían al usuario trazar el espectro de absorción de luz de una sustancia, obteniendo una "huella dactilar" estandarizada, característica de un compuesto. ^{[ 3 ]}^{: 151} Con el modelo D de Beckman, posteriormente conocido como espectrofotómetro DU , los Laboratorios Técnicos Nacionales proporcionaron con éxito el primer instrumento único y fácil de usar que contenía los componentes ópticos y electrónicos necesarios para la espectrofotometría de absorción ultravioleta . ^{[ 3 ]}^{: 153} El usuario podía insertar una muestra, seleccionar la longitud de onda de luz deseada y leer la cantidad de absorción de esa frecuencia en un medidor sencillo. Producía espectros de absorción precisos tanto en la región ultravioleta como en la visible del espectro con relativa facilidad y precisión repetible. ^{[ 10 ]} La Oficina Nacional de Estándares realizó pruebas para certificar que los resultados del DU eran precisos y repetibles y recomendó su uso. ^{[ 3 ]}^{: 156}

El espectrofotómetro DU de Beckman ha sido denominado el "modelo T" de los instrumentos científicos: "Este dispositivo simplificó y agilizó para siempre el análisis químico, al permitir a los investigadores realizar una medición cuantitativa de una sustancia con una precisión del 99,9% en cuestión de minutos, en comparación con las semanas que se requerían anteriormente para obtener resultados con una precisión de tan solo el 25%". ^{[ 11 ]} Theodore L. Brown señala que "revolucionó la medición de señales luminosas de muestras". ^{[ 12 ]}^{: 2} El premio Nobel Bruce Merrifield afirma que el espectrofotómetro DU es "probablemente el instrumento más importante jamás desarrollado para el avance de la biociencia". ^{[ 2 ]}

El desarrollo del espectrofotómetro también tuvo una relevancia directa para el esfuerzo bélico. Por ejemplo, se estaba estudiando el papel de las vitaminas en la salud, y los científicos querían identificar alimentos ricos en vitamina A para mantener sanos a los soldados. Los métodos anteriores implicaban alimentar ratas durante varias semanas y luego realizar una biopsia para estimar los niveles de vitamina A. El espectrofotómetro DU arrojó mejores resultados en cuestión de minutos. ^{[ 13 ]} El espectrofotómetro DU también fue una herramienta importante para los científicos que estudiaban y producían el nuevo fármaco milagroso, la penicilina. ^{[ 14 ]} Al final de la guerra, las compañías farmacéuticas estadounidenses producían 650 mil millones de unidades de penicilina cada mes. ^{[ 15 ]} Gran parte del trabajo realizado en esta área durante la Segunda Guerra Mundial se mantuvo en secreto hasta después de la guerra. ^{[ 16 ]}

Infrarrojo

Beckman y su compañía participaron en varios proyectos secretos. Había una grave escasez de caucho , que se utilizaba en neumáticos de jeeps y aviones, así como en tanques. Las fuentes naturales del Lejano Oriente no estaban disponibles debido a la guerra, y los científicos buscaban un sustituto sintético fiable. La Oficina de Reserva de Caucho se puso en contacto con Beckman para que desarrollara un espectrofotómetro infrarrojo que ayudara en el estudio de sustancias químicas como el tolueno y el butadieno . La Oficina de Reserva de Caucho se reunió en secreto en Detroit con Robert Brattain de Shell Development Company, Arnold O. Beckman y R. Bowling Barnes de American Cyanamid. Se le pidió a Beckman que produjera en secreto cien espectrofotómetros infrarrojos para ser utilizados por científicos gubernamentales autorizados, basándose en un diseño de espectrofotómetro de haz único que Robert Brattain ya había desarrollado para Shell. ^{[ 3 ]}^{: 163} El resultado fue el espectrofotómetro Beckman IR-1.

En septiembre de 1942, se enviaron los primeros instrumentos. Entre 1942 y 1945 se fabricaron aproximadamente 75 IR-1 para su uso en el proyecto estadounidense de caucho sintético. A los investigadores no se les permitió publicar ni comentar nada relacionado con las nuevas máquinas hasta después de la guerra. ^{[ 17 ]} Otros investigadores que trabajaban de forma independiente en el desarrollo de la espectrometría infrarroja pudieron publicar y desarrollar instrumentos durante este período sin verse afectados por las restricciones de confidencialidad.

Tras el lanzamiento del IR-1, Beckman continuó desarrollando el espectrofotómetro infrarrojo. Ante la fuerte competencia, en 1953 decidió rediseñar radicalmente el instrumento. El resultado fue el IR-4, que podía funcionar con un haz de luz infrarroja simple o doble. ^{[ 3 ]}^{: 165} Esto permitía al usuario realizar simultáneamente la medición de referencia y la de la muestra. ^{[ 3 ]}^{: 163}

Otros proyectos secretos

Helicóptero

Al mismo tiempo que contactaban a Beckman para hablar sobre espectrometría infrarroja, Paul Rosenberg se puso en contacto con él. Rosenberg trabajaba en el Laboratorio de Radiación del MIT . El laboratorio formaba parte de una red secreta de instituciones de investigación tanto en Estados Unidos como en Gran Bretaña que trabajaban en el desarrollo del radar , un sistema de detección y localización por radio. El proyecto estaba interesado en Beckman debido a la alta calidad de los potenciómetros que utilizaba en sus medidores de pH. Beckman había registrado la marca del diseño de los potenciómetros con el nombre de "helipot", que significa "potenciómetro helicoidal". Rosenberg había descubierto que el helipot era diez veces más preciso que otros potenciómetros. Sin embargo, para su uso en aviones, barcos o submarinos en constante movimiento, que podrían estar bajo ataque, sería necesario un rediseño para garantizar que los potenciómetros pudieran soportar golpes y vibraciones.

A Beckman no se le permitió revelar a su personal el motivo del rediseño, y a ellos no les interesaba demasiado el problema; finalmente, él mismo ideó una solución. En lugar de usar un alambre enrollado alrededor de una bobina, con la presión de un pequeño resorte para crear un único punto de contacto, rediseñó la perilla para que tuviera una ranura continua, en la que se alojaba el punto de contacto. De esta manera, el punto de contacto podía moverse de forma suave y continua, sin perder contacto bruscamente. El modelo A Helipot de Beckman tuvo una enorme demanda por parte del ejército. Durante el primer año de producción, sus ventas representaron el 40% de los ingresos de la empresa. Beckman creó una empresa independiente, Helipot Corporation, para encargarse de la fabricación de componentes electrónicos. ^{[ 3 ]}^{: 167–175}

medidor de oxígeno Pauling

Linus Pauling, del Caltech, también realizaba trabajos secretos para el ejército. El Comité Nacional de Investigación para la Defensa convocó una reunión el 3 de octubre de 1940, buscando un instrumento que pudiera medir con precisión el contenido de oxígeno en una mezcla de gases, para así poder evaluar las condiciones de oxígeno en submarinos y aviones. Pauling diseñó el medidor de oxígeno de Pauling para ellos. Inicialmente, Holmes Sturdivant, asistente de Pauling, se puso en contacto con Beckman para que suministrara las carcasas del medidor, pero pronto se le pidió que fabricara el instrumento completo.

Aunque la junta de los Laboratorios Técnicos Nacionales no estaba dispuesta a apoyar el proyecto secreto, cuyos detalles no se les podían revelar, accedió a que Beckman lo continuara de forma independiente. Beckman creó una segunda empresa derivada, Arnold O. Beckman, Inc., para su fabricación. ^{[ 3 ]}^{: 180-185} La creación del medidor de oxígeno fue un desafío técnico que implicó la creación de diminutas mancuernas de vidrio de alta precisión. Beckman creó una pequeña máquina de soplado de vidrio que generaría una ráfaga de aire medida con precisión para crear las esferas de vidrio. ^{[ 3 ]}^{: 185-186}

Tras la guerra, Beckman desarrolló analizadores de oxígeno para otro mercado. Estos se utilizaban para monitorizar las condiciones en incubadoras para bebés prematuros. Los médicos de la Universidad Johns Hopkins los emplearon para determinar las recomendaciones sobre los niveles de oxígeno adecuados para las incubadoras. ^{[ 3 ]}^{: 185–186}

Proyecto Manhattan

Los instrumentos de Beckman también fueron utilizados por el Proyecto Manhattan . Los científicos del proyecto intentaban desarrollar instrumentos para medir la radiación en cámaras de ionización cargadas eléctricamente y llenas de gas en reactores nucleares. Era difícil obtener lecturas fiables debido a la debilidad de las señales. Beckman se dio cuenta de que, con un ajuste relativamente pequeño —sustituyendo el electrodo de vidrio por una resistencia de carga de entrada—, el medidor de pH podría adaptarse para realizar la tarea. Como resultado, Beckman Instruments desarrolló un nuevo producto: el microamperímetro. ^{[ 3 ]}^{: 175-177}

Además, Beckman desarrolló un dosímetro para medir la exposición a la radiación, con el fin de proteger al personal del Proyecto Manhattan. El dosímetro era una cámara de ionización en miniatura, cargada con 170 voltios. Tenía una pequeña escala calibrada en la parte superior, cuya aguja era una fibra de cuarzo recubierta de platino. Los dosímetros también fueron fabricados por la empresa derivada de Beckman, Arnold O. Beckman, Inc. ^{[ 3 ]}^{: 177–178.}

Luchando contra la contaminación

En el sur de California de la posguerra, incluyendo la zona de Pasadena donde vivían los Beckman, la contaminación atmosférica se estaba convirtiendo en un tema de conversación cada vez más frecuente, además de una experiencia desagradable. Inicialmente denominada "ataques de gas" en 1943, las sospechas recayeron sobre diversas causas posibles, como los difusores de humo utilizados por los cultivadores de naranjas, el humo producido por las plantas industriales locales y los gases de escape de los automóviles. La Cámara de Comercio de Los Ángeles fue una de las organizaciones preocupadas por las posibles causas y efectos de la contaminación atmosférica, tanto en lo que respecta a la industria (y el empleo) como a la calidad de vida en la zona. Beckman participaba activamente en la Cámara de Comercio.

En 1947, el gobernador de California, Earl Warren, promulgó una ley estatal de control de la contaminación atmosférica que autorizaba la creación de Distritos de Control de la Contaminación Atmosférica (DCA) en cada condado del estado. ^{[ 18 ]} La Cámara de Comercio de Los Ángeles solicitó a Beckman que los representara en la creación de un DCCA local. Una vez constituido, el nuevo DCCA le pidió a Beckman que se convirtiera en asesor científico del Oficial de Control de la Contaminación Atmosférica. Ocupó este cargo desde 1948 hasta 1952.

El funcionario de control de la contaminación atmosférica en cuestión era Louis McCabe, geólogo con formación en ingeniería química. Inicialmente, McCabe sospechaba que el esmog era consecuencia de la contaminación por dióxido de azufre y propuso que el condado transformara dicho contaminante en fertilizante mediante un costoso proceso. Beckman no estaba convencido de que el dióxido de azufre fuera el verdadero culpable del esmog en Los Ángeles. Visitó Gary, Indiana, donde se estaban tomando medidas para abordar la contaminación por dióxido de azufre, y le sorprendió el característico olor a azufre en el aire. A su regreso, Beckman convenció a McCabe de que debían buscar otra causa.

Beckman se puso en contacto con Arie Jan Haagen-Smit, profesor del Caltech que trabajaba en el estudio del esmog . ^{[ 19 ]} Desarrollaron un aparato para recolectar partículas del aire de Los Ángeles mediante un sistema de tuberías enfriadas intermitentemente con nitrógeno líquido. Haagen-Smit identificó la sustancia recolectada como un material orgánico peroxi . Aceptó dedicar un año al estudio de la química del esmog. Sus resultados, presentados en 1952, identificaron el ozono y los hidrocarburos provenientes de chimeneas, refinerías y gases de escape de automóviles como componentes clave en la formación del esmog. ^{[ 3 ]}^{: 220–224}

Mientras Haagen-Smit investigaba el origen del esmog, Beckman desarrollaba un instrumento para medirlo. El 7 de octubre de 1952, obtuvo una patente para un "registrador de oxígeno" que utilizaba métodos colorimétricos para medir los niveles de compuestos presentes en la atmósfera. ^{[ 3 ]}^{: 224-226} Beckman Instruments desarrolló posteriormente una gama de instrumentos para diversos usos en el monitoreo y tratamiento de los gases de escape de los automóviles y la contaminación del aire. Incluso fabricaron "furgonetas de monitoreo de la calidad del aire", laboratorios móviles personalizados para uso del gobierno y la industria. ^{[ 3 ]}^{: 224-226}

El propio Beckman fue contactado por el gobernador de California, Goodwin Knight, para que dirigiera un Comité Especial sobre Contaminación Atmosférica, con el fin de proponer formas de combatir el esmog. A finales de 1953, el comité hizo públicas sus conclusiones. La "Biblia de Beckman" recomendaba medidas clave que debían adoptarse de inmediato: ^{[ 3 ]}^{: 225}

detener las fugas de vapor de las refinerías y estaciones de servicio
establecer normas para los sistemas de escape de los automóviles
Conversión de camiones y autobuses diésel a propano
pedir a las industrias contaminantes que restrinjan los contaminantes o que se trasladen fuera de las ciudades.
prohibir la quema de basura al aire libre
desarrollo del transporte público regional

Beckman Instruments también adquirió la Liston-Becker Instrument Company en junio de 1955. Fundada por Max D. Liston , Liston-Becker tenía un historial exitoso en el desarrollo de analizadores de gases infrarrojos . ^{[ 3 ]}^{: 207–208} Liston desarrolló instrumentos para medir el smog y las emisiones de escape de los automóviles, esenciales para los intentos de mejorar la calidad del aire de Los Ángeles en la década de 1950. ^{[ 20 ]}

Beckman ayudó a crear la Fundación contra la Contaminación del Aire, una organización sin fines de lucro para apoyar la investigación sobre la búsqueda de soluciones al esmog y educar al público sobre cuestiones científicas relacionadas con el esmog. ^{[ 3 ]}^{: 225}

En 1954, se convirtió en miembro de la junta directiva de la Cámara de Comercio de Los Ángeles y presidente de su Comité de Contaminación del Aire. Abogó por mayores facultades para el Comité de Control de la Contaminación del Aire y alentó a la industria, las empresas y los ciudadanos a apoyar su labor. ^{[ 3 ]}^{: 226} Ayudó a la Cámara de Comercio a desarrollar un enfoque unificado para el monitoreo del esmog, la difusión de alertas sobre el esmog y la solución del problema. El 25 de enero de 1956, asumió la presidencia de la Cámara de Comercio de Los Ángeles. Identificó como dos temas clave de su mandato la lucha contra el esmog y el apoyo a la colaboración entre la ciencia, la tecnología, la industria y la educación locales. ^{[ 3 ]}^{: 227}

Beckman reconoció que la calidad del aire no mejoraría de la noche a la mañana. Su trabajo en este ámbito continuó durante años y le valió reconocimiento nacional. En 1967, el presidente Richard Nixon lo nombró miembro de la Junta Federal de Calidad del Aire por un período de cuatro años . ^{[ 3 ]}^{: 228}

Electrónica

John J. Murdock poseía una participación sustancial en National Technical Laboratories. Él y Arnold Beckman firmaron un acuerdo de opción sobre acciones mediante el cual Beckman podía adquirir las acciones de NTL de Murdock de su patrimonio tras su fallecimiento. Cuando Murdock murió en 1948, Beckman logró obtener una participación mayoritaria en la empresa. ^{[ 3 ]}^{: 195–196} El 27 de abril de 1950, National Technical Laboratories pasó a llamarse Beckman Instruments, Incorporated . En 1952, Beckman Instruments se convirtió en una empresa que cotizaba en bolsa en la New York Curb Exchange , generando nuevo capital para su expansión, incluyendo la expansión internacional. ^{[ 3 ]}^{: 197, 232–233}

Cermets

Helipot Corporation, la empresa derivada que Beckman había creado cuando la junta directiva de NTL tenía dudas sobre la electrónica, se reincorporó a Beckman Instruments y se convirtió en la División Helipot en 1958. Los investigadores de Helipot experimentaban con cermets , materiales compuestos obtenidos mediante la mezcla de cerámica y metales . Los potenciómetros fabricados con cermet en lugar de metal eran más resistentes al calor, lo que los hacía adecuados para su uso a temperaturas extremas. ^{[ 3 ]}^{: 211}

Centrífugas

En 1954, Beckman Instruments adquirió el fabricante de ultracentrífugas Spinco (Specialized Instruments Corp.), fundado por Edward Greydon Pickels en 1946. Esta adquisición sentó las bases de la división de centrifugadoras Spinco de Beckman . Dicha división se dedicó al diseño y la fabricación de una gama de ultracentrífugas preparativas y analíticas. ^{[ 3 ]}

Semiconductores

En 1955, William Shockley contactó a Beckman . Shockley, quien había sido alumno de Beckman en Caltech, dirigía el programa de investigación de Bell Labs sobre tecnología de semiconductores . Los semiconductores eran, en cierto modo, similares a los cermets. Shockley quería crear una nueva empresa y le pidió a Beckman que formara parte de la junta directiva. Tras una larga conversación, Beckman se involucró más activamente: él y Shockley firmaron una carta de intención para crear el Laboratorio de Semiconductores Shockley como filial de Beckman Instruments, bajo la dirección de William Shockley. El nuevo grupo se especializaría en semiconductores, comenzando con la producción automatizada de transistores de base difusa . ^{[ 3 ]}^{: 237–241}^{[ 21 ]}

Debido a que la anciana madre de Shockley vivía en Palo Alto , Shockley quiso establecer el laboratorio en la cercana Mountain View, California . Frederick Terman , rector de la Universidad de Stanford , ofreció a la empresa espacio en el nuevo parque industrial de Stanford. La empresa se fundó en febrero de 1956, el mismo año en que Shockley recibió el Premio Nobel de Física junto con John Bardeen y Walter Houser Brattain "por sus investigaciones sobre semiconductores y su descubrimiento del efecto transistor". ^{[ 22 ]} El Laboratorio de Semiconductores Shockley fue el primer establecimiento que trabajó con dispositivos semiconductores de silicio en lo que posteriormente se conocería como Silicon Valley.

Shockley, sin embargo, carecía de experiencia en administración empresarial e industrial. Además, decidió que el laboratorio investigaría una invención propia, el diodo de cuatro capas, en lugar de desarrollar el transistor de silicio difuso que él y Beckman habían acordado. Los ingenieros de Beckman le aseguraron que las ideas científicas que sustentaban el proyecto de Shockley seguían siendo válidas. Ante la petición de miembros del laboratorio de Shockley, Beckman optó por no interferir en su gestión. ^{[ 21 ]} En 1957, ocho científicos destacados, entre ellos Gordon Moore y Robert Noyce, abandonaron el grupo de Shockley para formar una empresa emergente competidora, Fairchild Semiconductor , que desarrollaría con éxito transistores de silicio. En 1960, Beckman vendió la filial de Shockley a Clevite Transistor Company, poniendo fin a su vinculación formal con los semiconductores. No obstante, Beckman había sido un importante impulsor de la nueva industria en sus etapas iniciales. ^{[ 3 ]}^{: 237–250}

Computadoras y automatización

Beckman también vio que las computadoras y la automatización ofrecían una miríada de oportunidades para la integración en instrumentos y el desarrollo de nuevos instrumentos. Beckman Instruments compró Berkeley Scientific Company en la década de 1950 y luego desarrolló una División de Sistemas dentro de Beckman Instruments "para desarrollar y construir sistemas de datos industriales para la automatización". ^{[ 23 ]} Berkeley desarrolló la computadora analógica EASE y para 1959 Beckman tenía contratos con importantes empresas en las industrias aeroespacial, espacial y de defensa, incluyendo Boeing Aerospace , Lockheed Aircraft , North American Aviation y Lear Siegler .

La División de Sistemas Beckman también desarrolló sistemas informáticos especializados para gestionar grandes volúmenes de datos de radio telemétricos procedentes de satélites y naves espaciales no tripuladas. Entre ellos se incluían sistemas para procesar fotografías de la Luna, tomadas por la nave espacial Ranger de la NASA. ^{[ 3 ]}^{: 252–258}

Filantropía

Los Beckman se volvieron cada vez más activos como filántropos, con la intención declarada de donar su fortuna personal antes de su muerte. ^{[ 9 ]}

Su primera gran donación filantrópica fue para Caltech. Al apoyar a Caltech, ampliaron la relación a largo plazo que Beckman había comenzado como estudiante en Caltech y que continuó como profesor y miembro del consejo directivo. En 1962, financiaron la construcción de una sala de conciertos, el Auditorio Beckman, diseñado por el arquitecto Edward Durrell Stone . ^{[ 3 ]}^{: 289–290}^{[ 24 ]} Durante varios años, también apoyaron el Instituto Beckman , el Auditorio Beckman, el Laboratorio Beckman de Ciencias del Comportamiento y el Laboratorio Beckman de Síntesis Química en el Instituto Tecnológico de California. En palabras del presidente emérito de Caltech, David Baltimore , Beckman "ha moldeado el destino de Caltech". ^{[ 3 ]} Los Beckman también figuran en el Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas y en el Patio Beckman de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. ^{[ 3 ]}

La Fundación Arnold y Mabel Beckman se constituyó en septiembre de 1977. ^{[ 3 ]}^{: 317} Al momento de la muerte de Beckman, la Fundación había donado más de 400 millones de dólares a diversas organizaciones benéficas. ^{[ 25 ]} En 1990, se la consideraba una de las diez fundaciones más importantes de California, según las donaciones anuales. ^{[ 26 ]} Las donaciones se destinaron principalmente a científicos y causas científicas, así como a las universidades donde Beckman estudió . Se le cita diciendo: «Acumulé mi riqueza vendiendo instrumentos a científicos... así que pensé que sería apropiado hacer contribuciones a la ciencia, y esa ha sido mi principal guía para la caridad». ^{[ 27 ]}

En la década de 1980, financiaron cinco centros importantes: ^{[ 28 ]}^{[ 29 ]}

Instituto de Investigación Beckman (BRI) en el Centro Médico Nacional City of Hope en Duarte, California , Estados Unidos. ^{[ 30 ]}
Instituto Láser Beckman , Universidad de California, Irvine , en Irvine, California ^{[ 31 ]}
Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign ^{[ 32 ]}
Centro Beckman de Medicina Molecular y Genética de la Universidad de Stanford , Stanford, California ^{[ 33 ]}
Instituto Beckman , Instituto Tecnológico de California , Pasadena, California ^{[ 34 ]}

Los Beckman también hicieron donaciones a:

El Centro Arnold y Mabel Beckman para la Historia de la Química en la Fundación del Patrimonio Químico (ahora Instituto de Historia de la Ciencia ), Filadelfia, PA
El Centro Beckman de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina , Irvine, CA ^{[ 35 ]}
El programa MBA de la Escuela de Negocios y Administración de la Universidad Pepperdine (1988) ^{[ 36 ]}

Tras la muerte de Mabel en 1989, Arnold Beckman reorganizó la fundación para que continuara a perpetuidad y desarrolló nuevas iniciativas para las donaciones de la fundación. ^{[ 28 ]}

Un enfoque principal se centró en la mejora de la enseñanza de las ciencias. Desde 1998, la Fundación ha proporcionado más de 23 millones de dólares para apoyar la enseñanza práctica de las ciencias basada en la investigación para los grados K-6 en los distritos escolares del condado de Orange, California, incentivando a las escuelas a integrar las ciencias en el currículo de K-6 como una materia fundamental. ^{[ 37 ]}^{[ 38 ]}^{[ 39 ]}^{[ 40 ]}

Arnold Beckman concibió los programas Beckman Scholars y Beckman Young Investigators para apoyar a jóvenes científicos a nivel universitario. Cada año, la Fundación Beckman selecciona una lista de universidades y facultades, cada una de las cuales elige a un estudiante de su institución para el Programa Beckman Scholars. ^{[ 41 ]} El Programa Beckman Young Investigators brinda apoyo a la investigación a miembros prometedores del profesorado en las primeras etapas de sus carreras académicas en ciencias químicas y biológicas, particularmente aquellos cuyo trabajo involucra métodos, instrumentos y materiales que pueden abrir nuevas vías de investigación en ciencia. ^{[ 42 ]} En 2017, se lanzó el premio Beckman Postdoctoral Fellows, igualmente dirigido a apoyar a jóvenes investigadores postdoctorales prometedores en su investigación en química o instrumentación química. ^{[ 43 ]}

La Fundación Arnold y Mabel Beckman también apoya la investigación sobre la visión a través de su Iniciativa Beckman en Investigación Macular y el Premio Beckman-Argyros en Investigación sobre la Visión. ^{[ 44 ]} Las actividades apoyadas incluyen la investigación sobre cirugía láser ^{[ 45 ]} y degeneración macular. ^{[ 46 ]}

Auditorio Beckman, Instituto Tecnológico de California
Techo del Auditorio Beckman, especialmente diseñado por sus propiedades acústicas.
Instituto Beckman en Caltech, reflejado en el agua.
Instituto Beckman de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign
Centro de Conferencias Beckman, Academias Nacionales

Premios y distinciones

En 1971, Beckman recibió un doctorado honoris causa en Ciencias (Sc.D.) del Whittier College . ^{[ 47 ]}

Arnold Beckman fue elegido miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias en 1976. ^{[ 48 ]} En 1982, recibió el Premio Plato de Oro de la Academia Estadounidense del Logro . ^{[ 49 ]} El asteroide 3737 Beckman fue nombrado en honor a Arnold O. Beckman en 1983. Beckman fue incorporado al Salón de la Fama Empresarial de Junior Achievement US en 1985. ^{[ 50 ]} En 1987, fue incorporado al Salón Nacional de la Fama de los Inventores en Akron, Ohio . ^{[ 51 ]} En 2004 recibió su Premio a la Trayectoria. ^{[ 6 ]}

Beckman recibió la Medalla Nacional de Tecnología en 1988. ^{[ 52 ]} Es el máximo honor que Estados Unidos puede otorgar a un ciudadano estadounidense por logros relacionados con el progreso tecnológico. El presidente George H. W. Bush le entregó a Beckman la Medalla Nacional de Ciencia en 1989, "por su liderazgo en el desarrollo de instrumentación analítica y por su profunda y constante preocupación por la vitalidad de la actividad científica de la nación". ^{[ 52 ]}^{[ 53 ]} Anteriormente, la administración Reagan lo había reconocido como uno de los aproximadamente 30 ciudadanos que recibieron la Medalla Presidencial de Ciudadanos de 1989 por actos ejemplares de servicio. ^{[ 54 ]}

En 1989, Beckman recibió el Premio Charles Lathrop Parsons por servicio público de la Sociedad Química Estadounidense . ^{[ 55 ]} Fue galardonado con la Orden de Lincoln, el máximo honor del estado de Illinois, por la Academia Lincoln de Illinois en 1991. ^{[ 12 ]}^{: 74} En 1996, Beckman fue incorporado al Salón de la Fama de Alpha Chi Sigma. ^{[ 6 ]} Recibió la Medalla de Bienestar Público de la Academia Nacional de Ciencias en 1999. ^{[ 56 ]} En 2000, recibió una Edición Especial del Milenio de la Medalla de Oro Othmer de la Fundación del Patrimonio Químico en reconocimiento a sus contribuciones multifacéticas al patrimonio químico y científico. ^{[ 57 ]}

La escuela secundaria Arnold O. Beckman en Irvine, California, que se especializa en educación científica, fue nombrada en honor a Arnold O. Beckman. Sin embargo, no fue financiada por Beckman. La exposición Beckman Coulter Heritage, que aborda el trabajo de los científicos Arnold Beckman y Wallace Coulter, se encuentra en la sede de Beckman Coulter en Brea, California .

Vida personal

Beckman se casó con Mabel el 10 de junio de 1925. ^{[ 3 ]}^{: 68} En 1933, los Beckman construyeron una casa en Altadena, California , en las estribaciones y adyacente a Pasadena donde vivieron durante más de 27 años, criando a su familia. ^{[ 3 ]}^{: 273–274} Después de que Mabel descubrió que no podía concebir un hijo, la pareja decidió adoptar niños, adoptando a una hija de tres años Gloria Patricia en 1936 y al año siguiente a un hijo pequeño al que llamaron Arnold Stone. ^{[ 3 ]}^{: 104} Mabel se enamoró de una casa junto al mar en Corona del Mar cerca de Newport Beach , California. Compraron la casa en 1960, la renovaron y vivieron allí juntos hasta la muerte de Mabel en 1989. ^{[ 3 ]}^{: 274–275}^{[ 58 ]} Arnold Beckman murió el 18 de mayo de 2004, a la edad de 104 años, en un hospital en La Jolla, California. ^{[ 28 ]}^{[ 59 ]} Mabel y Arnold Beckman están enterrados bajo una sencilla lápida en el cementerio West Lawn en Cullom, Illinois, el pequeño pueblo donde nació. ^{[ 60 ]}

Véase también

Fundación Arnold y Mabel Beckman
Fairchild Semiconductor (una historia más detallada del papel de Beckman en la fundación de Silicon Valley)

Notas

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Enlaces externos

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Colección Histórica Beckman - Colecciones Digitales del Instituto de Historia de la Ciencia (Documentos corporativos digitalizados de Beckman Coulter, Incorporated, así como documentos personales del científico e industrial estadounidense Arnold Orville Beckman).
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