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조지프 스완

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1. 개요

조지프 스완은 1828년 잉글랜드에서 태어난 영국의 화학자이자 물리학자, 발명가이다. 그는 백열전구 개발에 기여했으며, 사진 기술 발전에도 중요한 역할을 했다. 스완은 1870년대에 독립적으로 백열등을 개발하여 1878년 공개 시연을 했고, 1881년에는 상업 생산을 시작했다. 그는 또한 건판 사진술, 브롬화은 감광제, 카본 인화 공정 등 사진 기술의 발전에 기여했다. 스완은 에디슨과 함께 에디슨 & 스완 유나이티드 전기 조명 회사를 설립했으며, 다양한 학회에서 명예를 얻었다.

2. 생애

조지프 윌슨 스완은 1828년 선더랜드의 팔리온 홀에서 태어나 약제사 견습생으로 일했다. 이후 뉴캐슬어폰타인에 있는 약품 제조 회사인 모슨(Mawson's)의 공동 경영자가 되었다. 이 회사는 1973년까지 "모슨, 스완 및 모건社"로 존속했다.

스완은 1894년 왕립학회 회원으로 선출되었고, 1904년 기사 작위를 받았다. 1914년 서리주 워링엄에서 사망했다.

2. 1. 초기 생애

조지프 윌슨 스완은 1828년 잉글랜드 덜럼 주 선덜랜드 시 비숍위어마우스 교구 팔리온의 팔리온 홀에서 태어났다.[5] 그의 부모는 존 스완과 이사벨라 캐머런이었다.[5]

스완은 선덜랜드에서 약제사 회사인 허드슨 앤드 오스벌디스턴에서 6년 동안 도제 생활을 했다.[5] 그러나 두 파트너가 모두 사망했기 때문에 스완이 6년간의 도제 생활을 마쳤는지는 알 수 없다.[5] 그는 어릴 적부터 호기심이 많았으며,[4] 주변 환경, 지역 산업, 선덜랜드 도서관에서의 독서에 대한 열정으로 자신의 교육을 보완했다.[5] 그는 선덜랜드 아테네움에서 강의를 들었다.[6]

2. 2. 맥슨(Mawson)과의 협력

스완은 이후 뉴캐슬어폰타인에 있는 제조 화학 회사인 맥슨(Mawson)에 합류했다.[5] 이 회사는 스완의 누이인 엘리자베스 스완의 남편 존 맥슨이 설립했다.[5] 1846년, 스완은 맥슨에서 파트너십을 제안받았고,[4] 회사는 맥슨, 스완, 모건(Mawson, Swan, and Morgan)으로 이름을 바꾸었다.[5]

3. 전구 발명

조지프 스완은 1848년경부터 백열전구 실험을 시작했다.[53] 1860년에는 탄화된 종이 필라멘트를 감압된 유리구 안에 넣는 방식으로 시제품을 발광시켜 영국에서 특허를 받았다. 그러나 초기 전구는 진공과 전력 공급 문제로 소형화와 장수명화에 어려움을 겪었다.

1875년, 스완은 개선된 진공 기술과 탄소 필라멘트를 이용해 전구 연구를 다시 시작했다. 그는 진공 상태에서 미량의 산소를 남겨 필라멘트가 타지 않고 백열하도록 하는 방식을 개발, 1878년 12월에는 40시간 수명의 전구를 선보였다.[53] 하지만, 낮은 전기 저항 때문에 굵은 구리선이 필요하다는 단점이 있었다.[54]

1878년, 스완의 전구 관련 특허는 토머스 에디슨보다 1년 먼저 영국에서 승인되었다. 1879년 2월, 뉴캐슬어폰타인에서 전구 강연과 시연을 했고, 잉글랜드 가정과 역사적 건축물에 전구를 도입하기 시작했다. 게이츠헤드의 로우 펠(Low Fell)에 있던 그의 집은 세계 최초로 전구가 켜진 집이었다. 1881년, "스완 전등 회사"(The Swan Electric Light Company)를 설립하여 전구의 상업적 생산을 시작했다.

3. 1. 초기 연구

1850년, 스완은 진공 유리 전구 안에 탄소화된 종이 필라멘트를 사용하는 전구를 연구하기 시작했다.[9] 1860년까지 그는 작동하는 장치를 시연할 수 있었지만, 좋은 진공과 적절한 전원이 부족하여 효율이 낮고 수명이 짧은 전구가 되었다.[9]

3. 2. 기술 개선

1875년, 스완은 개선된 진공 기술과 탄소화된 실을 필라멘트로 사용하여 전구 연구를 재개했다.[14] 그는 필라멘트를 점화할 산소가 거의 남아 있지 않은 진공관을 개발하여 필라멘트가 타지 않고 백열 상태로 빛날 수 있도록 했다.[14] 스완은 면을 처리하여 "파르슈멘트화된 실"을 생산하는 방법을 고안하고, 1880년에 특허를 취득했다.[15]

스완의 탄소 막대 전구와 탄소 필라멘트 전구는 기능적이었지만, 낮은 저항 때문에 매우 비싼 두꺼운 구리 배선이 필요했고 수명이 짧아 여전히 비교적 비실용적이었다.[14][26] 1881년, 그는 구멍을 통해 니트로셀룰로스를 압착하여 전도성 섬유를 형성하는 공정을 개발하고 특허를 받았다. 그의 새로 설립된 회사(결국 합병으로 에디슨과 스완 유나이티드 회사가 됨)는 전구에 스완의 셀룰로오스 필라멘트를 사용했다.[27]

3. 3. 에디슨과의 경쟁과 협력

토머스 에디슨이 자신의 백열전구를 개발하던 시기와 거의 동시에, 스완의 백열전구도 독자적인 연구를 통해 개발되었다. 스완과 에디슨의 전구는 모두 1880년에 특허를 받았다.[34][1][35] 그러나 에디슨은 대규모 조명 시설에 적합한 고저항, 장수명 전구를 개발하는 데 목표를 둔 반면, 스완의 초기 전구는 저저항과 짧은 수명 때문에 이러한 목적에 맞지 않았다.[34]

영국에서 스완의 강력한 특허권으로 인해, 1883년 두 회사는 합병하여 에디슨 & 스완 유나이티드 전기 조명 회사(에디스완(Ediswan))를 설립했다.[45] 에디스완은 스완이 1881년에 발명한 셀룰로오스 필라멘트를 사용한 전구를 판매했다. 에디슨 회사는 영국 이외 지역에서 대나무 필라멘트를 사용하다가, 1892년 제너럴 일렉트릭(GE) 설립 이후 스완의 특허를 활용하여 셀룰로오스 필라멘트를 생산하기 시작했다.[37] 에디스완은 1916년 폰더스 엔드에 영국 최초의 라디오 열전자관 공장을 설립하는 등 기술 혁신을 이끌었으며, 1920년대 후반에는 브리티시 톰슨 휴스턴과 어소시에이티드 일렉트리컬 인더스트리즈(AEI)에 인수되었다.[39]

4. 사진술 기여

스완은 습판 사진에 매달리는 동안 브롬화은 감광제의 감도가 열에 의해 증진된다는 것을 발견했다. 1871년까지 그는 습판의 건조법을 고안하여 사진술에 간편성의 시대를 가져왔고, 8년 후 인화지 특허를 취득했다.

4. 1. 건판 사진술

습판 사진으로 작업하던 중 스완은 열이 브롬화은 유제의 감도를 높인다는 것을 알아챘다.[1] 1871년 그는 건판 사진술을 개발하고 유리 건판 대신 니트로셀룰로오스 플라스틱을 사용하는 방법을 고안하여 사진의 편리성 시대를 열었다.[1] 8년 후, 그는 브롬화지에 대한 특허를 받았는데, 이는 여전히 흑백 사진 인화에 사용되고 있다.[1]

4. 2. 브롬화지

습식 사진 건판으로 작업하던 중 스완은 열이 브롬화은 유제의 감도를 높인다는 것을 알아챘다. 1871년까지 그는 건식 건판을 사용하고 유리 건판 대신 니트로셀룰로오스 플라스틱을 사용하는 방법을 고안하여 사진의 편리성 시대를 열었다. 8년 후인 1879년 그는 브롬화지에 대한 특허를 받았는데, 이는 여전히 흑백 사진 인화에 사용되고 있다.

4. 3. 카본 인화

1864년, 스완은 영구적인 사진 공정인 카본 인화 제작을 위한 전사 공정에 대한 특허를 받았다.[2] 전사 단계를 추가함으로써 스완은 완전한 색조 범위를 가진 사진을 쉽게 만들 수 있었다.[2]

5. 업적 및 평가

스완은 1894년 왕립학회 회원(FRS)으로 선출되었고,[40] 1898년에는 전기기술자협회 회장을 역임했다. 당시 스완은 세 명의 명예 회원 중 한 명이었다.[9] 1901년 9월, 더럼 대학교에서 명예 이학박사(D.Sc.) 학위를 받았다.[41] 1900년부터 1901년까지 화학공업협회 회장을 역임했고,[42] 1903년에는 패러데이 학회의 초대 회장으로 선출되었다.[9] 1904년, 기사 작위를 받았고,[43] 왕립학회의 휴즈 메달을 받았으며, 약학회의 명예 회원이 되었다. 1906년에는 왕립예술협회의 알버트 메달을 받았다.[44]

1945년, 런던 전력 회사는 1,554GRT의 새로운 해안선 연안 탄광선 SS ''Sir Joseph Swan''호에 스완의 이름을 붙여 그를 기념했다.[45][46]

스완은 1848년경 백열전구 실험에 착수했다. 탄화된 종이 필라멘트를 감압된 유리구 안에 넣는 방식이었다. 1860년까지는 시제품을 실제로 발광시키는 데 성공하여, 불완전 진공·탄소 필라멘트·백열전구 특허를 영국에서 인정받았다. 그러나 그의 전구는 충분한 진공도와 전력 공급을 얻지 못해 소형화와 장수명화는 달성하지 못했다.

1875년, 스완은 더 우수한 진공 기술과 탄소 필라멘트(면사를 가성소다로 처리한 후 탄화시킨 것[53])를 가지고 전구 문제에 다시 도전했다. 그가 개발한 전구는 거의 진공인 구체 내에 미량의 산소를 남겨 두어 필라멘트가 타지 않고 정상적으로 백열하여 발광했다. 1878년 12월에는 40시간의 수명을 달성했다.[53] 그러나 스완의 필라멘트는 전기 저항이 작았기 때문에 전력 공급에는 굵은 구리선이 필요하다는 단점이 있었다.[54]

스완의 전구 관련 특허는 1878년 영국에서 승인되었는데, 이는 토마스 에디슨의 특허보다 1년 앞선 것이다. 1879년 2월, 스완은 뉴캐슬 화학 협회에 성공을 보고하고, 뉴캐슬어폰타인에서 전구에 관한 강연과 시연을 실시했다. 같은 해, 그는 잉글랜드 일반 가정과 역사적 건축물에 전구를 도입하기 시작했다. 게이츠헤드의 로우 펠(Low Fell)에 있던 그의 집은 전구가 켜진 세계 최초의 집이 되었다. 1881년 그는 "스완 전등 회사"(The Swan Electric Light Company)를 설립하고, 전구의 상업적 생산을 시작했다.

스완은 습판사진에 매달리는 동안, 브롬화은 감광제의 감도가 열에 의해 증진된다는 것을 발견했다. 1871년까지는 습판의 건조법을 고안하여(사진건판), 사진술의 세계에 간편성의 시대를 가져왔다. 8년 후, 그는 인화지(오늘날까지 사용되고 있다)의 특허를 취득했다.

6. 개인사

스완은 1862년 7월 31일 런던 캠버웰 교회에서 리버풀 출신 윌리엄 화이트의 셋째 딸인 프랜시스 "패니" 화이트와 결혼했다.[47] 슬하에 캐머런, 메리 에드먼즈, 조셉 헨리 세 자녀를 두었다. 프랜시스는 1868년 1월 9일에 사망했고,[48] 스완은 1871년 10월 3일 스위스 노이샤텔에서 프랜시스의 여동생인 한나 화이트와 재혼했다.[49] 슬하에 힐다, 프랜시스 이소벨, 케네스 레이든, 퍼시벌, 도로시 다섯 자녀를 두었다. 아들 케네스 레이든 스완 경은 왕실 변호사(QC)이자 특허법 권위자였다.[50]

스완은 1914년 서리주 워링험 오버힐에 있는 자택에서 사망했다.[9] 장례식은 1914년 5월 30일 워링험 올 세인츠 교회에서 거행되었고, 교회 묘지에 안장되었다.[51] 조문객으로는 전기 기술자 협회, 기계 기술자 협회, 왕립 학회 대표들이 참석했다.[52]

참조

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[2] 서적 Cassell's Chronology of World History https://archive.org/[...] Weidenfeld & Nicolson
[3] 서적 The Knights of England: A Complete Record from the Earliest Time to the Present Day of the Knights of All the Orders of Chivalry in England, Scotland, and Ireland, and of the Knights Bachelors Genealogical Publishing Company 1971
[4] 웹사이트 Pharmacy — the mother of invention? — Sir Joseph Swan (1828–1914) http://RPSGB.org.uk/[...] Royal Pharmaceutical Society of Great Britain (RPSGB) 2010-01-11
[5] 웹사이트 Molecular Expressions. Science, optics and you. Pioneers in optics. Joseph Swan (1828–1914) http://micro.magnet.[...] 2004-02-26
[6] 웹사이트 Joseph Swan: Biography http://www.kstc.co.u[...] 2018-01-10
[7] 뉴스 Light and likeness https://books.google[...] 1978-10-26
[8] 서적 Electrical times, Volume 145 https://books.google[...]
[9] 뉴스 Death Of Sir Joseph Swan https://www.thetimes[...] 1914-05-28
[10] 서적 Report of the British Association for the Advancement of Science. https://archive.org/[...] John Murray 1863
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[54] 웹사이트 Lamp Inventors 1880-1940: Carbon Filament Incandescent https://americanhist[...]
[55] 서적 The New Enfield: Stories of Enfield Edmonton and Southgate, a Jubilee History London Borough of Enfield Libraries, Arts & Entertainment Dept
[56] 서적 London's Lea Valley: More Secrets Revealed Phillimore



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