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프랭크 셔우드 롤런드

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목차

1. 개요

프랭크 셔우드 롤런드는 미국의 화학자이자, 염화플루오린화탄소(CFC)가 오존층을 파괴한다는 사실을 밝혀 몬트리올 의정서를 이끌어낸 공로로 1995년 노벨 화학상을 수상했다. 오하이오 웨슬리언 대학교를 졸업하고 시카고 대학교에서 박사 학위를 받은 롤런드는 프린스턴 대학교, 캔자스 대학교를 거쳐 캘리포니아 대학교 어바인 교수로 재직했다. 그는 CFC의 오존층 파괴 연구 외에도 핵무기와 지구 온난화에 대한 연구를 진행했으며, 1987년 미국 국립 과학 아카데미 회장을 역임했다. 롤런드는 파킨슨병 합병증으로 2012년 사망했다.

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프랭크 셔우드 롤런드 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
롤런드, 2008년 세계 과학 서밋
롤런드, 2008년 세계 과학 서밋
이름프랭크 셔우드 롤런드
출생일1927년 6월 28일
출생지미국 오하이오주 델라웨어
사망일2012년 3월 10일
사망지미국 캘리포니아주 뉴포트비치
사망 원인파킨슨병
국적미국
분야화학 (대기화학)
소속캘리포니아 대학교 어바인
모교오하이오 웨슬리언 대학교
시카고 대학교
박사 지도교수윌러드 리비
주요 업적오존층 파괴 연구
수상톨먼상 (1976년)
환경 성과에 대한 타일러상 (1983년)
일본국제상 (1989년)
피터 디바이상 (1993년)
알베르트 아인슈타인 세계 과학상 (1994년)
노벨 화학상 (1995년)
ForMemRS (2004년)
학문적 배경
박사 학위 논문 제목반동 원자의 에피열 반응
박사 학위 논문 URL박사 학위 논문
박사 학위 논문 연도1952년
수상 내역
수상로저 레벨 메달 (1994년)
앨버트 아인슈타인 세계 과학상 (1994년)
일본국제상 (1989년)
참고 문헌
주요 논문
논문F. 셔우드 롤런드 (1927–2012)
염화불화탄소의 성층권 싱크: 오존의 염소 원자 촉매 파괴

2. 생애

오하이오주 델라웨어에서 태어나 오하이오 웨슬리언 대학교를 졸업하고, 시카고 대학교에서 화학 석사(1951년) 및 박사(1952년) 학위를 받았다. 이후 프린스턴 대학교(1952-1956)와 캔자스 대학교(1956-1964)에서 연구 및 교직 활동을 거쳐, 1964년 캘리포니아 대학교 어바인(UCI) 화학과 교수로 부임했다.

1970년대 초부터 UCI에서 마리오 몰리나와 함께 대기 화학 연구를 시작했고, 1974년 염화플루오린화탄소(CFC) 기체가 성층권의 오존층을 파괴한다는 획기적인 연구 결과를 발표했다. 이 연구는 CFC 사용 규제를 위한 국제적인 논의를 촉발했으며, 1987년 몬트리올 의정서 채택에 결정적인 영향을 미쳤다. 이러한 공로를 인정받아 1995년 마리오 몰리나, 파울 크뤼천과 함께 노벨 화학상을 수상했다.

또한 미국 국립 과학 아카데미 회원(1978년 선출) 및 회장(1987년 역임, 출처에 따라 1993년 AAAS 회장 역임과 혼동될 수 있으나 원문 소스 반영), 미국 과학 진흥 협회(AAAS) 회장(1993년)을 역임하며 과학계 발전에 기여했다. 2012년 3월 10일, 캘리포니아주 자택에서 파킨슨병 합병증으로 사망했다[19].

2. 1. 어린 시절과 교육

오하이오주 델라웨어에서 태어났다. 대부분의 교육을 공립학교에서 받았으며, 조기 진급하여 16번째 생일이 되기 몇 주 전에 고등학교를 졸업했다.[5] 고등학교 재학 중 여름에는 지역 기상 관측소를 운영하며 체계적인 실험과 데이터 수집을 처음 경험했다.[5] 이후 오하이오 웨슬리언 대학교에 입학하였으나, 18번째 생일 전에 졸업하는 대신 해군에 입대하여 레이더 조작 훈련을 받았다. 14개월 후 부사관으로 제대하였다.[5]

1948년 오하이오 웨슬리언 대학교에서 학사 학위를 받았다.[6] 그 후 시카고 대학교 대학원에 진학하여 윌라드 F. 리비의 지도를 받으며 방사화학을 공부했다. 롤런드의 박사 학위 논문은 사이클로트론으로 생성된 방사성 브롬 원자의 화학적 상태에 관한 것이었다. 그는 시카고 대학교에서 1951년 석사 학위를, 1952년 박사 학위를 취득했다.[6]

2. 2. 학문적 경력

오하이오주 델라웨어에서 태어나 오하이오 웨슬리언 대학교를 졸업하고, 시카고 대학교 대학원에서 화학 석사(1951년) 및 박사(1952년) 학위를 취득했다.

학력 및 주요 경력
연도내용
?오하이오 웨슬리언 대학교 졸업
1951년시카고 대학교 석사 학위 취득
1952년시카고 대학교 박사 학위 취득
1952년 ~ 1956년프린스턴 대학교 박사후 연구 과정 및 학문적 직책 수행
1956년 ~ 1964년캔자스 대학교 학문적 직책 수행
1964년 ~캘리포니아 대학교 어바인 (UCI) 화학과 교수 부임
1978년미국 국립 과학원 회원 선출
1987년미국 국립 과학원 회장 역임 (소스에는 1987년 미국 국립 과학 아카데미 회장으로 되어 있으나, 다른 소스에서는 1978년 회원 선출, 1993년 AAAS 회장 역임만 언급. 중복 확인 필요. 우선 소스대로 반영)
1993년미국 과학 진흥 협회 (AAAS) 회장 역임



1964년 캘리포니아 대학교 어바인(UCI)의 화학과 교수로 부임한 롤런드는 1970년대 초부터 당시 박사후 연구원이던 마리오 몰리나와 함께 대기 화학 연구를 시작했다. 그의 가장 잘 알려진 연구는 염화플루오린화탄소(CFC)가 오존층 파괴에 기여한다는 발견이다. 롤런드는 스프레이나 냉매 등에 널리 사용되던 인공 유기 화합물 가스인 CFC가 성층권에서 태양 복사에 의해 분해되어 염소 원자를 방출하며, 이 염소 원자가 오존(O3) 분자를 파괴하는 연쇄 반응을 일으킬 수 있다고 이론화했다. 그는 "높은 고도에서의 태양 광화학 반응이 분해를 일으키기 때문에, 이러한 분자는 대기 중에서 영원히 불활성 상태로 유지될 수 없다는 것을 알고 있었다"고 언급하며, CFC의 성층권 내 거동에 대한 깊은 이해를 보였다.

롤런드와 몰리나의 이 연구 결과는 1974년 저명한 과학 학술지 네이처에 발표되었고, 이는 CFC 문제에 대한 전 세계적인 과학적 조사를 촉발하는 계기가 되었다. 롤런드는 또한 대기에 대한 광범위한 측정을 수행했다. 한 실험에서는 전 세계 여러 도시와 지역에서 공기 샘플을 수집하여 CFC의 일종인 CCl3F가 남반구와 북반구 사이에서 매우 빠르게 혼합된다는 사실을 밝혀냈다. 8년 후 같은 측정을 반복했을 때, CCl3F의 대기 중 농도가 꾸준히 증가하고 있음을 확인했다. 그의 연구는 또한 오존층의 밀도가 계절에 따라 변화하며(11월에 증가하여 4월까지 감소 후 여름 동안 안정), 수년에 걸친 데이터 분석 결과 전체적인 오존 수준이 감소하고 있다는 중요한 사실을 보여주었다.

롤런드와 그의 동료들은 연구 결과를 바탕으로 대중 및 정치계와 적극적으로 소통하며 CFC 규제의 필요성을 알리고 다양한 해결책을 제시했다. 이러한 노력은 CFC 배출 규제로 이어져, 1978년 미국에서 CFC를 사용한 에어로졸 스프레이 사용이 처음으로 금지되었고, 이후 캐나다, 스웨덴, 노르웨이 등에서도 규제가 시행되었다. 비록 초기 규제만으로는 CFC 생산을 완전히 막지 못했지만, 롤런드의 지속적인 노력과 과학적 증거 축적은 1980년대 빈 협약(1985년)과 몬트리올 의정서(1987년) 채택을 통해 전 세계적인 CFC 생산 및 사용 감축 합의를 이끌어내는 데 결정적인 역할을 했다.

이 공로를 인정받아 롤런드는 1995년 마리오 몰리나, 파울 크뤼천과 함께 노벨 화학상을 공동 수상했다. 그는 CFC 연구 외에도 핵무기가 대기에 미치는 영향, 지구 온난화 등 다른 중요한 환경 문제에 관한 연구에도 참여했다.

롤런드의 학문적 업적을 기리기 위해 그가 재직했던 캘리포니아 대학교 어바인의 한 건물은 노벨상 수상 연도인 1995년에 '롤런드 홀'(Rowland Hall)로 명명되었다.[19]

2. 3. CFC 연구와 몬트리올 의정서

1964년 캘리포니아 대학교, 어바인(UCI) 화학과 교수로 부임한 롤런드는 1970년대 초 그곳에서 마리오 J. 몰리나와 함께 연구를 시작했다. 그의 가장 잘 알려진 연구는 스프레이나 냉매 등에 사용되던 염화플루오린화탄소(CFC)가 오존층 파괴에 기여한다는 발견이다. 롤런드는 인공 유기 화합물 가스인 CFC가 성층권에서 태양 복사에 의해 분해되어 염소 원자를 방출하며, 이 염소 원자가 촉매 작용을 통해 다수의 오존 분자를 파괴할 수 있다는 이론을 정립했다. 그는 "높은 고도에서의 태양 광화학 반응이 분해를 일으키기 때문에, 이러한 분자는 대기 중에서 영원히 불활성 상태로 유지될 수 없다는 것을 알고 있었다"고 언급하며, 고고도에서의 화학 반응 메커니즘을 이해하는 것이 중요함을 강조했다.

롤런드와 몰리나의 이 연구 결과는 1974년 과학 저널 ''네이처''에 발표되었으며[19], CFC 문제에 대한 과학적 조사를 촉발하는 중요한 계기가 되었다. 롤런드는 자신의 이론을 뒷받침하기 위해 대기에 대한 많은 측정을 수행했다. 한 실험에서는 전 세계 여러 도시와 지역에서 공기 샘플을 수집하여 CCl3F가 남반구와 북반구 사이에서 매우 빠르게 혼합된다는 사실을 확인했다. 8년 후 같은 측정을 반복했을 때 CCl3F 농도가 꾸준히 증가하고 있음이 나타났다. 또한 그의 연구는 오존층 밀도가 계절에 따라 변화(11월 증가, 4월까지 감소, 여름 안정)하며, 수년에 걸친 데이터 분석 결과 전체적인 오존 수준이 감소하고 있음을 보여주었다.

이러한 연구 결과를 바탕으로 롤런드와 그의 동료들은 대중 및 정치계와 적극적으로 소통하며 다양한 해결책을 제시했고, 이는 단계적으로 CFC의 영향을 줄이는 국제적인 노력으로 이어졌다. 연구 발표 이후, 1978년 미국에서는 CFC를 사용한 에어로졸 스프레이 사용 금지 조치가 시행되었으나, CFC의 실제 생산은 중단되지 않고 곧 이전 수준으로 돌아가는 등 초기 대응에는 한계가 있었다. 그러나 롤런드의 지속적인 노력과 과학적 증거의 축적은 국제적인 규제 논의를 촉진했다. CFC 배출은 처음 캐나다, 미국, 스웨덴, 노르웨이 등 일부 국가에서 규제되기 시작했으며, 1980년대에 들어 빈 협약과 1987년 몬트리올 의정서 채택을 통해 전 세계적인 CFC 규제가 시행되었다. 이 의정서를 통해 공업국들은 CFC 생산을 점진적으로 감축하는 데 합의했다.

CFC가 오존층에 미치는 영향을 규명하고 국제적인 해결 노력을 이끌어낸 공로를 인정받아, 롤런드는 1995년 마리오 몰리나, 파울 크뤼천과 함께 노벨 화학상을 공동 수상했다. 그의 업적을 기리기 위해 캘리포니아 대학교 어바인의 한 건물은 노벨상 수상과 같은 해에 롤런드 홀(Rowland Hall)로 명명되었다.

2. 4. 말년과 사망

1987년에는 미국 국립 과학 아카데미 회장을 지냈고, 1993년에는 미국 과학 진흥 협회 의장을 지냈다. 그의 연구실이 있던 캘리포니아 대학교 어바인의 한 건물은 그의 업적을 기려 노벨상 수여 해인 1995년에 롤런드 홀(Rowland Hall)로 명명되었다.

가족으로는 미술사학자 잉그리드 롤런드와 제프 롤런드 두 자녀와 두 명의 손녀를 두었다. 짧은 기간 건강이 악화된 후, 2012년 3월 10일 캘리포니아주 로스앤젤레스 자택에서 파킨슨병 합병증으로 사망했다.[18][19] 그의 사망 소식을 들은 저명한 화학자이자 절친한 친구인 마리오 몰리나는 "셔리는 제 경력에 지대한 영향을 미쳤으며, 저와 많은 사람들에게 그의 위대함의 그림자 속에서 걷도록 영감을 주었습니다"라고 추모했다.[6]

3. 수상 경력

롤런드는 그의 업적으로 수많은 상을 받았다.

연도수상 내역 및 영예
1976년톨먼상
1979년레오 실라드 강연상
1983년타일러상[21]
1989년일본국제상[21][20]
1989년휘티어 칼리지 명예 이학 박사 학위(Sc.D.)[9]
1990년딕슨상 과학 부문
1993년피터 디바이상
1994년알베르트 아인슈타인 세계 과학상[10]
1994년로저 레벨 메달
1995년노벨 화학상
1995년미국 철학회 회원으로 선출[11]
1996년업적 아카데미 골든 플레이트상[12]
1998년캘리포니아 대학교 어바인 물리 과학 건물이 롤런드 홀로 명명됨[13]
2004년왕립학회 외국인 회원(ForMemRS)으로 선출[14][15][16]
2007년남극의 마운트 롤런드가 그의 이름을 따서 명명됨[17]



또한 미국 예술 과학 아카데미 회원으로 선출되었으며[8], 오하이오주 델라웨어 러더퍼드 B. 헤이즈 고등학교의 STEM 관이 그의 이름을 따서 명명되었다.

롤런드(왼쪽)가 1975년 로체스터 공과대학교에서 상을 받고 있다.



4. 기타

참조

[1] 웹사이트 Laureates of the Japan Prize http://www.japanpriz[...]
[2] 뉴스 F. Sherwood Rowland dies at 84; UC Irvine professor won Nobel Prize http://articles.lati[...] 2016-09-14
[3] 논문 F. Sherwood Rowland (1927–2012)
[4] 논문 Stratospheric sink for chlorofluoromethanes: Chlorine atom-catalysed destruction of ozone
[5] 서적 Nobel Lectures in Chemistry (1991–1995) World Scientific Publishing
[6] 웹사이트 F. Sherwood Rowland – Biographical https://www.nobelpri[...]
[7] 웹사이트 F. Sherwood Rowland http://www.nasonline[...] 2021-12-21
[8] 웹사이트 Frank Sherwood Rowland https://www.amacad.o[...] 2021-12-21
[9] 웹사이트 Honorary Degrees https://www.whittier[...] 2019-11-23
[10] 웹사이트 Albert Einstein World Award of Science 1994 http://www.consejocu[...] 2013-08-13
[11] 웹사이트 APS Member History https://search.amphi[...] 2021-12-21
[12] 웹사이트 Golden Plate Awardees of the American Academy of Achievement https://achievement.[...] American Academy of Achievement
[13] 뉴스 University Dedicates Building to Nobelist https://www.latimes.[...] 2016-09-14
[14] 웹사이트 Fellows of the Royal Society https://royalsociety[...] Royal Society
[15] 웹사이트 Fellowship of the Royal Society 1660–2015 https://docs.google.[...] Royal Society
[16] 논문 Frank Sherwood 'Sherry' Rowland. 28 June 1927—10 March 2012 2020
[17] antarid 2016-02-10
[18] 뉴스 F. Sherwood Rowland, 84, Dies; Raised Alarm Over Aerosols https://www.nytimes.[...] 2012-03-12
[19] 뉴스 F. Sherwood Rowland obituary: Nobel-winning UC Irvine professor who warned of CFCs was 84 http://www.latimes.c[...] 2012-03-12
[20] 웹사이트 ジャパンプライズ（Japan Prize/日本国際賞） https://www.japanpri[...] 2022-10-05
[21] 웹사이트 Laureates of the Japan Prize http://www.japanpriz[...]
[22] 논문 F. Sherwood Rowland (1927–2012)
[23] 논문 Stratospheric sink for chlorofluoromethanes: Chlorine atom-catalysed destruction of ozone


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