Роберт Гор

Роберт Гор — американский изобретатель, инженер-химик и предприниматель, один из основателей компании W. L. Gore & Associates, известной производством водонепроницаемой мембранной ткани Gore-Tex и других продуктов на основе фторполимеров. Ключевое изобретение Гора — процесс вытяжки политетрафторэтилена (ПТФЭ), позволивший создать пористый материал, получивший название расширенный политетрафторэтилен (ePTFE). Гор считается пионером в области промышленного применения фторполимеров и создателем технологии, которая нашла применение в текстильной, медицинской, электронной и аэрокосмической промышленности.

Биография

Ранние годы и образование

Роберт Уилсон Гор (Robert Wilson Gore) родился 15 апреля 1926 года в Солт-Лейк-Сити, штат Юта, США. Его отец, Уилберт Ли Гор (Wilbert Lee Gore), был инженером-химиком, а мать — домохозяйкой. Детство Роберта прошло в городе Ньюарк, штат Делавэр, куда семья переехала в связи с работой отца в компании DuPont. Уилберт Гор работал над созданием и совершенствованием политетрафторэтилена (ПТФЭ), известного под торговой маркой «Тефлон». Интерес к химии и материаловедению сформировался у Роберта под влиянием отца.

После окончания средней школы Гор поступил в Университет Делавэра, где в 1948 году получил степень бакалавра по химическому машиностроению. Затем он продолжил обучение в Университете Миннесоты, где в 1950 году защитил магистерскую диссертацию, а в 1953 году — докторскую степень (Ph.D.) по химическому машиностроению. Докторская диссертация Гора была посвящена исследованию свойств фторполимеров.

Карьера в DuPont и основание собственной компании

После защиты докторской диссертации Гор в течение нескольких лет работал в исследовательском отделе компании DuPont, занимаясь разработкой новых полимерных материалов. Однако его взгляды на коммерческий потенциал ПТФЭ расходились с политикой компании. В 1958 году Уилберт Гор, уволившись из DuPont, основал собственную компанию W. L. Gore & Associates, первоначально занимавшуюся производством изолированных кабелей на основе ПТФЭ для электронной промышленности. Роберт Гор присоединился к семейному бизнесу, став главным инженером и техническим директором.

Изобретение ePTFE

В 1969 году, работая над улучшением свойств ПТФЭ для кабельной изоляции, Роберт Гор провёл эксперимент, который кардинально изменил направление развития компании. Он нагревал стержень из ПТФЭ и медленно растягивал его вручную. В результате этого процесса полимерная структура разрушилась, образовав пористую, микроскопическую сеть из волокон и узлов. Этот материал, названный расширенным политетрафторэтиленом (ePTFE), обладал уникальными свойствами: он был чрезвычайно прочным, химически стойким, гидрофобным (отталкивал воду) и одновременно пропускал воздух.

Гор запатентовал процесс вытяжки ПТФЭ в 1970 году (патент США № 3,953,566). Это изобретение стало основой для создания линейки продуктов, включая водонепроницаемую дышащую мембрану Gore-Tex (запатентована в 1976 году), медицинские имплантаты (сосудистые протезы, шовные нити), фильтры для промышленности и уплотнители для аэрокосмической отрасли.

Дальнейшая деятельность

После изобретения ePTFE Роберт Гор сосредоточился на развитии компании и внедрении новых технологий. Он занимал должность президента и председателя совета директоров W. L. Gore & Associates, а также активно участвовал в разработке продуктов. В 1980-х годах под его руководством компания вышла на рынок медицинских изделий, а в 1990-х — на рынок спортивной одежды и обуви. Гор отошёл от оперативного управления в 2000-х годах, оставаясь членом совета директоров до конца жизни.

Личная жизнь и смерть

Роберт Гор был женат на Джейн Гор (Jane Gore), у них родилось пятеро детей. Он увлекался альпинизмом, лыжным спортом и путешествиями. Гор был известен своей скромностью и непубличностью, предпочитая сосредотачиваться на инженерной работе, а не на публичной славе. Роберт Гор скончался 17 сентября 2020 года в возрасте 94 лет в своём доме в Ньюарке, штат Делавэр.

Изобретение и технология

Суть процесса

Изобретение Роберта Гора заключается в механической обработке политетрафторэтилена (ПТФЭ). Исходный материал — гранулы ПТФЭ — прессуется в заготовку, которая затем нагревается до температуры выше точки плавления кристаллической фазы (около 327 °C). После этого заготовка подвергается одноосному или двухосному растяжению с контролируемой скоростью. В результате полимерная матрица разрушается, образуя фибриллярную структуру: тонкие волокна (фибриллы) соединяют более плотные узлы. Процесс называется «вытяжкой» (stretching) или «расширением» (expansion).

Свойства ePTFE

Полученный материал — ePTFE — обладает рядом уникальных свойств:

• Постоянная пористость: объём пор может достигать 70–90 % от общего объёма материала.
• Гидрофобность: материал отталкивает воду, не пропуская её в жидкой фазе, но пропуская водяной пар.
• Химическая стойкость: ePTFE устойчив к воздействию кислот, щелочей, органических растворителей и окислителей.
• Термостойкость: сохраняет свойства в диапазоне от -200 °C до +260 °C.
• Биосовместимость: не вызывает отторжения при имплантации в организм человека.
• Низкий коэффициент трения.

Патентная защита

Роберт Гор получил несколько патентов на процесс получения ePTFE и его применение. Основной патент — US 3,953,566 «Process for producing porous products» (1976). Позднее были запатентованы способы изготовления мембран, нитей, трубок и других изделий из ePTFE. Патентная защита позволила компании W. L. Gore & Associates на протяжении десятилетий сохранять монополию на производство ePTFE.

Продукты на основе ePTFE

Gore-Tex

Наиболее известный продукт — мембранная ткань Gore-Tex, используемая в производстве водонепроницаемой и дышащей одежды, обуви и аксессуаров. Технология Gore-Tex заключается в ламинировании слоя ePTFE между внешней тканью и внутренней подкладкой. Мембрана пропускает испарения тела наружу, но не пропускает воду внутрь. Продукция Gore-Tex широко применяется в спортивной, туристической и военной экипировке.

Медицинские изделия

ePTFE используется в хирургии для изготовления:

• Сосудистых протезов (шунтов, стентов).
• Шовных нитей (Gore-Tex Suture).
• Пластырей для герметизации тканей.
• Имплантатов для челюстно-лицевой хирургии.

Биосовместимость и устойчивость к биодеградации делают ePTFE подходящим материалом для долгосрочной имплантации.

Промышленные фильтры

Пористая структура ePTFE позволяет использовать его в качестве фильтрующего материала для очистки газов и жидкостей. Фильтры на основе ePTFE применяются в химической, фармацевтической, пищевой и электронной промышленности для удаления частиц размером до 0,02 микрона.

Уплотнители и прокладки

ePTFE используется для изготовления уплотнительных прокладок, сальников и манжет, работающих в агрессивных средах и при экстремальных температурах. Такие уплотнители применяются в нефтегазовой, химической и аэрокосмической промышленности.

Электроизоляция

ePTFE используется в качестве изоляции для высокочастотных кабелей и проводов, а также в производстве печатных плат. Низкая диэлектрическая проницаемость и высокая термостойкость делают его незаменимым в радиоэлектронике и авиастроении.

Влияние и наследие

Научное и технологическое значение

Изобретение Роберта Гора считается одним из ключевых достижений в области полимерной химии и материаловедения второй половины XX века. Технология ePTFE открыла путь к созданию материалов с заданной пористостью, что ранее было недоступно для фторполимеров. Метод вытяжки ПТФЭ стал основой для целого класса продуктов, используемых в самых разных отраслях.

Коммерческий успех

Компания W. L. Gore & Associates, основанная на изобретении Гора, превратилась в многомиллиардную корпорацию с годовым оборотом более 3 миллиардов долларов (на 2020 год). Компания известна своей уникальной корпоративной культурой, основанной на принципах «плоской» иерархии, отсутствия формальных должностей и поощрения инноваций. Роберт Гор, наряду с отцом, считается создателем этой модели управления.

Признание

Роберт Гор был удостоен ряда наград, включая:

• Медаль Перина (Perkin Medal) — высшая награда Американского химического общества за вклад в химическую промышленность (2005).
• Золотая медаль имени Джона Скотта (John Scott Award) за изобретения, приносящие пользу человечеству (2006).
• Включение в Национальный зал славы изобретателей (National Inventors Hall of Fame) (2017).

Критика и ограничения

Экологические аспекты

Производство и утилизация продуктов на основе фторполимеров, включая ePTFE, связаны с экологическими рисками. ПТФЭ не разлагается в природных условиях, а его производство требует использования перфторированных соединений (ПФАС), которые могут накапливаться в окружающей среде и организме человека. Компания W. L. Gore & Associates неоднократно подвергалась критике со стороны экологов за недостаточный контроль за выбросами ПФАС. В 2020-х годах компания объявила о поэтапном отказе от использования некоторых типов ПФАС в производстве.

Стоимость

Продукция на основе ePTFE, особенно мембранная ткань Gore-Tex, отличается высокой стоимостью по сравнению с аналогами из других материалов. Это ограничивает её массовое распространение в бюджетном сегменте рынка.

Сложность переработки

Из-за химической стойкости и термостойкости ePTFE практически не поддаётся вторичной переработке. Большая часть отходов производства и изделий с истёкшим сроком службы отправляется на свалки или сжигается, что усугубляет экологические проблемы.

Источники

1. Gore, R. W. (1976). Process for producing porous products. US Patent 3,953,566.
2. W. L. Gore & Associates. (2020). History of Innovation. Corporate website.
3. National Inventors Hall of Fame. (2017). Robert W. Gore. Biography.
4. American Chemical Society. (2005). Perkin Medal Award to Robert W. Gore.
5. Environmental Science & Technology. (2019). Perfluorinated Compounds in Textile Production.
6. The New York Times. (2020). Robert W. Gore, Inventor of Gore-Tex, Dies at 94.