Arnold Orville Beckman (Cullom, 10 de abril de 1900 — La Jolla, 18 de maio de 2004) foi um químico estadunidense.
Enquanto professor do Instituto de Tecnologia da Califórnia, ele fundou a Beckman Instruments com base em sua invenção de 1934 do medidor de pH, um dispositivo para medir a acidez (e alcalinidade), mais tarde considerado como tendo "revolucionado o estudo da química e da biologia". Ele também desenvolveu o espectrofotômetro DU, "provavelmente o instrumento mais importante já desenvolvido para o avanço da biociência". Beckman fundou o Shockley Semiconductor Laboratory, a primeira empresa de transistores de silício na Califórnia, dando origem ao Vale do Silício. Em 1965, ele se aposentou como presidente da Beckman Instruments, tornando-se o presidente de seu conselho de administração. Em 23 de novembro de 1981, ele concordou em vender a empresa, que foi então fundida com a SmithKline para formar a SmithKline Beckman. Após a aposentadoria, ele e sua esposa Mabel (1900–1989) foram contados entre os principais filantropos dos Estados Unidos.
National Inking Appliance Company
Em 1934, Millikan encaminhou I. H. Lyons da National Postal Meter Company para Arnold Beckman. Lyons queria uma tinta que não entupisse para que a postagem pudesse ser impressa por máquinas, em vez de ter funcionários lambendo selos. A solução de Beckman foi fazer tinta com ácido butírico, uma substância malcheirosa. Por causa desse ingrediente, nenhum fabricante queria fabricá-lo. Beckman decidiu fazer ele mesmo. Ele fundou a National Inking Appliance Company, obtendo espaço em uma garagem de propriedade do fabricante de instrumentos Fred Henson e contratando dois alunos da Caltech, Robert Barton e Henry Fracker. Beckman desenvolveu e tirou algumas patentes para retinta de fitas de máquinas de escrever, mas comercializá-las não foi bem-sucedida. Esta foi a primeira experiência de Beckman em administrar uma empresa e comercializar um produto e, embora esse primeiro produto tenha falhado, Beckman reaproveitou a empresa para outro produto.
A Sunkist Growers estava tendo problemas com seu próprio processo de fabricação. Limões que não eram vendáveis como produtos eram transformados em pectina ou ácido cítrico, com dióxido de enxofre usado como conservante. Sunkist precisava saber a acidez do produto a qualquer momento, e os métodos colorimétricos então em uso, como leituras de papel de tornassol, não funcionavam bem porque o dióxido de enxofre interferia neles. O químico Glen Joseph, da Sunkist, estava tentando medir eletroquimicamente a concentração de íons de hidrogênio no suco de limão, mas o dióxido de enxofre danificou os eletrodos de hidrogênio e os eletrodos de vidro não reativos produziram sinais fracos e eram frágeis.
Joseph se aproximou de Beckman, que propôs que, em vez de tentar aumentar a sensibilidade de suas medições, ele ampliasse seus resultados. Beckman, familiarizado com sopro de vidro, eletricidade e química, sugeriu um projeto para um amplificador de tubo de vácuo e acabou construindo um aparelho funcional para Joseph. O eletrodo de vidro usado para medir o pH foi colocado em um circuito de grade no tubo de vácuo, produzindo um sinal amplificado que poderia ser lido por um medidor eletrônico. O protótipo foi tão útil que Joseph solicitou uma segunda unidade.
Beckman viu uma oportunidade e, repensando o projeto, decidiu criar um instrumento químico completo que pudesse ser facilmente transportado e usado por não especialistas. Em outubro de 1934, ele registrou o pedido de patente US Patent No. 2 058 761 para seu "acidímetro", mais tarde renomeado como medidor de pH. A Arthur H. Thomas Company, um negociante de instrumentos científicos conhecido nacionalmente com sede na Filadélfia, estava disposto a tentar vendê-lo. Embora custasse US$ 195, aproximadamente o salário mensal inicial de um professor de química na época, era significativamente mais barato do que o custo estimado de construção de um instrumento comparável a partir de componentes individuais, cerca de US$ 500. O medidor de pH original pesava quase 7 kg, mas foi uma melhoria substancial em relação a uma bancada cheia de equipamentos delicados. O medidor mais antigo tinha uma falha de projeto, em que as leituras de pH mudavam com a profundidade de imersão dos eletrodos, mas Beckman corrigiu o problema selando o bulbo de vidro do eletrodo.
Em 8 de abril de 1935, Beckman renomeou sua empresa para National Technical Laboratories, reconhecendo formalmente seu novo foco na fabricação de instrumentos científicos. A empresa alugou quartos maiores na 3330 Colorado Street,e começou a fabricar medidores de pH. O medidor de pH é um dispositivo importante para medir o pH de uma solução e, em 11 de maio de 1939, as vendas foram bem-sucedidas o suficiente para que Beckman deixasse a Caltech para se tornar o presidente em tempo integral dos Laboratórios Técnicos Nacionais. Em 1940, Beckman conseguiu fazer um empréstimo para construir sua própria fábrica de 12 000 pés quadrados em South Pasadena.
Em 1940, o equipamento necessário para medir a energia da luz no espectro visível poderia custar a um laboratório até US$ 3 000, uma quantia enorme na época. Também houve um interesse crescente em examinar os espectros ultravioleta além dessa faixa. Assim como Beckman havia criado um único instrumento fácil de usar para medir o pH, ele estabeleceu como objetivo criar um instrumento fácil de usar para espectrofotometria. A equipe de pesquisa de Beckman, liderada por Howard Cary, desenvolveu vários modelos.
Os novos espectrofotômetros usaram um prisma para separar a luz em seu espectro de absorção e um fototubo para medir eletricamente a energia da luz em todo o espectro. Eles permitiram que o usuário traçasse o espectro de absorção de luz de uma substância, dando uma "impressão digital" padronizada, característica de um composto. Com o modelo D de Beckman, mais tarde conhecido como espectrofotômetro DU, os Laboratórios Técnicos Nacionais forneceram com sucesso o primeiro instrumento único fácil de usar contendo os componentes ópticos e eletrônicos necessários para a espectrofotometria de absorção ultravioleta. O usuário pode inserir uma amostra, discar o comprimento de onda desejado da luz e ler a quantidade de absorção dessa frequência a partir de um medidor simples. Ele produziu espectros de absorção precisos nas regiões ultravioleta e visível do espectro com relativa facilidade e precisão repetível. O National Bureau of Standards realizou testes para certificar que os resultados do DU eram precisos e repetíveis e recomendou seu uso.
O espectrofotômetro DU de Beckman foi referido como o "modelo T" dos instrumentos científicos: "Este dispositivo simplificou e agilizou para sempre a análise química, permitindo que os pesquisadores realizassem uma medição quantitativa com precisão de 99,9% de uma substância em minutos, em oposição às semanas exigidas anteriormente para resultados de apenas 25% de precisão. "Theodore L. Brown observa que "revolucionou a medição de sinais de luz de amostras". O ganhador do Prêmio Nobel Bruce Merrifield é citado como chamando o espectrofotômetro DU de "provavelmente o instrumento mais importante já desenvolvido para o avanço da biociência".
O desenvolvimento do espectrofotômetro também teve relevância direta para o esforço de guerra. Por exemplo, o papel das vitaminas na saúde estava sendo estudado, e os cientistas queriam identificar alimentos ricos em vitamina A para manter os soldados saudáveis. Os métodos anteriores envolviam alimentar ratos por várias semanas e, em seguida, realizar uma biópsia para estimar os níveis de vitamina A. O espectrofotômetro DU produziu melhores resultados em questão de minutos. O espectrofotômetro DU também foi uma ferramenta importante para os cientistas que estudam e produzem a nova droga milagrosa penicilina. No final da guerra, as empresas farmacêuticas americanas produziam 650 bilhões de unidades de penicilina por mês. Grande parte do trabalho realizado nesta área durante a Segunda Guerra Mundial foi mantido em segredo até depois da guerra.