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Nikolaï Nikolaïevitch Semionov (en russe : Николай Николаевич Семёнов) né le 15 avril (3 avril selon l'ancien calendrier julien) 1896 et mort le 25 septembre 1986, est l'un des fondateurs de la chimie physique, créateur de la théorie des polymères et auteur de travaux sur la cinétique des réactions chimiques. Récompensé pour ce travail par le prix Nobel 1956 de chimie, il fut également lauréat de nombreux prix soviétiques (1941, 1949, 1976) et de la médaille d'or Lomonosov de l'Académie des sciences d'URSS (1970).
Nikolaï Semionov naît à Saratov. Il étudie entre 1913 et 1917 au sein du département de physique de l'université de Petrograd (aujourd'hui Saint-Pétersbourg), où il est élève d’Abram Ioffé. Après l'obtention de son diplôme, il s'installe en 1918 à Samara, où il est enrôlé dans les rangs de l'armée blanche de Koltchak pendant la guerre civile russe.
En 1920, il est de retour à Petrograd et se voit confier le laboratoire des phénomènes électroniques de l'Institut physico-technique de Petrograd. Il devient également vice-directeur de l'institut. En 1921, il épouse une élève de Zhirmunsky, la philologue Maria Boreishe-Liverovsky. Elle meurt prématurément deux ans plus tard. En 1923, Nikolaï Semionov épouse en secondes noces la nièce de Maria, Natalia Nikolaïevna Burtseva. Elle donne à Nikolaï un fils, Youri, et une fille, Ludmila.
C'est pendant cette période troublée que Semionov découvre, de concert avec Piotr Kapitsa, une façon de mesurer le champ magnétique du noyau d'un atome, en 1922. La méthode expérimentale sera plus tard améliorée par Otto Stern et Walther Gerlach, et prendra le nom d’expérience de Stern-Gerlach.
En 1925, Semionov, avec Yakov Frenkel, étudie la cinétique de la condensation et de l'absorption de vapeurs. En 1927, il étudie l'ionisation des gaz et publie un ouvrage important intitulé « La chimie de l'électron ». En 1928 il établit, conjointement avec Vladimir Fock, une théorie de décharge thermale disruptive des diélectriques.
Il est nommé professeur à l'Institut polytechnique de Petrograd, rebaptisée Leningrad, en 1928 ; en 1931, il met sur pied l'Institut de chimie-physique de l’Académie des sciences d'URSS et en devient le premier directeur. En 1932, il devient membre de plein droit de l'Académie des sciences soviétique, après en avoir été correspondant.
En 1943, il devient professeur et directeur de l'université d'État de Moscou, ville où il décède le 25 septembre 1986.
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