Seine ersten wissenschaftlichen Beiträge stammten aus der Fortsetzung seiner Doktorarbeit, die sich mit Glühlampen beschäftigte. Durch die Verbesserung der Vakuumtechnik konnte er die Hochvakuumglühlampe entwickeln. Ein Jahr später entdeckte er, dass die Lebensdauer eines Wolfram-Filaments durch Füllung der Lampe mit einem inertenGas wie z. B. Argon verlängert werden konnte. Weitere Untersuchungen zu Filamenten im Vakuum und verschiedenen Gasbedingungen führten ihn zum Studium von geladenen Partikeln aus heißen Filamenten (thermoionische Emission).
Langmuir war einer der ersten Wissenschaftler, der mit Plasma arbeitete, und er war der erste, der diesen ionisierten Gasen diesen Namen gab. Er entwickelte das Konzept der Elektronentemperatur und erfand 1924 eine Methode um diese Temperatur zu messen, die nach ihm benannte Langmuir-Sondenmessung.
Während des Ersten Weltkrieges leitete Langmuir im Auftrag der Marine eine Arbeitsgruppe zur U-Boot-Ortung.[3]
1916 konnte Langmuir experimentell zeigen, dass Gasmoleküle nicht elastisch von Oberflächen abspringen, sondern als Monolage adsorbieren.[4] Die daraus abgeleitete Langmuir-Isotherme gehört zu den fundamentalen Modellen der Physisorption und Chemisorption von Stoffen an Grenzflächen. 1917 stieß Katherine Blodgett zu General Electric. Zusammen entwickelten sie das Konzept der Monolage und der zweidimensionalen Physik, die solche Oberflächen beschreibt, weiter. Neben Gasadsorption an Feststoffen beschäftigten sie sich vermehrt mit Grenzschichten von organischen Molekülen und Polymeren an Wasser-Luft Grenzflächen, die deshalb Langmuir-Blodgett-Schichten genannt werden. 1932 erhielt Langmuir für seine „Entdeckungen und Untersuchungen zur Oberflächenchemie“ den Nobelpreis für Chemie. Die Einheit für die Dosis in der Oberflächenchemie Langmuir war nach ihm benannt.
Nach 1938 interessierte sich Langmuir vermehrt für Atmosphärenwissenschaften und Meteorologie. Er beobachtete durch Wind gebildete, regelmäßige Algenschwaden an der Meeresoberfläche und beschrieb als Erster das Phänomen der später nach ihm benannten Langmuir-Zirkulation. Außerdem widerlegte er mittels einfacher physikalischer Argumente den damals verbreiteten Irrtum, Rachendasseln seien mit über 1200 km/h die schnellsten fliegenden Lebewesen der Welt.[5] 1953 führte er in einem Vortrag den Begriff Pathologische Wissenschaft ein.[6]
In den 1940er Jahren untersuchte er bei General Electric mit Vincent Schaeffer künstliche Wetterbeeinflussung durch Impfen der Wolken mit Trockeneis (später schlug Bernard Vonnegut bei General Electric dazu Silberjodid vor).
Len Fisher: Reise zum Mittelpunkt des Frühstückseis. Streifzüge durch die Physik der alltäglichen Dinge. Erste Auflage. Campus, Frankfurt am Main / New York NY 2003, ISBN 3-593-37193-6, S.147, 163f., 266f., 270 (englisch: How to dunk a doughnut. Übersetzt von Carl Freytag).
George Wise: Irving Langmuir (1881–1957). In: Paul A. Redhead (Hrsg.): Vacuum Science and Technology: Pioneers of the 20th Century. 1997, ISBN 1-56396-248-9, S.79–82 (englisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
C. Guy Suits, Miles J. Martin: National Academy of Sciences: Irving Langmuir 1881–1957. A Biographical Memoir. Washington DC, NAS 1974 (online, PDF)
↑Johannes-Geert Hagmann: Wie sich die Physik Gehör verschaffte – Die amerikanischen Physiker engagierten sich im Ersten Weltkrieg mit "praktischer" Forschung. Physik Journal 14 (2015), Nr. 11, S. 43–46.
