Paweł Flory - Paul Flory

Paweł Flory
Paweł Flory 1973.jpg
Flory w 1973
Urodzić się
Paweł Jan Flory

( 1910-06-19 )19 czerwca 1910
Zmarł 9 września 1985 (1985-09-09)(w wieku 75 lat)
Narodowość Stany Zjednoczone
Alma Mater Manchester University (Indiana) i Ohio State University
Znany z Chemia
polimerów Fizyka polimerów
Konwencja
Flory Równanie Flory'ego-Foxa
Teoria rozwiązań Flory'ego-Hugginsa
Równanie Flory'ego-Rehnera
Rozkład
Flory'ego-Schulza Teoria Flory'ego-Stockmayera
Losowa adsorpcja sekwencyjna
Polimer w kształcie gwiazdy Samounikający
spacer
Nagrody Nagroda Nobla w dziedzinie chemii (1974)
Narodowy Medal Nauki (1974)
Medal Priestleya (1974)
Medal Perkina (1977)
Medal Elliotta Cressona (1971)
Nagroda Petera Debye'a (1969)
Medal Charlesa Goodyeara (1968) Medal
Colwyna (1954)
Kariera naukowa
Pola Chemia fizyczna z polimerów
Instytucje DuPont , Stanford University , Carnegie Mellon University , Cornell University
Doradca doktorski Herrick L. Johnston

Paul John Flory (19 czerwca 1910 – 9 września 1985) był amerykańskim chemikiem i laureatem Nagrody Nobla , znanym ze swojej pracy w dziedzinie polimerów , czyli makrocząsteczek . Był czołowym pionierem w zrozumieniu zachowania polimerów w roztworze i otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1974 r. „za podstawowe osiągnięcia, zarówno teoretyczne, jak i eksperymentalne, w chemii fizycznej makrocząsteczek”.

Biografia

Życie osobiste

Urodzony w Sterling w stanie Illinois 19 czerwca 1910 r. był naukowcem Paul Flory. Został wychowany przez Ezrę Flory i Nee Marthę Brumbaugh. Jego ojciec pracował jako duchowny-wychowawca, a matka była nauczycielką w szkole. Po raz pierwszy zainteresował się nauką od Carla W Holla, profesora chemii. Holl został zatrudniony w Indianie w Manchester College jako profesor chemii. W 1936 poślubił Emily Katarzynę Tabor. On i Emily mieli razem troje dzieci; Susan Springer, Melinda Groom i Paul John Flory jr. Mieli też pięcioro wnucząt. Wszystkie jego dzieci robiły karierę w dziedzinie nauki. Po ukończeniu Elgin High School w Elgin, Illinois w 1927, Flory uzyskała tytuł licencjata w Manchester College (Indiana) (obecnie Manchester University) w 1931 oraz doktorat. z Ohio State University w 1934. Jego pierwsze stanowisko było w DuPont z Wallace Carothers . Został pośmiertnie wprowadzony do Hall of Fame Alpha Chi Sigma w 2002 roku. Flory zmarł 9 września 1985 roku z powodu masywnego zawału serca. Jego żona Emily zmarła w 2006 roku w wieku 94 lat.

Szkolenie

Flory uczęszczała do szkoły podyplomowej na Ohio State University. Początkowo rozpoczął studia na uniwersytecie na kierunku właśnie nauki fizyczne. Badania związane z jego pracą obejmowały badania fotochemii i spektroskopii. Ukończył doktorat. na Ohio State University w 1934. Podczas studiów na Ohio State University odkrył, że wraz ze spadkiem temperatury polimer kurczy się. Prowadzi to do powstania sił równoważących między sobą temperaturę. Skończył z uzyskaniem tytułu magistra chemii organicznej. Otrzymał swoich mistrzów w chemii organicznej, a nie w fizyce z powodu niepewności. Po zmierzeniu się ze swoim strachem, w 1934 roku ukończył studia doktoratem z chemii fizycznej. W trakcie robienia doktoratu promotorem był Herriacc Johnston z pracą magisterską dotyczącą fotochemii tlenku azotu. W 1934, po uzyskaniu stopnia doktora, wstąpił do Wydziału Centralnego Dupont and Company. W całej tej organizacji zainteresował się podstawami polimeryzacji i systemami polimerowymi. Flory odkrył, że polimery, które są ważnymi przedmiotami nauki, okazały się zaraźliwe. Udowodnił hipotezę Staudingera i Carothersa, że ​​„polimery są w rzeczywistości kowalencyjnie połączonymi makrocząsteczkami”. Po śmierci Carother w 1937 roku Flory przez dwa lata pracował w Laboratorium Badawczym na Uniwersytecie w Cincinnati.

Praca

W czasie II wojny światowej istniała potrzeba badań związanych z rozwojem kauczuku syntetycznego. Flory ponownie zaangażował się w pracę w branży. Pierwszą branżą, w której pracowaliśmy od 1940 do 1943 roku, była firma Standard Oil Development Company. Który znajduje się w Linden, NJ. Praca tutaj pomogła mu w opracowaniu mechanicznej teorii statystycznej mieszanin polimerowych. W latach 1943-1948 było Laboratorium Badawczym Goodyear Tire and Rubber Company. W rzeczywistości był dyrektorem ds. badań w Goodyear Tire and Rubber Company, kierując zespołem ds. badań nad polimerami.

Po pracy w branży, Flory wyjechała do pracy na Uniwersytecie Cornell na wykład. Wykład odbywał się z nierezydentami George'a Fishera Bakera. Podczas wykładu Flory była w stanie przestudiować i zrozumieć sposób leczenia efektu wykluczonej objętości. Według polimerów nobelprize.org „nie byłyby asymptotyczne z długością łańcucha, to znaczy, że obawa przed wykluczeniem segmentu łańcucha z zajmowanej przestrzeni wzrastałaby bez ograniczeń w miarę wydłużania się łańcucha. To była objętość dotycząca konfiguracji łańcuchów polimerowych. W 1957 Flory i jego rodzina postanowili przeprowadzić się do Pittsburgha w Pensylwanii. Powodem, dla którego on i jego rodzina przeprowadzili się z Nowego Jorku do Pensylwanii, było to, że mógł opracować program podstawowych badań chemicznych w Carnegie Mellon Institute. Po pracy w Carnegie Mellon Institute przyjął stanowisko profesora na Uniwersytecie Stanforda na wydziale chemii. Podczas pobytu na Uniwersytecie Stanforda zmienił kierunek badań. Zmiana poglądu w jego badaniach ma związek z konfiguracją przestrzenną związaną z cząsteczkami łańcuchowymi. Ma to związek z zabiegami konfiguracyjnymi związanymi z cząsteczkami łańcuchowymi. Leczenie polega na właściwościach zależnych za pomocą metod matematycznych. Leczeniem są nie tylko metody matematyczne, ale także termodynamika roztworów. Po przejściu na emeryturę Flory nadal był bardzo aktywny w świecie chemii. Był konsultantem Duponta i IBM, niedługo po przejściu na emeryturę. Flory był również zaangażowany w badania fundamentów w Związku Radzieckim rozpoczęte przez profesora MV Volkensteina i jego współpracowników. Współpracował także z nieżyjącym już profesorem Kazuo Nagai w Japonii. Czuł potrzebę walki o uciskanych w różnych krajach naukowców. Ponadto przemawiał także jako „Głos Ameryki” podczas audycji w Europie Wschodniej i Związku Radzieckim. Flory pracował również w „Komisji Praw Człowieka”, która jest znana jako Narodowa Akademia Nauk w latach 1979-1984. W 1980 r. pracował jako delegat na forum naukowym w Hamburgu.

Badania

Po uzyskaniu doktoratu w 1934 zajmował się różnorodnymi zagadnieniami z chemii fizycznej. Ma to związek z kinetyką i mechanizmami substancji polimerowych. Dotyczących rozkładu masy molowej, rozwiązania termodynamiki i hydrodynamiki. Ponadto w 1934 roku był w stanie również odkryć, że łańcuchy polimerowe będą rosły, jeśli zostaną zmieszane z innymi cząsteczkami, gdy będą obecne. Flory odkryła także rozumienie terminu „theta”. Innymi słowy, jest stałą hydrodynamiki. Z punktem theta, czyli oddziaływaniami z neutralnymi objętościami. Podsumowując, opracowanie punktu theta zostało potwierdzone i przebadane w różnych laboratoriach przez wielu naukowców. W całym punkcie theta badano zarówno polimery naturalne, jak i syntetyczne. Przez cały ten czas zapewniono lepsze zrozumienie makrocząsteczek. Pomogło to w stworzeniu podstaw pod racjonalne interpretacje pomiarów fizycznych. Pomiary mają związek zarówno z roztworami polimerów, jak i charakterystykami ilościowymi. Niektóre prace wykonane w tym czasie przez Paula Flory'ego obejmują rozwój korelacji ilościowych między cząsteczkami łańcucha a strukturą chemiczną właściwości. Ma to związek ze sposobem, w jaki składają się polimery i co składają się z polimerów. Jeden kawałek materiału utworzonego przez polimery to plastik. W połowie lat 30. Flory odkrył, jak polimery rozpuszczają się w rozpuszczalniku. Prowadzi to do rozciągnięcia, co jest spowodowane siłami zarówno polimerów, jak i części rozpuszczalnika. Miał nawet część znalezienia rozwiązania dla polimerów.

Kariera i nauka o polimerach

Najwcześniejsza praca Flory'ego w nauce o polimerach dotyczyła kinetyki polimeryzacji w Stacji Doświadczalnej DuPont . W polimeryzacji kondensacyjnej zakwestionował założenie, że reaktywność grupy końcowej zmniejszała się wraz ze wzrostem makrocząsteczki, a argumentując, że reaktywność była niezależna od rozmiaru, był w stanie wyprowadzić wynik, że liczba obecnych łańcuchów zmniejszała się wykładniczo z rozmiarem . W polimeryzację , wprowadził ważną koncepcję przeniesienia łańcucha do poprawy równań kinetycznych i usunąć trudności w zrozumieniu rozkład wielkości polimer.

W 1938 roku, po śmierci Carothersa, Flory przeniósł się do Laboratorium Badawczego Nauk Podstawowych na Uniwersytecie w Cincinnati . Tam opracował matematyczną teorię polimeryzacji związków zawierających więcej niż dwie grupy funkcyjne oraz teorię sieci polimerowych lub żeli . Doprowadziło to do powstania teorii żelowania Flory'ego-Stockmayera , która jest odpowiednikiem perkolacji na siatce Bethe i faktycznie stanowi pierwszy artykuł w dziedzinie perkolacji.

W 1940 roku dołączył do laboratorium w Linden, NJ firmy Standard Oil Development Company, gdzie opracował statystyczną teorię mechaniczną mieszanin polimerów. W 1943 odszedł, aby dołączyć do laboratoriów badawczych Goodyeara jako szef grupy zajmującej się podstawami polimerów. Wiosną 1948 roku Peter Debye , ówczesny przewodniczący wydziału chemii na Cornell University , zaprosił Flory'ego do wygłaszania corocznych wykładów Bakera. Jesienią tego samego roku zaproponowano mu stanowisko na wydziale. Został inicjowany w rozdziale Tau Alpha Chi Sigma w Cornell w 1949. W Cornell opracował i udoskonalił swoje Wykłady Bakera w swoim opus magnum, Principles of Polymer Chemistry, które zostało opublikowane w 1953 przez Cornell University Press . Ten szybko stał się standardowym tekstem dla wszystkich pracowników zajmujących się polimerami i jest powszechnie używany do dziś.

Flory wprowadził do polimerów koncepcję objętości wykluczonej , ukutą przez Wernera Kuhna w 1934 roku. Wykluczona objętość odnosi się do idei, że jedna część cząsteczki o długim łańcuchu nie może zajmować przestrzeni, która jest już zajęta przez inną część tej samej cząsteczki. Objętość wykluczona powoduje, że końce łańcucha polimeru w roztworze są dalej od siebie (średnio) niż byłyby, gdyby nie było objętości wykluczonej. Uznanie, że wykluczona objętość była ważnym czynnikiem w analizie długołańcuchowych cząsteczek w roztworach, zapewniło ważny przełom koncepcyjny i doprowadziło do wyjaśnienia kilku zagadkowych wyników eksperymentalnych z tamtych czasów. Doprowadziło to również do koncepcji punktu theta , zestawu warunków, w których można przeprowadzić eksperyment, który powoduje zneutralizowanie efektu objętości wykluczonej. W punkcie theta łańcuch powraca do idealnej charakterystyki – eliminowane są interakcje dalekiego zasięgu wynikające z objętości wykluczonej, co pozwala eksperymentatorowi łatwiej mierzyć cechy bliskiego zasięgu, takie jak geometria strukturalna, potencjały rotacji wiązań i interakcje steryczne między bliskimi -sąsiedzkie grupy. Flory prawidłowo stwierdził, że wymiar łańcucha w stopionych polimerach miałby rozmiar obliczony dla łańcucha w idealnym rozwiązaniu, gdyby wykluczone interakcje objętości zostały zneutralizowane przez eksperymentowanie w punkcie theta.

Wśród jego osiągnięć jest oryginalna metoda obliczania prawdopodobnego rozmiaru polimeru w dobrym roztworze, teoria rozwiązań Flory'ego-Hugginsa oraz wyprowadzenie wykładnika Flory'ego , który pomaga scharakteryzować ruch polimerów w roztworze.

Konwencja Flory

zobacz konwencję Flory o szczegóły.

W modelowaniu wektorów położenia atomów w makrocząsteczkach często zachodzi konieczność przekształcenia współrzędnych kartezjańskich (x,y,z) na współrzędne uogólnione . Zwykle stosuje się konwencję Flory do definiowania zaangażowanych zmiennych. Na przykład wiązanie peptydowe można opisać pozycjami x,y,z każdego atomu w tym wiązaniu lub można zastosować konwencję Flory. Tu trzeba znać długości wiązań , kąty obligacji oraz kątów dwuściennych . Zastosowanie konwersji wektorowej ze współrzędnych kartezjańskich na współrzędne uogólnione opisze tę samą trójwymiarową strukturę przy użyciu konwencji Flory'ego.

Nagrody

W 1968 otrzymał Medal Charlesa Goodyeara . Otrzymał również Medal Priestleya i nagrodę Złotej Płyty Amerykańskiej Akademii Osiągnięć w 1974. Flory otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1974 „za fundamentalne osiągnięcia teoretyczne i eksperymentalne w chemii fizycznej makrocząsteczek”. Dodatkowo w 1974 roku Flory została odznaczona Narodowym Medalem Nauki Fizycznej. Medal wręczył mu prezydent Gerald Ford . Nagrodę tę otrzymał za badania nad "tworzeniem i strukturą substancji polimerowych".

Opublikowane książki

Z ponad 300 pracami, zarówno opublikowanymi, jak i nieopublikowanymi, podczas jego wykładów na Uniwersytecie z badaniami i nauczaniem doprowadził do jego pierwszej opublikowanej książki. Książka opublikowana przez Cornell University została nazwana „Principles of Polymer Chemistry”. Książka była wówczas podstawą wykorzystania informacji dla studentów studiów licencjackich. Była to standardowa zasada przez wiele dziesięcioleci, stosowana przez wielu profesorów. Inną książką wydaną przez Flory była „Statystyczna mechanika molekuł łańcuchowych”. Książka została opublikowana w 1969 i pracowała nad podsumowaniem różnych części, zarówno teorii cząsteczek, jak i zastosowań. W 1985 roku książka napisana przez Paula Flory'ego zatytułowana „Wybrane dzieła Paula Flory'ego”. To podsumowało wiele jego pracy i studiów.

Bibliografia

  • Flory, Paweł. (1953) Zasady chemii polimerów . Wydawnictwo Uniwersytetu Cornella. ISBN  0-8014-0134-8 .
  • Flory, Paweł. (1969) Statystyczna mechanika cząsteczek łańcuchowych . Międzynauka. ISBN  0-470-26495-0 . Wznowienie 1989. ISBN  1-56990-019-1 .
  • Flory, Paweł. (1985) Wybrane dzieła Paula J. Flory'ego . Wydawnictwo Uniwersytetu Stanforda. ISBN  0-8047-1277-8 .

Bibliografia

Linki zewnętrzne