Paul Flory - Paul Flory

Paul Flory
Paul Flory 1973.jpg
Flory 1973 -ban
Született
Paul John Flory

( 1910-06-19 )1910. június 19
Sterling, Illinois
Meghalt 1985. szeptember 9 (1985-09-09)(75 évesen)
Big Sur, Kalifornia
Állampolgárság Egyesült Államok
alma Mater Manchester University (Indiana) és Ohio State University
Ismert Polimer kémia
Polimer fizika
Flory konvenció
Flory – Fox egyenlet
Flory – Huggins megoldáselmélet
Flory – Rehner egyenlet
Flory – Schulz eloszlás
Flory-Stockmayer elmélet
Véletlenszerű szekvenciális adszorpció
Csillag alakú polimer
Önkerülő séta
Díjak Kémiai Nobel-díjat (1974),
National Medal of Science (1974)
Priestley-érem (1974)
Perkin-érem (1977)
Elliott Cresson érem (1971),
Peter Debye-díj (1969)
Charles Goodyear Medal (1968)
Colwyn érem (1954)
Tudományos karrier
Mezők A polimerek fizikai kémiája
Intézmények DuPont , Stanford Egyetem , Carnegie Mellon Egyetem , Cornell Egyetem
Doktori tanácsadó Herrick L. Johnston

Paul John Flory (1910. június 19. - 1985. szeptember 9.) amerikai vegyész és Nobel -díjas, aki a polimerek vagy makromolekulák területén végzett munkájáról volt ismert . Vezető úttörő volt a polimerek oldatban való viselkedésének megértésében , és 1974 -ben elnyerte a kémiai Nobel -díjat "a makromolekulák fizikai kémiájában elért alapvető elméleti és kísérleti eredményeiért".

Életrajz

Magánélet

Paul Flory tudós, 1910. június 19 -én született Sterlingben, Illinois államban. Ezra Flory és Nee Martha Brumbaugh nevelte fel. Édesapja lelkész-nevelőként dolgozott, édesanyja iskolai tanár volt. A tudomány iránti érdeklődését először Carl W Holltól, aki a kémia professzora volt. Holl Indiana -ban, a Manchester College -ban dolgozott kémiaprofesszorként. 1936 -ban feleségül vette Emily Catherine Tabort. Emilyvel három közös gyermekük született; Susan Springer, Melinda Groom és Paul John Flory ifj. Öt unokájuk is volt. Minden gyermeke a tudomány területén folytatott karriert. Miután 1927 -ben elvégezte az Elgin High School -t Elginben, Illinois államban , Flory 1931 -ben diplomát szerzett a Manchester College -ban (Indiana) (ma Manchesteri Egyetem) és Ph.D. Az Ohio Állami Egyetemen 1934 -ben. Első pozíciója a DuPontban volt Wallace Carothersnél . 2002 -ben posztumusz beiktatták az Alpha Chi Sigma Hírességek Csarnokába. Flory 1985. szeptember 9 -én halt meg egy hatalmas szívroham következtében. Felesége, Emily 2006 -ban, 94 éves korában meghalt.

Iskolázás

Flory az Ohio Állami Egyetemen végzős iskolába jár. Eredetileg a fizikai tudomány szakán lépett be az egyetemre. Munkásságának kutatása magában foglalta a fotokémia és a spektroszkópia tanulmányait . Ph.D. -t végzett. Az Ohio Állami Egyetemen 1934 -ben. Az Ohio Állami Egyetemen folytatott tanulmányai során felfedezte, hogy a hőmérséklet csökkenésével a polimer összehúzódik. Ez az egymás hőmérsékletét kiegyenlítő erők létrehozásához vezet. Végül mesterdiplomát kapott szerves kémiából. Mestereit a szerves kémiából, nem pedig a fizikából kapta a bizonytalanság miatt. Miután szembesült a félelmével, 1934 -ben diplomázhatott fizikai kémiai doktori címmel. Doktori címének megszerzése során Herriacc Johnston felügyelte a nitrogén -monoxid fotokémiai dolgozatával. 1934 -ben, miután megszerezte a doktori címet, belépett a Dupont and Company Központi Osztályába. Ebben a szervezetben érdeklődött a polimerizáció és a polimer rendszerek alapjai iránt. Flory felfedezte, hogy a polimerek, amelyek érvényes tudományos tárgyak, fertőzőnek bizonyultak. Bebizonyította Staudinger és Carothers hipotézisét: „a polimerek valójában kovalensen összekapcsolt makromolekulák”. Carother 1937 -es halála után Flory két évig a Cincinnati Egyetem kutatólaboratóriumában dolgozott.

Munka

A második világháború idején kutatásokra volt szükség a szintetikus gumi kifejlesztésével kapcsolatban. Flory újra bekapcsolódott az ipari munkába. Az első iparág, ahol 1940 és 1943 között dolgoztunk, a Standard Oil Development Company volt. Amely található Linden, NJ. Az itt végzett munka segített a polimer keverékek mechanikai statisztikai elméletének fejlesztésében. 1943 és 1948 között a Goodyear Tire and Rubber Company kutatólaboratóriuma volt. Valójában a Goodyear Tire and Rubber Company kutatási igazgatója volt, és vezette a polimerekkel foglalkozó csoportot.

Miután az iparban dolgozott, Flory a Cornell Egyetemre ment dolgozni egy előadásra. Az előadás a George Fisher Baker nem rezidenseknél volt. Az előadás során Flory tanulmányozhatta és megérthette a kirekesztett kötet hatásának kezelésének módját. A nobelprize.org polimerek szerint „nem lenne szimptotikus a lánc hossza szempontjából, azaz a lánc szakaszának kirekesztésével járó félelmek korlátlanul növekednének a lánc megnyúlásával. Ez volt a térfogat a polimer láncok konfigurációjában. 1957 -ben Flory és családja úgy döntött, hogy a pennsylvaniai Pittsburghbe költözik. Ő és családja New Yorkból Pennsylvaniába költözött, mert képes volt arra, hogy a Carnegie Mellon Intézetben kidolgozzon egy kémiai alapkutatási programot. A Carnegie Mellon Intézetben végzett munkája után professzori pozíciót fogadott el a Stanford Egyetemen a kémia tanszéken. Amíg a Stanford Egyetemen járt, megváltoztatta a kutatási irányát. Tanulmányaiban a nézetváltozás a láncmolekulákkal kapcsolatos térbeli konfigurációhoz kapcsolódik. Ennek köze van a konfigurációs kezelésekhez, amelyek a láncmolekulákhoz kapcsolódnak. A kezelés a függő tulajdonságok matematikai módszerekkel. Nem csak a matematikai módszerek az egyetlen kezelés, hanem a megoldások termodinamikája is. Nyugdíjazása után Flory továbbra is nagyon aktív maradt a kémia világában. A Dupont és az IBM tanácsadója volt, nem sokkal nyugdíjba vonulása után. Flory részt vett a Szovjetunió alapjainak tanulmányozásában, amelyet MV Volkenstein professzor és munkatársai kezdtek. Együtt dolgozott a néhai Kazuo Nagai professzorral Japánban. Szükségét érezte a különféle országokban elnyomott tudósokért. Ezen kívül „Amerika Hangjaként” is beszélt a Kelet-Európában és a Szovjetunióban sugárzott adás során. Flory 1979 és 1984 között az „Emberi Jogi Bizottságban” is dolgozott, amelyet Nemzeti Tudományos Akadémiának hívnak. 1980 -ban a hamburgi tudományos fórum küldöttjeként dolgozott.

Kutatás

1934 -ben doktorált, és számos fizikai kémiai kérdéssel foglalkozott. Ennek köze van a polimer anyagok kinetikájához és mechanizmusaihoz. A moláris tömeg eloszlásához, a termodinamika és a hidrodinamika megoldásához. Ezenkívül 1934 folyamán azt is felfedezte, hogy amikor a polimer láncok tovább növekednek, ha jelen vannak más molekulákkal. Flory felfedezte a „théta” kifejezés megértését is. Más szavakkal, a hidrodinamikai állandó. A tétaponttal, azaz a semleges kötetek kölcsönhatásával. A theta -pont kifejlesztésének zárásaként számos tudós megerősítette és számos laboratóriumban tanulmányozta. Mind a természetes, mind a szintetikus polimereket tanulmányozták a théta -pontban. Ennek során a makromolekulák jobb megértését biztosították. Segített az alap megteremtésében a fizikai mérések racionális értelmezése alatt. A mérések összefüggnek mind a polimerek oldataival, mind a mennyiségi jellemzőkkel. Paul Flory idejében befejezett munkái közé tartozik a láncmolekulák és a tulajdonságok kémiai szerkezete közötti mennyiségi összefüggések fejlesztése. Ennek köze van a polimerek összetételéhez és a polimerek összetételéhez. A polimereken keresztül képződött anyag egy darabja műanyag. Az 1930-as évek közepén Flory felfedezte, hogy a polimerek hogyan oldódnak oldószerben. Nyúlványokká váláshoz vezet, amelyet mind a polimerek, mind az oldószerrészek erői okoznak. Még a polimerekre is megoldást keresett.

Karrier és polimer tudomány

Flory legkorábbi munkája a polimer tudományban a DuPont Kísérleti Állomás polimerizációs kinetikájának területén volt . A kondenzációs polimerizáció során vitatta azt a feltételezést, hogy a végcsoport reakcióképessége a makromolekula növekedésével csökkent, és azzal érvelve, hogy a reaktivitás független a mérettől, azt az eredményt tudta levezetni, hogy a jelen lévő láncok száma exponenciálisan csökkent . A polimerizáció mellett bevezette a láncátadás fontos fogalmát a kinetikai egyenletek javítása és a polimer méreteloszlásának megértésével kapcsolatos nehézségek kiküszöbölése érdekében.

1938 -ban, Carothers halála után Flory a Cincinnati Egyetem Alapvető Tudományos Kutató Laboratóriumába költözött . Itt kidolgozott egy matematikai elméletet a kettőnél több funkciós csoportot tartalmazó vegyületek polimerizációjára, valamint a polimer hálózatok vagy gélek elméletét . Ez vezetett a Flory-Stockmayer-féle gélesedési elmélethez , amely egyenértékű a Bethe-rács perkolációjával , és valójában a perkolációs mező első dokumentuma.

1940 -ben csatlakozott a Standard Oil Development Company Linden, NJ laboratóriumához, ahol statisztikai mechanikai elméletet dolgozott ki a polimer keverékek számára. 1943 -ban elment, hogy a Goodyear kutatólaboratóriumaihoz csatlakozzon a polimer alapjaival foglalkozó csoport vezetőjeként. 1948 tavaszán Peter Debye , a Cornell Egyetem kémiai tanszékének elnöke meghívta Flory -t, hogy tartson éves Baker előadásokat. Ugyanezen év őszén felajánlották neki egy állást a karon. 1949 -ben beiktatták a Cornell -i Alpha Chi Sigma Tau fejezetébe . Cornellben kidolgozta és finomította Baker -előadásait magnum opusává, a Primerles of Polymer Chemistry címmel, amelyet 1953 -ban publikált a Cornell University Press . Ez gyorsan szabványos szöveggé vált a polimerek területén dolgozók számára, és a mai napig széles körben használják.

Flory bevezette a polimerekbe a kizárt térfogat fogalmát, amelyet Werner Kuhn hozott létre 1934 -ben. A kizárt térfogat arra az elképzelésre utal, hogy a hosszú láncú molekula egy része nem foglalhatja el azt a teret, amelyet ugyanazon molekula másik része már elfoglal. A kizárt térfogat azt eredményezi, hogy az oldatban lévő polimer lánc végei (átlagosan) távolabb vannak egymástól, mint akkor lennének, ha nem lenne kizárt térfogat. Az a felismerés, hogy a térfogat kizárása fontos tényező volt a hosszú láncú molekulák oldatokban történő elemzésében, fontos fogalmi áttörést eredményezett, és a nap több rejtélyes kísérleti eredményének magyarázatához vezetett. Ez vezetett a tétapont koncepciójához is , olyan feltételekhez, amelyek mellett olyan kísérletet lehet végezni, amely a kizárt térfogathatást semlegesíti. A tétapontban a lánc visszatér ideális lánckarakterisztikájához-a kizárt térfogatból származó hosszú távú kölcsönhatások kiküszöbölhetők, lehetővé téve a kísérletező számára, hogy könnyebben mérje a rövid hatótávolságú jellemzőket, például a szerkezeti geometriát, a kötés forgási potenciálját és a közeli sztérikus kölcsönhatásokat -szomszédos csoportok. Flory helyesen azonosította, hogy a polimer olvadékokban a lánc mérete ideális megoldás esetén a lánc méretét számítja ki, ha a kizárt térfogat kölcsönhatásokat semlegesítik a téta ponton végzett kísérletezéssel.

Eredményei között szerepel egy eredeti módszer a jó oldatban lévő polimer valószínű méretének kiszámítására, a Flory-Huggins-megoldás elmélete , valamint a Flory-kitevő levezetése , amely segít a polimerek oldatban való mozgásának jellemzésében.

A floryi egyezmény

részletekért lásd a Flory konvenciót .

A makromolekulák atomjainak helyzetvektorainak modellezésekor gyakran szükséges a derékszögű koordinátákból (x, y, z) általánosított koordinátákká konvertálni . Az érintett változók meghatározására általában a Flory -konvenciót alkalmazzák. Például egy peptidkötést leírhatunk a kötésben lévő atomok x, y, z helyzetével, vagy alkalmazhatjuk a Flory-egyezményt. Itt ismerni kell a kötések hosszát , kötési szögeit és a kétszögű szögeket . Ha a vektoros konverziót a derékszögű koordinátákról az általánosított koordinátákra alkalmazzuk, ugyanazt a háromdimenziós szerkezetet írjuk le a Flory-konvenció használatával.

Díjak

1968 -ban megkapta a Charles Goodyear -érmet . 1974 -ben megkapta a Priestley -érmet és az American Academy of Achievement Aranylemez -díját is. Flory 1974 -ben megkapta a kémiai Nobel -díjat "a makromolekulák fizikai kémiájában elért alapvető elméleti és kísérleti eredményeiért". Ezenkívül 1974 -ben Flory elnyerte a Fizikai Tudományok Nemzeti Éremét . Az érmet Gerald Ford elnök adta át neki . Ezt a díjat a "polimer anyagok képződésével és szerkezetével" kapcsolatos kutatásai miatt kapta.

Könyveket adott ki

Az egyetemen tartott előadásai során a kutatással és az oktatással együtt több mint 300 publikált és publikálatlan írás vezetett első megjelent könyvéhez. A Cornell Egyetem által kiadott könyvet „A polimerkémia alapelvei” -nek hívták. A könyv ekkor az információk felhasználásának alapja volt az alsó tagozatos diákok számára. Hosszú évtizedekig ez volt az elv, amelyet sok professzor használt. Egy másik könyv, amelyet a Flory adott ki, a „Láncmolekulák statisztikai mechanikája” volt. A könyv 1969 -ben jelent meg, és a molekulák elméleteinek és alkalmazásainak különböző részeit foglalta össze. 1985 -ben a Paul Flory által írt könyv: „Paul Flory válogatott művei”. Ez foglalta össze munkásságát és tanulmányait.

Bibliográfia

  • Flory, Paul. (1953) A polimerkémia alapelvei . Cornell University Press. ISBN  0-8014-0134-8 .
  • Flory, Paul. (1969) Láncmolekulák statisztikai mechanikája . Interscience. ISBN  0-470-26495-0 . Újra kiadva 1989. ISBN  1-56990-019-1 .
  • Flory, Paul. (1985) Paul J. Flory válogatott művei . Stanford Univ Press. ISBN  0-8047-1277-8 .

Hivatkozások

Külső linkek