Пол Флори - Paul Flory

Пол Флори
Пол Флори 1973.jpg
Флори в 1973 году
Родившийся
Пол Джон Флори

(1910-06-19)19 июня 1910 г.
Стерлинг, Иллинойс
Умер9 сентября 1985 г.(1985-09-09) (в возрасте 75 лет)
Биг-Сюр, Калифорния
НациональностьСоединенные Штаты
Альма-матерМанчестерский университет (Индиана) и Государственный университет Огайо
ИзвестенПолимерная химия
Полимерная физика
Съезд Флори
Уравнение Флори – Фокса
Теория решений Флори – Хаггинса
Уравнение Флори – Ренера
Распределение Флори – Шульца
Теория Флори-Стокмайера
Случайная последовательная адсорбция
Звездообразный полимер
Самостоятельная прогулка
НаградыНобелевская премия по химии (1974)
Национальная медаль науки (1974)
Медаль Пристли (1974)
Медаль Перкина (1977)[1]
Медаль Эллиота Крессона (1971)
Премия Питера Дебая (1969)
Медаль Чарльза Гудиера (1968)
Медаль Колвина (1954)
Научная карьера
ПоляФизическая химия из полимеры
УчрежденияDuPont, Стэндфордский Университет, Университет Карнеги Меллон, Корнелл Университет
ДокторантХеррик Л. Джонстон

Пол Джон Флори (19 июня 1910 г. - 9 сентября 1985 г.) был американским химиком и Нобелевский лауреат который был известен своей работой в области полимеры, или же макромолекулы.[2] Он был ведущим пионером в понимании поведения полимеры в растворе и выиграл Нобелевская премия по химии в 1974 г. «за фундаментальные достижения, теоретические и экспериментальные, в физической химии макромолекул».

биография

Личная жизнь

Родился 19 июня 1910 года в Стерлинге, штат Иллинойс, ученый Пол Флори. Его воспитали Эзра Флори и урожденная Марта Брамбо. Его отец работал священником-просветителем, а мать была школьной учительницей. Впервые он заинтересовался наукой от Карла У. Холла, профессора химии. Холл работал в Индиане в Манчестерском колледже профессором химии. В 1936 году он женился на Эмили Кэтрин Табор. У него и Эмили было трое детей; Сьюзан Спрингер, Мелинда Грум и Пол Джон Флори-младший. У них также было пятеро внуков. Все его дети сделали карьеру в области науки. После окончания Элгинская средняя школа в Элгин, Иллинойс в 1927 году Флори получил степень бакалавра Манчестерский колледж (Индиана) (ныне Манчестерский университет) в 1931 году и получил степень доктора философии. от Государственный университет Огайо в 1934 году. Его первая должность была на DuPont с Уоллес Карозерс.[3][4] Он был посмертно введен в должность Альфа Хи Сигма Зал славы 2002 года.[5] Флори умерла 9 сентября 1985 года из-за обширного сердечного приступа. Его жена Эмили умерла в 2006 году в возрасте 94 лет.

учеба в школе

Флори учился в аспирантуре Государственного университета Огайо. Изначально он поступил в университет по специальности просто физика. Исследования для его работы включали исследования фотохимия и спектроскопия. Он защитил докторскую диссертацию. в Университете штата Огайо в 1934 году. Во время учебы в Университете штата Огайо он обнаружил, что при понижении температуры полимер сокращается. Это приводит к созданию сил, уравновешивающих температуру друг друга. В итоге он получил степень магистра органической химии. Он получил степень магистра в области органической химии, а не физики из-за отсутствия безопасности. Столкнувшись со своим страхом, он смог получить высшее образование в 1934 году со степенью доктора физической химии. Во время получения докторской степени им руководил Херриак Джонстон, защитивший диссертацию по фотохимии оксида азота. В 1934 году, после получения докторской степени, он перешел на работу в центральный отдел компании Dupont and Company. На протяжении всей этой организации он проявлял интерес к основам полимеризации и полимерным системам. Флори обнаружил, что полимеры, которые являются действительными объектами науки, оказались заразными. Он доказал гипотезу Штаудингера и Карозерса о том, что «полимеры на самом деле являются ковалентно связанными макромолекулами».[6] После смерти Каротера в 1937 году Флори в течение двух лет работал в исследовательской лаборатории, расположенной в университете Цинциннати.

Работа

Во время Второй мировой войны возникла необходимость в исследованиях, связанных с разработкой синтетического каучука. Флори снова занялся работой в отрасли. Первой отраслью, в которой мы работали с 1940 по 1943 год, была компания Standard Oil Development. Который расположен в городе Линден, штат Нью-Джерси. Работа здесь помогла ему в разработке механико-статистической теории полимерных смесей. С 1943 по 1948 год был исследовательской лабораторией Goodyear Tire and Rubber Company. Фактически, он был директором по исследованиям в Goodyear Tire and Rubber Company, возглавляя группу по исследованиям полимеров.

После работы в отрасли Флори ушел работать в Корнельский университет в качестве лектора. Лекции проводились с нерезидентами Джорджа Фишера Бейкера. Во время лекции Флори смог изучить и понять способ лечения эффекта исключения тома. Согласно информации nobelprize.org, полимеры «будут неасимптотическими по отношению к длине цепи, то есть опасения, что исключение сегмента цепи из занимаемого пространства будет неограниченно возрастать по мере удлинения цепи. Это был объем конфигурации полимерных цепей. В 1957 году Флори и его семья решили переехать в Питтсбург, штат Пенсильвания. Причина, по которой он и его семья переехали из Нью-Йорка в Пенсильванию, заключалась в том, что он смог разработать программу фундаментальных исследований в области химии в Институте Карнеги-Меллона. После работы в Институте Карнеги-Меллона он принял должность профессора в Стэнфордском университете на факультете химии. Во время учебы в Стэнфордском университете он сменил направление исследований. Изменение взглядов в его исследованиях связано с пространственной конфигурацией цепных молекул. Это связано с обработкой конфигурации, связанной с цепными молекулами. Обработка зависимых свойств осуществляется математическими методами. Не только математические методы - единственное лечение, но и термодинамика растворов. После выхода на пенсию Флори оставался очень активным в мире химии. Он был консультантом Dupont и IBM вскоре после выхода на пенсию. Флори также принимал участие в изучении фондов Советского Союза, начатом профессором М. В. Волькенштейном и его сотрудниками. Он также работал с покойным профессором Кадзуо Нагаи в Японии. Он чувствовал необходимость бороться за ученых, которых притесняли в разных странах. Кроме того, он также выступал как «Голос Америки» во время трансляции в Восточной Европе и Советском Союзе. Флори также работал в «Комитете по правам человека», который известен как Национальная академия наук с 1979 по 1984 год. В течение 1980 года он работал делегатом на научном форуме в Гамбурге.

Исследование

После получения докторской степени в 1934 году он занимался множеством вопросов физической химии. Это связано с кинетикой и механизмами полимерных веществ. Имея дело с распределением молярной массы, решением термодинамики и гидродинамики. Кроме того, в 1934 году он также смог обнаружить, что когда полимерные цепи будут продолжать расти, если они будут смешиваться с другими молекулами, когда они присутствуют. Флори также открыл понимание термина «тета». Другими словами, это постоянная гидродинамики. С тета-точкой взаимодействуют нейтральные объемы. В заключение о развитии тета-точки, она была подтверждена и изучена в различных лабораториях многими учеными. И природные, и синтетические полимеры были изучены на протяжении всей тета-точки. На протяжении всего этого было обеспечено лучшее понимание макромолекул. Это помогло создать основу для рациональной интерпретации физических измерений. Измерения связаны как с растворами полимеров, так и с количественными характеристиками. Некоторые работы, выполненные Полом Флори в его время, включают разработку количественных корреляций между цепными молекулами и химической структурой свойств. Это связано со способом образования полимеров и составом полимеров. Один кусок материала, образованный из полимеров, является пластиком. В середине 1930-х годов Флори открыл, как полимеры растворяются в растворителе. Приводит к растяжению, которое вызывается силами как полимеров, так и частей растворителя. Он даже частично нашел решение проблемы полимеров.

Карьера и наука о полимерах

Самая ранняя работа Флори в области полимерной науки относилась к области полимеризация кинетика на Экспериментальная станция DuPont. В конденсационная полимеризация, он оспорил предположение о том, что реакционная способность концевой группы снижается по мере роста макромолекулы, и, утверждая, что реакционная способность не зависит от размера, он смог получить результат, что количество присутствующих цепей уменьшается с размером экспоненциально. В аддитивная полимеризация, он представил важную концепцию цепная передача для улучшения кинетических уравнений и устранения трудностей в понимании распределения полимеров по размерам.

В 1938 году, после смерти Карозерса, Флори перешел в Лабораторию фундаментальных научных исследований в Университет Цинциннати. Там он разработал математическую теорию полимеризации соединений с более чем двумя функциональными группами и теорию полимерных сеток или гели. Это привело к Теория Флори-Стокмайера гелеобразования, что эквивалентно просачивание на Решетка Бете и фактически представляет собой первую статью в области перколяции.

В 1940 году он присоединился к Линден, Нью-Джерси лаборатория Стандартное масло Девелоперская компания, в которой он разработал статистическую механическую теорию полимерных смесей. В 1943 году он уехал, чтобы поступить в исследовательские лаборатории Хороший год как руководитель группы по основам полимеров. Весной 1948 года Питер Дебай, затем завкафедрой химии Корнелл Университет, пригласил Флори читать ежегодные лекции Бейкера. Затем осенью того же года ему предложили должность на факультете. Он был посвящен в главу Тау Альфа Хи Сигма в Корнелле в 1949 году.[5] В Корнелле он переработал и переработал свои лекции Бейкера в свое великое произведение. Принципы химии полимеров который был опубликован в 1953 г. Издательство Корнельского университета. Это быстро стало стандартным текстом для всех, кто работает в области полимеров, и до сих пор широко используется.

Флори представил концепцию исключенный объем, придуманный Вернер Кун в 1934 г. к полимерам. Исключенный объем относится к идее, что одна часть молекулы с длинной цепью не может занимать пространство, которое уже занято другой частью той же молекулы. Исключенный объем приводит к тому, что концы полимерной цепи в растворе расходятся дальше (в среднем), чем они были бы, если бы не было исключенного объема. Признание того факта, что исключенный объем является важным фактором при анализе длинноцепочечных молекул в растворах, явилось важным концептуальным прорывом и привело к объяснению нескольких загадочных экспериментальных результатов того времени. Это также привело к концепции тета-точка, набор условий, при которых может быть проведен эксперимент, который нейтрализует эффект исключенного объема. В тета-точке цепь возвращается к идеальным характеристикам цепи - дальнодействующие взаимодействия, возникающие из исключенного объема, устраняются, что позволяет экспериментатору более легко измерять характеристики ближнего действия, такие как структурная геометрия, потенциалы вращения связей и стерические взаимодействия между близкими -соседние группы. Флори правильно определил, что размер цепи в расплаве полимера будет иметь размер, вычисленный для цепи в идеальном растворе, если исключенные объемные взаимодействия нейтрализованы путем экспериментов в тета-точке.

Среди его достижений - оригинальный метод вычисления вероятного размера полимера в хорошем растворе, Теория решений Флори-Хаггинса, и вывод Показатель Флори, который помогает охарактеризовать движение полимеров в растворе.

Конвенция Флори

видеть Съезд Флори для подробностей.

При моделировании векторов положения атомов в макромолекулах часто бывает необходимо преобразовать из Декартовы координаты (x, y, z) на обобщенные координаты. Обычно используется соглашение Флори для определения задействованных переменных. Например, пептидная связь может быть описана положениями x, y, z каждого атома в этой связи или может быть использовано соглашение Флори. Здесь нужно знать длина облигаций , валентные углы , а двугранные углы . Применение векторного преобразования из декартовых координат в обобщенные координаты будет описывать ту же трехмерную структуру с использованием соглашения Флори.

Награды

В 1968 году он получил Медаль Чарльза Гудиера. Он также получил Медаль Пристли и награда "Золотая тарелка" Американская академия достижений[7] в 1974 году. Флори получил Нобелевская премия по химии в 1974 г. «за фундаментальные теоретические и экспериментальные достижения в области физической химии макромолекул».[8] Кроме того, в 1974 году Флори был награжден Национальная медаль науки в физических науках. Медаль ему вручил Президент. Джеральд Форд. Эта награда была присуждена ему за исследования по «образованию и структуре полимерных веществ».[9]

Опубликованные книги

С более чем 300 работами, как опубликованными, так и неопубликованными, за время его лекции в университете, исследования и преподавание привели к его первой опубликованной книге. Книга, изданная Корнельским университетом, называлась «Принципы химии полимеров». Книга была тогда основой использования информации для студентов старших курсов. На протяжении многих десятилетий это был стандартный принцип, которым пользовались многие профессора. Другая книга, опубликованная Флори, называлась «Статическая механика цепных молекул». Книга была опубликована в 1969 году, в ней были обобщены различные части как теории молекул, так и приложений. В 1985 году книга Пола Флори называлась «Избранные произведения Пола Флори». Это резюмирует большую часть его работы и исследований.

Библиография

  • Флори, Пол. (1953) Принципы химии полимеров. Издательство Корнельского университета. ISBN  0-8014-0134-8.
  • Флори, Пол. (1969) Статистическая механика цепных молекул.. Interscience. ISBN  0-470-26495-0. Переиздан в 1989 г. ISBN  1-56990-019-1.
  • Флори, Пол. (1985) Избранные произведения Пола Дж. Флори. Stanford Univ Press. ISBN  0-8047-1277-8.

Рекомендации

  1. ^ "Медаль Перкина SCI". Институт истории науки. Получено 24 марта, 2018.
  2. ^ Пекора, Роберт (ноябрь 1986). "Некролог: Пол Джон Флори". Физика сегодня. 39 (11): 116–117. Bibcode:1986ФТ .... 39к.116П. Дои:10.1063/1.2815221. Архивировано из оригинал 4 октября 2013 г.. Получено 1 октября, 2013.
  3. ^ Мангравит, Эндрю (2001). "В поисках помощи газетам Пола Дж. Флори, 1931–1985 гг., Большая часть 1950–1978". Институт истории науки. Получено 27 марта, 2018. Щелкните «Документы Пола Дж. Флори в поисках помощи», чтобы получить полную помощь.
  4. ^ Моррис, Питер Дж. Т. (1986) Пионеры полимеров: популярная история науки и техники больших молекул Центр истории химии, Филадельфия. С. 70–73. ISBN  0941901033
  5. ^ а б Братство - Награды - Зал славы. Alpha Chi Sigma (23 мая 2018 г.). Проверено 17 июля 2018.
  6. ^ "Нобелевская премия по химии 1974 года, Пол Дж. Флори". NobelPrize.org. Получено 30 июля, 2019.
  7. ^ "Золотые медали Американской академии достижений". www.achievement.org. Американская академия достижений.
  8. ^ "Нобелевская премия по химии 1974 г.". Нобелевская премия. Нобелевские СМИ. Получено 24 июля, 2019.
  9. ^ "Национальная медаль президента за науку: сведения о получателе". Национальная медаль науки. Национальный фонд науки. Получено 24 июля, 2019.

внешняя ссылка