Paul Flory - Paul Flory

Paul Flory
Paul Flory 1973.jpg
Flory i 1973
Født
Paul John Flory

( 1910-06-19 )19. juni 1910
Sterling, Illinois
Døde 9. september 1985 (1985-09-09)(75 år)
Big Sur, Californien
Nationalitet Forenede Stater
Alma Mater Manchester University (Indiana) og Ohio State University
Kendt for Polymerkemi
Polymerfysik
Florykonvention
Flory – Fox ligning
Flory – Huggins løsningsteori
Flory – Rehner ligning
Flory – Schulz distribution
Flory-Stockmayer Theory
Tilfældig sekventiel adsorption
Stjerneformet polymer Selvundgående
gang
Priser Nobelprisen for kemi (1974)
National Medal of Science (1974)
Priestley Medal (1974)
Perkin Medal (1977)
Elliott Cresson Medal (1971)
Peter Debye Award (1969)
Charles Goodyear Medal (1968)
Colwyn medalje (1954)
Videnskabelig karriere
Felter Fysisk kemi af polymerer
Institutioner DuPont , Stanford University , Carnegie Mellon University , Cornell University
Doktorvejleder Herrick L. Johnston

Paul John Flory (19. juni 1910 - 9. september 1985) var en amerikansk kemiker og nobelpristager, der var kendt for sit arbejde inden for polymerer eller makromolekyler . Han var en førende pioner inden for forståelse af polymerers opførsel i opløsning og vandt Nobelprisen i kemi i 1974 "for sine grundlæggende præstationer, både teoretiske og eksperimentelle, inden for makromolekylers fysiske kemi".

Biografi

Personlige liv

Født i Sterling, Illinois den 19. juni 1910 var videnskabsmand Paul Flory. Han blev opvokset af Ezra Flory og Nee Martha Brumbaugh. Hans far arbejdede som præst-pædagog, og hans mor var skolelærer. Han fik først sin interesse for videnskab fra Carl W Holl, som var professor i kemi. Holl var ansat i Indiana ved Manchester College som kemiprofessor. I 1936 giftede han sig med Emily Catherine Tabor. Han og Emily fik tre børn sammen; Susan Springer, Melinda Groom og Paul John Flory jr. De havde også fem børnebørn. Alle hans børn forfulgte karriere inden for videnskab. Efter eksamen fra Elgin High School i Elgin, Illinois i 1927 modtog Flory en bachelorgrad fra Manchester College (Indiana) (nu Manchester University) i 1931 og en ph.d. fra Ohio State University i 1934. Hans første stilling var på DuPont hos Wallace Carothers . Han blev posthumt optaget i Alpha Chi Sigma Hall of Fame i 2002. Flory døde den 9. september 1985 på grund af et massivt hjerteanfald. Hans kone Emily døde i 2006 i en alder af 94 år.

Skolegang

Flory gik på ph.d.-skolen ved Ohio State University. Han kom oprindeligt ind på universitetet under hovedfag i bare fysisk videnskab. Forskningen for hans arbejde omfattede studier af fotokemi og spektroskopi. Han afsluttede sin ph.d. ved Ohio State University i 1934. I løbet af sine studier ved Ohio State University opdagede han forståelsen for, at når temperaturen falder, ender polymeren med at trække sig sammen. Dette fører til etablering af kræfter, der balancerer hinandens temperatur. Han endte med at modtage en kandidatgrad i organisk kemi. Han modtog sine mestre i organisk kemi, snarere end fysik på grund af usikkerhed. Efter at have stået over for sin frygt kunne han i 1934 tage sin doktorgrad i fysisk kemi. Mens han modtog sin doktorgrad, blev han overvåget af Herriacc Johnston med sit speciale om fotokemi af nitrogenoxid. I 1934, efter at have modtaget sin ph.d., sluttede han sig til Central Department of Dupont and Company. I hele denne organisation fik han interesse for det grundlæggende ved polymerisering og polymersystemer. Flory opdagede, at polymerer, der er gyldige videnskabelige genstande, viste sig at være smitsomme. Han beviste hypotesen af ​​Staudinger og Carothers, "polymerer er faktisk kovalent forbundne makromolekyler". Efter Carothers død i 1937 var Flory involveret i to år på Research Laboratory på University of Cincinnati.

Arbejde

I løbet af Anden Verdenskrig var der behov for forskning, der havde at gøre med udviklingen af ​​syntetisk gummi. Flory blev genindblandet i industriarbejdet. Den første industri, vi arbejdede fra 1940 til 1943, var Standard Oil Development Company. Som ligger i Linden, NJ. Arbejdet her hjalp med hans udvikling af mekanisk statistisk teori om polymerblandinger. I løbet af 1943 til 1948 var forskningslaboratoriet for Goodyear Tire and Rubber Company. Faktisk var han forskningsdirektør ved Goodyear Tire and Rubber Company, der ledede teamet for undersøgelser af polymerer.

Efter at have arbejdet i branchen forlod Flory at arbejde på Cornell University for et lektorat. Foredraget var med George Fisher Baker Non-Residents. Under forelæsningsperioden kunne Flory studere og forstå en måde at behandle effekten af ​​det udelukkede bind. Ifølge nobelprize.org -polymererne, “ville være nonasymptotisk med længden af ​​kæden, det vil sige frygten for bidraget ved udelukkelse af segmentet af kæden fra det besatte rum ville stige uden grænser, når kæden forlænges. Dette var mængden på konfigurationen af ​​polymerkæder. I 1957 besluttede Flory og hans familie at flytte til Pittsburgh, Pennsylvania. Grunden til at han og hans familie flyttede fra New York til Pennsylvania var for at han kunne udvikle et program for grundforskning i kemi ved Carnegie Mellon Institute. Efter sit arbejde på Carnegie Mellon Institute accepterede han en professorstilling ved Stanford University i kemiafdelingen. Mens han var på Stanford University, ændrede han sin forskningsretning. Synsændringen i hans undersøgelser har at gøre med, at den rumlige konfiguration har at gøre med kædemolekyler. Dette har at gøre med konfigurationsbehandlinger, der har at gøre med kædemolekyler. Behandlingen er de afhængige egenskaber gennem matematiske metoder. Ikke kun er matematiske metoder den eneste behandling, men også termodynamikken i løsninger. Efter sin pensionering forblev han stadig meget aktiv i kemiens verden. Han var konsulent for Dupont og IBM, ikke længe efter han gik på pension. Flory var også involveret i undersøgelsen af ​​fundamenterne i Sovjetunionen, der startede af professoren MV Volkenstein og hans samarbejdspartnere. Han arbejdede også med afdøde professor i Kazuo Nagai i Japan. Han følte behov for at kæmpe for forskere, der blev undertrykt i forskellige lande. Derudover talte han også som "America's Voice" under en udsendelse i Østeuropa såvel som Sovjetunionen. Flory arbejdede også for "Committee on Human Rights", der er kendt som National Academy of Sciences fra 1979 til 1984. I løbet af 1980 arbejdede han som delegat på det videnskabelige forum i Hamburg.

Forskning

Efter at have modtaget sin doktorgrad i 1934 behandlede han en række spørgsmål med fysisk kemi. Dette har at gøre med kinetik og mekanismer for polymere stoffer. At have at gøre med fordelingen af ​​molær masse, opløsning af termodynamik og hydrodynamik. Derudover kunne han i løbet af 1934 også opdage, at når polymere kæder vil blive ved med at vokse, hvis de blandes med andre molekyler, når de er til stede. Flory opdagede også forståelsen af ​​udtrykket 'theta'. Med andre ord er den konstant af hydrodynamisk. Med theta -punktet er det de neutrale volumeninteraktioner. Som afslutning på udviklingen af ​​theta -punktet er det blevet bekræftet og undersøgt i en række forskellige laboratorier af mange forskere. Både naturlige og syntetiske polymerer er blevet undersøgt i hele theta -punktet. Gennem dette blev der givet en bedre forståelse af makromolekyler. Det hjalp med at skabe grundlag under rationelle fortolkninger af fysiske målinger. Målingerne har relation til både løsningerne af polymerer og kvantitative egenskaber. Noget arbejde, som Paul Flory gennemførte i sin tid, omfatter udviklingen i de kvantitative korrelationer mellem kædemolekylerne og egenskabernes kemiske struktur. Dette har at gøre med den måde, hvorpå polymerer er sammensat, og hvad der er sammensat af polymerer. Et stykke materiale dannet gennem polymerer er plast. I midten af ​​1930'erne opdagede Flory, hvordan polymerer opløses i et opløsningsmiddel. Fører til at blive udstrækninger, som er forårsaget af kræfterne fra både polymerer og opløsningsmiddeldele. Han havde endda en del med at finde en løsning på polymerer.

Karriere og polymervidenskab

Flory tidligste arbejde i polymer videnskab var i området for polymerisering kinetik ved DuPont Forsøgsstation . Ved kondensationspolymerisation udfordrede han antagelsen om, at slutgruppens reaktivitet faldt, når makromolekylet voksede, og ved at argumentere for, at reaktiviteten var uafhængig af størrelsen, kunne han udlede resultatet af, at antallet af tilstedeværende kæder faldt med størrelsen eksponentielt . I additionspolymerisation , han indførte den vigtige begrebet kædeoverførsel at forbedre de kinetiske ligninger og fjerne problemer med at forstå fordelingen polymerstørrelse.

I 1938, efter Carothers død, flyttede Flory til Basic Science Research Laboratory ved University of Cincinnati . Der udviklede han en matematisk teori til polymerisation af forbindelser med mere end to funktionelle grupper og teorien om polymernetværk eller geler . Dette førte til Flory-Stockmayer-teorien om gelering, der svarer til perkolering på Bethe-gitteret og faktisk repræsenterer det første papir i perkoleringsfeltet.

I 1940 sluttede han sig til Linden, NJ -laboratoriet i Standard Oil Development Company, hvor han udviklede en statistisk mekanisk teori for polymerblandinger. I 1943 forlod han for at slutte sig til forskningslaboratorierne i Goodyear som leder af en gruppe om polymerfundamental. I foråret 1948 inviterede Peter Debye , dengang formand for kemiafdelingen ved Cornell University , Flory til at holde de årlige Baker -forelæsninger. Han blev derefter tilbudt en stilling hos fakultetet i efteråret samme år. Han blev indviet i Tau -kapitlet i Alpha Chi Sigma på Cornell i 1949. På Cornell udarbejdede og forfinede han sine Baker -forelæsninger til sit magnum opus, Principles of Polymer Chemistry, der blev udgivet i 1953 af Cornell University Press . Dette blev hurtigt en standardtekst for alle arbejdere inden for polymerer og er stadig meget udbredt den dag i dag.

Flory introducerede begrebet ekskluderet volumen , opfundet af Werner Kuhn i 1934, for polymerer. Ekskluderet volumen refererer til ideen om, at en del af et langkædet molekyle ikke kan optage plads, der allerede er optaget af en anden del af det samme molekyle. Ekskluderet volumen får enderne af en polymerkæde i en opløsning til at være længere fra hinanden (i gennemsnit), end de ville være, hvis der ikke var noget udelukket volumen. Erkendelsen af, at udelukket volumen var en vigtig faktor ved analyse af langkædede molekyler i løsninger, gav et vigtigt begrebsmæssigt gennembrud og førte til forklaringen på flere forvirrende eksperimentelle resultater af dagen. Det førte også til begrebet theta -punktet , de betingelser, hvorunder et eksperiment kan udføres, der får den udelukkede volumeneffekt til at blive neutraliseret. På theta-punktet vender kæden tilbage til ideelle kædeegenskaber-de langdistanceinteraktioner, der stammer fra udelukket volumen, elimineres, hvilket gør det muligt for eksperimentatoren lettere at måle kortdistanceegenskaber, såsom strukturel geometri, bindingsrotationspotentialer og steriske interaktioner mellem nær -nabogrupper. Flory identificerede korrekt, at kædedimensionen i polymersmeltninger ville få størrelsen beregnet til en kæde i en ideel løsning, hvis udelukkede volumeninteraktioner blev neutraliseret ved at eksperimentere på theta -punktet.

Blandt hans præstationer er en original metode til beregning af den sandsynlige størrelse af en polymer i god opløsning, Flory-Huggins Solution Theory og afledningen af Flory-eksponenten , som hjælper med at karakterisere bevægelsen af ​​polymerer i opløsning.

Flory -stævnet

se Flory-konventionen for detaljer.

Ved modellering af positionsvektorerne for atomer i makromolekyler er det ofte nødvendigt at konvertere fra kartesiske koordinater (x, y, z) til generaliserede koordinater . Normalt anvendes Flory -konventionen til at definere de involverede variabler. For et eksempel kan en peptidbinding beskrives ved x, y, z -positionerne for hvert atom i denne binding eller Flory -konventionen kan bruges. Her skal man kende bindingslængder , bindingsvinkler og dihedrale vinkler . Anvendelse af en vektorkonvertering fra de kartesiske koordinater til de generelle koordinater beskriver den samme tredimensionelle struktur ved hjælp af Flory-konventionen.

Priser

I 1968 modtog han Charles Goodyear -medaljen . Han modtog også Priestley -medaljen og Golden Plate Award fra American Academy of Achievement i 1974. Flory modtog Nobelprisen i kemi i 1974 "for sine grundlæggende resultater både teoretisk og eksperimentelt inden for makromolekylernes fysiske kemi." Derudover blev Flory i 1974 tildelt National Medal of Science in Physical Sciences. Medaljen blev overrakt ham af præsident Gerald Ford . Denne pris blev givet ham på grund af hans forskning i "dannelse og struktur af polymere stoffer".

Udgivne bøger

Med over 300 skrifter, både udgivne og upublicerede, gennem hele hans foredrag på universitetet med forskning og undervisning førte til hans første udgivne bog. Bogen udgivet af Cornell University blev kaldt "Principles of Polymer Chemistry". Bogen var derefter den grundlæggende brug af information til studerende. Det var standardprincippet i mange årtier, brugt af mange professorer. En anden bog, der blev udgivet af Flory, var "Statistical Mechanics of Chain Molecules." Bogen blev udgivet i 1969, arbejdede med at opsummere forskellige dele både molekyleteorier og anvendelser. I 1985 kaldte bogen skrevet af Paul Flory "Udvalgte værker af Paul Flory." Dette opsummerede meget af hans arbejde og studier.

Bibliografi

  • Flory, Paul. (1953) Principper for Polymerkemi . Cornell University Press. ISBN  0-8014-0134-8 .
  • Flory, Paul. (1969) Statistical Mechanics of Chain Molecules . Interscience. ISBN  0-470-26495-0 . Genudgivet 1989. ISBN  1-56990-019-1 .
  • Flory, Paul. (1985) Udvalgte værker af Paul J. Flory . Stanford Univ Press. ISBN  0-8047-1277-8 .

Referencer

eksterne links