Paul Flory - Paul Flory

Paul Flory
Paul Flory 1973.jpg
Flory en 1973
Nació
Paul John Flory

( 19 de junio de 1910 )19 de junio de 1910
Sterling, Illinois
Fallecido 9 de septiembre de 1985 (09/09/1985)(75 años)
Big Sur, California
Nacionalidad Estados Unidos
alma mater Universidad de Manchester (Indiana) y Universidad Estatal de Ohio
Conocido por Química de Polímeros
Polymer física
convención Flory
ecuación de Flory-Fox
Flory-Huggins teoría solución
Flory-Rehner ecuación
de Flory-Schulz distribución
Flory-Stockmayer Teoría
de adsorción secuencial aleatorio
de la estrella en forma de polímero
camino autoevitante
Premios Premio Nobel de Química (1974)
Medalla Nacional de Ciencias (1974)
Medalla Priestley (1974)
Medalla Perkin (1977)
Medalla Elliott Cresson (1971)
Premio Peter Debye (1969)
Medalla Charles Goodyear (1968)
Medalla Colwyn (1954)
Carrera científica
Los campos Química física de los polímeros
Instituciones DuPont , Universidad de Stanford , la Universidad Carnegie Mellon , la Universidad de Cornell
Asesor de doctorado Herrick L. Johnston

Paul John Flory (19 de junio de 1910 - 9 de septiembre de 1985) fue un químico estadounidense y premio Nobel conocido por su trabajo en el campo de los polímeros o macromoléculas . Fue un pionero en la comprensión del comportamiento de los polímeros en solución y ganó el Premio Nobel de Química en 1974 "por sus logros fundamentales, tanto teóricos como experimentales, en la química física de las macromoléculas".

Biografía

Vida personal

Nacido en Sterling, Illinois, el 19 de junio de 1910, fue el científico Paul Flory. Fue criado por Ezra Flory y Nee Martha Brumbaugh. Su padre trabajaba como clérigo-educador y su madre era maestra de escuela. Primero ganó su interés en la ciencia de Carl W Holl, quien era profesor de química. Holl trabajó en Indiana en Manchester College como profesor de química. En 1936 se casó con Emily Catherine Tabor. Emily y él tuvieron tres hijos juntos; Susan Springer, Melinda Groom y Paul John Flory jr. También tuvieron cinco nietos. Todos sus hijos siguieron carreras en el campo de la ciencia. Después de graduarse de Elgin High School en Elgin, Illinois en 1927, Flory recibió una licenciatura de Manchester College (Indiana) (ahora Universidad de Manchester) en 1931 y un Ph.D. de la Universidad Estatal de Ohio en 1934. Su primer puesto fue en DuPont con Wallace Carothers . Fue incluido póstumamente en el Salón de la Fama de Alpha Chi Sigma en 2002. Flory murió el 9 de septiembre de 1985 debido a un ataque cardíaco masivo. Su esposa Emily murió en 2006 a los 94 años.

Enseñanza

Flory asistió a la escuela de posgrado en la Universidad Estatal de Ohio. En un principio ingresó a la Universidad con la especialidad de ciencias físicas. La investigación para su trabajo incluyó los estudios de fotoquímica y espectroscopia. Completó su Ph.D. en la Universidad Estatal de Ohio en 1934. Durante sus estudios en la Universidad Estatal de Ohio, descubrió el entendimiento de que a medida que la temperatura disminuye, el polímero termina contrayéndose. Esto conduce al establecimiento de fuerzas que equilibran la temperatura del otro. Terminó recibiendo una maestría en química orgánica. Recibió su maestría en química orgánica, en lugar de física debido a la inseguridad. Después de enfrentar su miedo, pudo graduarse en 1934 con su doctorado en química física. Mientras recibía su doctorado, fue supervisado por Herriacc Johnston con su tesis sobre fotoquímica del óxido nítrico. En 1934, tras recibir su doctorado, se incorporó al Departamento Central de Dupont and Company. A lo largo de esta organización, se interesó por los fundamentos de la polimerización y los sistemas poliméricos. Flory descubrió que se demostró que los polímeros que son objetos válidos de la ciencia son contagiosos. Demostró la hipótesis de Staudinger y Carothers, "los polímeros son de hecho macromoléculas unidas covalentemente". Después de la muerte de Carother en 1937, Flory estuvo involucrada durante dos años en el Laboratorio de Investigación ubicado en la Universidad de Cincinnati.

Trabajo

Durante la época de la Segunda Guerra Mundial, hubo una necesidad de investigación relacionada con el desarrollo del caucho sintético. Flory se reinvolucionó con el trabajo de la industria. La primera industria en la que trabajamos desde 1940 hasta 1943 fue Standard Oil Development Company. Que se encuentra en Linden, Nueva Jersey. Trabajar aquí ayudó con su desarrollo de la teoría estadística mecánica de mezclas de polímeros. Durante 1943 a 1948 fue el Laboratorio de Investigación de Goodyear Tire and Rubber Company. De hecho, fue director de investigación en Goodyear Tire and Rubber Company, liderando el equipo de estudios sobre polímeros.

Después de trabajar en la industria, Flory se fue a trabajar a la Universidad de Cornell para una cátedra. La cátedra fue con los no residentes de George Fisher Baker. Durante la cátedra, Flory pudo estudiar y comprender una forma de tratar el efecto del volumen excluido. Según los polímeros de nobelprize.org, “no serían asintóticos con la longitud de la cadena, es decir, el temor a que la contribución de la exclusión del segmento de la cadena del espacio ocupado aumentara sin límite a medida que se alarga la cadena. Este fue el volumen sobre la configuración de las cadenas de polímero. En 1957, Flory y su familia decidieron mudarse a Pittsburgh, Pennsylvania. La razón por la que él y su familia se mudaron de Nueva York a Pensilvania fue para que él pudiera desarrollar un programa de investigación básica en química en el Instituto Carnegie Mellon. Después de su trabajo en el Carnegie Mellon Institute, aceptó un puesto de profesor en la Universidad de Stanford en el departamento de química. Mientras estaba en la Universidad de Stanford, cambió su dirección de investigación. El cambio de visión en sus estudios tiene que ver con la configuración espacial que tiene que ver con las moléculas en cadena. Esto tiene que ver con tratamientos de configuración que tienen que ver con moléculas de cadena. El tratamiento son las propiedades dependientes mediante métodos matemáticos. No solo los métodos matemáticos son el único tratamiento, sino también la termodinámica de las soluciones. Tras su jubilación, Flory siguió siendo muy activo en el mundo de la química. Fue consultor de Dupont e IBM, poco después de jubilarse. Flory también participó en el estudio de las fundaciones en la Unión Soviética iniciado por el profesor MV Volkenstein y sus colaboradores. También trabajó con el difunto profesor de Kazuo Nagai en Japón. Sintió la necesidad de luchar por los científicos que estaban oprimidos en varios países. Además, también habló como la "Voz de América", durante una transmisión en Europa del Este y en la Unión Soviética. Flory también trabajó para el “Comité de Derechos Humanos” que se conoce como la Academia Nacional de Ciencias de 1979 a 1984. Durante 1980, trabajó como delegado en el foro científico en Hamburgo.

Investigar

Después de recibir su doctorado en 1934, se ocupó de una variedad de temas relacionados con la química física. Esto tiene que ver con la cinética y los mecanismos de las sustancias poliméricas. Relativo a la distribución de masa molar, solución de termodinámica e hidrodinámica. Además, durante 1934, también pudo descubrir que las cadenas poliméricas seguirán creciendo si se mezclan con otras moléculas cuando están presentes. Flory también descubrió la comprensión del término 'theta'. En otras palabras, es la constante de hidrodinámica. Con el punto theta que son las interacciones de los volúmenes neutrales. En conclusión, el desarrollo del punto theta ha sido confirmado y estudiado en una variedad de laboratorios por muchos científicos. Se han estudiado polímeros tanto naturales como sintéticos a lo largo del punto theta. A lo largo de esto, se proporcionó una mejor comprensión de las macromoléculas. Ayudó con la creación de bases bajo interpretaciones racionales de medidas físicas. Las medidas tienen relación tanto con las soluciones de polímeros como con las características cuantitativas. Algunos trabajos realizados por Paul Flory durante su tiempo incluyen el desarrollo de las correlaciones cuantitativas entre las moléculas de la cadena y la estructura química de las propiedades. Esto tiene que ver con la forma en que se componen los polímeros y qué se componen de polímeros. Una pieza de material formado a través de polímeros es plástico. A mediados de la década de 1930, Flory descubrió cómo se disuelven los polímeros en un solvente. Lleva a convertirse en estiramientos causados ​​por las fuerzas tanto de los polímeros como de las partes disolventes. Incluso tuvo parte en encontrar una solución a los polímeros.

Carrera y ciencia de los polímeros

El primer trabajo de Flory en la ciencia de los polímeros fue en el área de la cinética de polimerización en la Estación Experimental de DuPont . En la polimerización por condensación , desafió la suposición de que la reactividad del grupo final disminuyó a medida que crecía la macromolécula, y al argumentar que la reactividad era independiente del tamaño, pudo derivar el resultado de que el número de cadenas presentes disminuyó con el tamaño de manera exponencial. . En la polimerización por adición , se introdujo el concepto importante de transferencia de cadena para mejorar las ecuaciones cinéticas y eliminar las dificultades en la comprensión de la distribución del tamaño de polímero.

En 1938, después de la muerte de Carothers, Flory se trasladó al Laboratorio de Investigación de Ciencias Básicas de la Universidad de Cincinnati . Allí desarrolló una teoría matemática para la polimerización de compuestos con más de dos grupos funcionales y la teoría de redes poliméricas o geles . Esto llevó a la teoría de la gelificación de Flory-Stockmayer , que equivale a la percolación en la red de Bethe y, de hecho, representa el primer artículo en el campo de la percolación.

En 1940 se unió al laboratorio de Linden, NJ de la Standard Oil Development Company, donde desarrolló una teoría mecánica estadística para mezclas de polímeros. En 1943 se marchó para unirse a los laboratorios de investigación de Goodyear como jefe de un grupo sobre fundamentos de polímeros. En la primavera de 1948, Peter Debye , entonces presidente del departamento de química de la Universidad de Cornell , invitó a Flory a dar las conferencias Baker anuales. Luego se le ofreció un puesto en la facultad en el otoño del mismo año. Fue iniciado en el capítulo Tau de Alpha Chi Sigma en Cornell en 1949. En Cornell elaboró ​​y refinó sus Conferencias Baker en su obra maestra, Principios de química de polímeros, que fue publicada en 1953 por Cornell University Press . Este se convirtió rápidamente en un texto estándar para todos los trabajadores en el campo de los polímeros, y todavía se usa ampliamente hasta el día de hoy.

Flory introdujo el concepto de volumen excluido , acuñado por Werner Kuhn en 1934, a los polímeros. El volumen excluido se refiere a la idea de que una parte de una molécula de cadena larga no puede ocupar un espacio que ya está ocupado por otra parte de la misma molécula. El volumen excluido hace que los extremos de una cadena de polímero en una solución estén más separados (en promedio) de lo que estarían si no hubiera un volumen excluido. El reconocimiento de que el volumen excluido era un factor importante en el análisis de moléculas de cadena larga en soluciones proporcionó un avance conceptual importante y llevó a la explicación de varios resultados experimentales desconcertantes del día. También condujo al concepto de punto theta , el conjunto de condiciones en las que se puede realizar un experimento que hace que el efecto de volumen excluido sea neutralizado. En el punto theta, la cadena vuelve a las características ideales de la cadena: se eliminan las interacciones de largo alcance que surgen del volumen excluido, lo que permite al experimentador medir más fácilmente características de corto alcance como la geometría estructural, los potenciales de rotación de enlaces y las interacciones estéricas entre -grupos vecinos. Flory identificó correctamente que la dimensión de la cadena en polímeros fundidos tendría el tamaño calculado para una cadena en solución ideal si las interacciones de volumen excluidas se neutralizaran experimentando en el punto theta.

Entre sus logros se encuentran un método original para calcular el tamaño probable de un polímero en buena solución, la teoría de la solución de Flory-Huggins y la derivación del exponente de Flory , que ayuda a caracterizar el movimiento de los polímeros en solución.

La convención de Flory

consulte la convención de Flory para obtener más detalles.

Al modelar los vectores de posición de los átomos en las macromoléculas, a menudo es necesario convertir las coordenadas cartesianas (x, y, z) en coordenadas generalizadas . Suele emplearse la convención de Flory para definir las variables implicadas. Por ejemplo, un enlace peptídico se puede describir mediante las posiciones x, y, z de cada átomo de este enlace o se puede utilizar la convención de Flory. Aquí uno debe conocer las longitudes de enlace , los ángulos de enlace y los ángulos diedros . La aplicación de una conversión vectorial de las coordenadas cartesianas a las coordenadas generalizadas describirá la misma estructura tridimensional utilizando la convención de Flory.

Premios

En 1968, recibió la Medalla Charles Goodyear . También recibió la Medalla Priestley y el Premio Golden Plate de la Academia Estadounidense de Logros en 1974. Flory recibió el Premio Nobel de Química en 1974 "por sus logros fundamentales, tanto teóricos como experimentales, en la química física de las macromoléculas". Además, en 1974, Flory recibió la Medalla Nacional de Ciencias en Ciencias Físicas. La medalla le fue entregada por el presidente Gerald Ford . Este premio le fue otorgado por su investigación sobre la "formación y estructura de sustancias poliméricas".

Libros publicados

Con más de 300 escritos, tanto publicados como inéditos, a lo largo de su cátedra en la Universidad con la investigación y la docencia lo llevaron a su primer libro publicado. El libro publicado por la Universidad de Cornell se llamó "Principios de la química de los polímeros". El libro fue entonces la base de uso de la información para estudiantes de pregrado. Fue el principio estándar durante muchas décadas, utilizado por muchos profesores. Otro libro que fue publicado por Flory fue "Mecánica estadística de moléculas en cadena". El libro fue publicado en 1969, trabajó para resumir diferentes partes tanto de las teorías como de las aplicaciones de las moléculas. En 1985, el libro escrito por Paul Flory se tituló "Obras seleccionadas de Paul Flory". Esto resumió gran parte de su trabajo y estudios.

Bibliografía

  • Flory, Paul. (1953) Principios de química de polímeros . Prensa de la Universidad de Cornell. ISBN  0-8014-0134-8 .
  • Flory, Paul. (1969) Mecánica estadística de moléculas en cadena . Interscience. ISBN  0-470-26495-0 . Publicado nuevamente en 1989. ISBN  1-56990-019-1 .
  • Flory, Paul. (1985) Obras seleccionadas de Paul J. Flory . Prensa de la Universidad de Stanford. ISBN  0-8047-1277-8 .

Referencias

enlaces externos