Paul Flory - Paul Flory

Paul Flory
Paul Flory 1973.jpg
Flory 1973
Född
Paul John Flory

( 1910-06-19 )19 juni 1910
Sterling, Illinois
Död 9 september 1985 (1985-09-09)(75 år)
Big Sur, Kalifornien
Nationalitet Förenta staterna
Alma mater Manchester University (Indiana) och Ohio State University
Känd för Polymerkemi
Polymerfysik
Florykonvention
Flory – Fox-ekvation
Flory – Huggins lösningsteori
Flory – Rehner-ekvation
Flory – Schulz-distribution
Flory-Stockmayer Theory
Slumpmässig sekventiell adsorption
Stjärnformad polymer
Självundvikande promenad
Utmärkelser Nobelpriset för kemi (1974)
National Medal of Science (1974)
Priestley -medaljen (1974)
Perkin -medaljen (1977)
Elliott Cresson -medaljen (1971)
Peter Debye Award (1969)
Charles Goodyear -medaljen (1968)
Colwyn -medaljen (1954)
Vetenskaplig karriär
Fält Fysisk kemi av polymerer
Institutioner DuPont , Stanford University , Carnegie Mellon University , Cornell University
Doktorand Herrick L. Johnston

Paul John Flory (19 juni 1910 - 9 september 1985) var en amerikansk kemist och nobelpristagare som var känd för sitt arbete inom polymerer eller makromolekyler . Han var en ledande pionjär när det gäller att förstå polymerers beteende i lösning och vann Nobelpriset i kemi 1974 "för sina grundläggande prestationer, både teoretiska och experimentella, i makromolekylernas fysiska kemi".

Biografi

Privatliv

Född i Sterling, Illinois den 19 juni 1910 var forskaren Paul Flory. Han växte upp av Ezra Flory och Nee Martha Brumbaugh. Hans far arbetade som präst-lärare, och hans mamma var skollärare. Han fick sitt intresse för vetenskap först från Carl W Holl, som var professor i kemi. Holl anställdes i Indiana vid Manchester College som kemiprofessor. År 1936 gifte han sig med Emily Catherine Tabor. Han och Emily fick tre barn tillsammans; Susan Springer, Melinda Groom och Paul John Flory jr. De hade också fem barnbarn. Alla hans barn drev karriär inom vetenskap. Efter examen från Elgin High School i Elgin, Illinois 1927, fick Flory en kandidatexamen från Manchester College (Indiana) (nu Manchester University) 1931 och en doktorsexamen. från Ohio State University 1934. Hans första tjänst var på DuPont med Wallace Carothers . Han infördes postumt i Alpha Chi Sigma Hall of Fame 2002. Flory dog ​​den 9 september 1985 på grund av en massiv hjärtinfarkt. Hans fru Emily dog ​​2006, 94 år gammal.

Skolutbildning

Flory gick på forskarskolan vid Ohio State University. Han gick ursprungligen in på universitetet under huvudämnet just fysik. Forskningen för hans arbete inkluderade studier av fotokemi och spektroskopi. Han avslutade sin doktorsexamen. vid Ohio State University 1934. Under sina studier vid Ohio State University upptäckte han förståelsen för att när temperaturen sjunker hamnar polymeren. Detta leder till etablering av krafter som balanserar varandras temperatur. Han slutade med att han tog en magisterexamen i organisk kemi. Han fick sina mästare i organisk kemi, snarare än fysik på grund av osäkerhet. Efter att ha mött sin rädsla kunde han ta examen 1934 med sin doktorsexamen i fysisk kemi. När han tog sin doktorsexamen övervakades han av Herriacc Johnston med sin avhandling om fotokemi av kväveoxid. År 1934, efter att ha fått sin doktorsexamen, anslöt han sig till Central Department of Dupont and Company. Under hela denna organisation fick han ett intresse för grunderna för polymerisation och polymersystem. Flory upptäckte att polymerer som är giltiga vetenskapliga föremål visade sig vara smittsamma. Han bevisade hypotesen av Staudinger och Carothers, "polymerer är faktiskt kovalent länkade makromolekyler". Efter Carothers död 1937 var Flory inblandad i två år vid forskningslaboratoriet vid University of Cincinnati.

Arbete

Under andra världskrigets tid fanns det ett behov av forskning som hade att göra med utvecklingen av syntetiskt gummi. Flory blev återinvolverad i branscharbetet. Den första industrin vi arbetade från 1940 till 1943 var Standard Oil Development Company. Som ligger i Linden, NJ. Att arbeta här hjälpte till med hans utveckling av mekanisk statistisk teori om polymerblandningar. Under åren 1943 till 1948 var forskningslaboratoriet för Goodyear Tire and Rubber Company. I själva verket var han forskningschef på Goodyear Tire and Rubber Company och ledde teamet för studier av polymerer.

Efter att ha arbetat i branschen lämnade Flory för att arbeta vid Cornell University för ett lektorat. Föreläsningen var med George Fisher Baker Non-Residents. Under föreläsningsperioden kunde Flory studera och förstå ett sätt att behandla effekten av den uteslutna volymen. Enligt nobelprize.org -polymererna, ”skulle vara icke -asymptotiskt med kedjans längd, det vill säga rädslan för bidraget genom att utesluta segmentet av kedjan från det upptagna utrymmet skulle öka utan en gräns när kedjan förlängs. Detta var volymen på konfigurationen av polymerkedjor. 1957 beslutade Flory och hans familj att flytta till Pittsburgh, Pennsylvania. Anledningen till att han och hans familj flyttade från New York till Pennsylvania var för att han skulle kunna utveckla ett program för grundforskning i kemi vid Carnegie Mellon Institute. Efter sitt arbete vid Carnegie Mellon Institute accepterade han en professorstjänst vid Stanford University vid kemiska institutionen. Medan han var vid Stanford University ändrade han sin forskningsinriktning. Synförändringen i hans studier har att göra med att den rumsliga konfigurationen har att göra med kedjemolekyler. Detta har att göra med konfigurationsbehandlingar som har att göra med kedjemolekyler. Behandlingen är de beroende egenskaperna genom matematiska metoder. Matematiska metoder är inte bara den enda behandlingen utan även termodynamiken i lösningar. Efter hans pensionering förblev han fortfarande mycket aktiv inom kemivärlden. Han var konsult för Dupont och IBM, inte långt efter att han gick i pension. Flory var också inblandad i studien av stiftelserna i Sovjetunionen som startades av professorn MV Volkenstein och hans medarbetare. Han arbetade också med den avlidne professorn i Kazuo Nagai i Japan. Han kände behov av att kämpa för forskare som var förtryckta i olika länder. Dessutom talade han också som "America's Voice", under en sändning i såväl Östeuropa som Sovjetunionen. Flory arbetade också för ”Committee on Human Rights” som är känt som National Academy of Sciences från 1979 till 1984. Under 1980 arbetade han som delegat vid det vetenskapliga forumet i Hamburg.

Forskning

Efter att ha tagit sin doktorsexamen 1934 hanterade han en mängd olika frågor med fysisk kemi. Detta har att göra med kinetik och mekanismer för polymera ämnen. Har att göra med fördelningen av molmassa, lösning av termodynamik och hydrodynamik. Dessutom, under 1934, kunde han också upptäcka att när polymera kedjor kommer att fortsätta växa om de blandas med andra molekyler när de är närvarande. Flory upptäckte också förståelsen av termen 'theta'. Med andra ord, är den konstanta av hydrodynamisk. Med theta -punkten är det de neutrala volymerna interaktioner. Som avslutning på utvecklingen av theta -punkten har den bekräftats och studerats i en mängd olika laboratorier av många forskare. Både naturliga och syntetiska polymerer har studerats under hela theta -punkten. Under hela detta gavs en bättre förståelse av makromolekyler. Det hjälpte till att skapa grund under rationella tolkningar av fysiska mätningar. Mätningarna har samband med både lösningar av polymerer och kvantitativa egenskaper. Vissa arbeten som Paul Flory slutfört under sin tid inkluderar utvecklingen i de kvantitativa korrelationerna mellan kedjemolekylerna och egenskapernas kemiska struktur. Detta har att göra med hur polymerer är sammansatta och vad som består av polymerer. En bit material som bildas genom polymerer är plast. I mitten av 1930 -talet upptäckte Flory hur polymerer löses i ett lösningsmedel. Leder till att bli utsträckningar som orsakas av krafterna hos både polymerer och lösningsmedelsdelar. Han hade till och med en del att hitta en lösning på polymerer.

Karriär och polymervetenskap

Flory tidigaste arbete i polymervetenskap var i området av polymerisationsbetingelser kinetik vid DuPont Experimental Station . Vid kondenspolymerisation utmanade han antagandet att reaktiviteten hos slutgruppen minskade när makromolekylen växte, och genom att argumentera att reaktiviteten var oberoende av storleken kunde han härleda resultatet att antalet närvarande kedjor minskade med storleken exponentiellt . I additionspolymerisation , introducerade han den viktiga begreppet kedjeöverföring för att förbättra de kinetiska ekvationer och ta bort svårigheter att förstå fördelningen polymerstorlek.

År 1938, efter Carothers död, flyttade Flory till Basic Science Research Laboratory vid University of Cincinnati . Där utvecklade han en matematisk teori för polymerisation av föreningar med mer än två funktionella grupper och teorin om polymernätverk eller geler . Detta ledde till Flory-Stockmayer-teorin om gelering, vilket motsvarar perkolering på Bethe-gallret och faktiskt representerar det första papperet i perkoleringsfältet.

År 1940 anslöt han sig till Linden, NJ -laboratoriet för Standard Oil Development Company där han utvecklade en statistisk mekanisk teori för polymerblandningar. År 1943 lämnade han för att gå med i Goodyears forskningslaboratorier som chef för en grupp om polymergrunder. Våren 1948 bjöd Peter Debye , dåvarande ordförande för kemiavdelningen vid Cornell University , Flory att hålla de årliga Baker -föreläsningarna. Han erbjöds sedan en tjänst med fakulteten hösten samma år. Han inleddes i Tau -kapitlet i Alpha Chi Sigma vid Cornell 1949. På Cornell utvecklade och förfinade han sina Baker -föreläsningar till sin magnum opus, Principles of Polymer Chemistry som publicerades 1953 av Cornell University Press . Detta blev snabbt en standardtext för alla arbetare inom polymerer och används fortfarande i stor utsträckning än idag.

Flory introducerade begreppet exkluderad volym , som myntades av Werner Kuhn 1934, för polymerer. Utesluten volym avser tanken att en del av en långkedjig molekyl inte kan uppta utrymme som redan är upptagen av en annan del av samma molekyl. Exkluderad volym gör att ändarna på en polymerkedja i en lösning är längre från varandra (i genomsnitt) än de skulle vara om det inte fanns någon utesluten volym. Erkännandet att exkluderad volym var en viktig faktor för att analysera långkedjiga molekyler i lösningar gav ett viktigt konceptuellt genombrott och ledde till förklaringen av flera förbryllande experimentella resultat av dagen. Det ledde också till begreppet theta -punkten , uppsättningen av villkor vid vilka ett experiment kan utföras som gör att den uteslutna volymeffekten neutraliseras. Vid theta-punkten återgår kedjan till idealiska kedjekarakteristika-de långdistansinteraktioner som härrör från exkluderad volym elimineras, vilket gör att experimenteraren lättare kan mäta kortdistansegenskaper som strukturgeometri, bindningsrotationspotentialer och steriska interaktioner mellan nära -granngrupper. Flory identifierade korrekt att kedjedimensionen i polymersmälter skulle ha storleken beräknad för en kedja i idealisk lösning om uteslutna volyminteraktioner neutraliserades genom att experimentera vid theta -punkten.

Bland hans prestationer finns en originalmetod för att beräkna den troliga storleken på en polymer i bra lösning, Flory-Huggins Solution Theory och härledningen av Flory-exponenten , som hjälper till att karakterisera rörelsen av polymerer i lösning.

Flory -konventionen

se Flory -konventionen för detaljer.

Vid modellering av positionsvektorer för atomer i makromolekyler är det ofta nödvändigt att konvertera från kartesiska koordinater (x, y, z) till generaliserade koordinater . Flory-konventionen för att definiera de involverade variablerna används vanligtvis. Till exempel kan en peptidbindning beskrivas med x, y, z -positionerna för varje atom i denna bindning eller Flory -konventionen kan användas. Här måste man känna till bindningslängderna , bindningsvinklarna och dihedralvinklarna . Att tillämpa en vektorkonvertering från de kartesiska koordinaterna till de generaliserade koordinaterna beskriver samma tredimensionella struktur med hjälp av Flory-konventionen.

Utmärkelser

År 1968 fick han Charles Goodyear -medaljen . Han fick också Priestley -medaljen och Golden Plate Award från American Academy of Achievement 1974. Flory fick Nobelpriset i kemi 1974 "för sina grundläggande prestationer både teoretiska och experimentella, i makromolekylernas fysiska kemi." Dessutom tilldelades Flory 1974 National Medal of Science in Physical Sciences. Medaljen överlämnades till honom av president Gerald Ford . Detta pris tilldelades honom på grund av hans forskning om "bildning och struktur av polymera ämnen".

Utgivna böcker

Med över 300 skrifter, både publicerade och opublicerade, under hela hans lektorat vid universitetet med forskning och undervisning ledde till hans första publicerade bok. Boken som gavs ut av Cornell University kallades "Principles of Polymer Chemistry". Boken var då grunden för användningen av information för studenter. Det var standardprincipen i många decennier, använt av många professorer. En annan bok som publicerades av Flory var "Statistical Mechanics of Chain Molecules". Boken publicerades 1969, arbetade med att sammanfatta olika delar både molekylteorier och tillämpningar. 1985 kallade boken som skrevs av Paul Flory ”Selected Works of Paul Flory”. Detta sammanfattade mycket av hans arbete och studier.

Bibliografi

  • Flory, Paul. (1953) Principer för polymerkemi . Cornell University Press. ISBN  0-8014-0134-8 .
  • Flory, Paul. (1969) Statistical Mechanics of Chain Molecules . Interscience. ISBN  0-470-26495-0 . Omutgiven 1989. ISBN  1-56990-019-1 .
  • Flory, Paul. (1985) Utvalda verk av Paul J. Flory . Stanford Univ Press. ISBN  0-8047-1277-8 .

Referenser

externa länkar