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, California
Nasjonalitet forente stater
Alma mater Manchester University (Indiana) og Ohio State University
Kjent for Polymerkjemi
Polymerfysikk
Florykonvensjon
Flory – Fox-ligning
Flory – Huggins løsningsteori
Flory – Rehner-ligning
Flory – Schulz-distribusjon
Flory-Stockmayer Theory
Tilfeldig sekvensiell adsorpsjon
Stjerneformet polymer
Selvutnyttende gange
Utmerkelser Nobelprisen for kjemi (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)
Vitenskapelig karriere
Enger Fysisk kjemi av polymerer
Institusjoner DuPont , Stanford University , Carnegie Mellon University , Cornell University
Doktorgradsrådgiver Herrick L. Johnston

Paul John Flory (19. juni 1910 - 9. september 1985) var en amerikansk kjemiker og nobelprisvinner som var kjent for sitt arbeid innen polymerer , eller makromolekyler . Han var en ledende pioner i å forstå oppførselen til polymerer i løsning, og vant Nobelprisen i kjemi i 1974 "for sine grunnleggende prestasjoner, både teoretiske og eksperimentelle, i makromolekylers fysiske kjemi".

Biografi

Personlige liv

Født i Sterling, Illinois 19. juni 1910 var forsker Paul Flory. Han ble oppvokst av Ezra Flory og Nee Martha Brumbaugh. Faren jobbet som geistlig-pedagog, og moren var skolelærer. Han fikk først sin interesse for vitenskap fra Carl W Holl, som var professor i kjemi. Holl ble ansatt i Indiana ved Manchester College som kjemi -professor. I 1936 giftet han seg med Emily Catherine Tabor. Han og Emily hadde tre barn sammen; Susan Springer, Melinda Groom og Paul John Flory jr. De hadde også fem barnebarn. Alle barna hans drev karriere innen vitenskap. Etter endt utdanning fra Elgin High School i Elgin, Illinois i 1927, mottok Flory en bachelorgrad fra Manchester College (Indiana) (nå Manchester University) i 1931 og en doktorgrad. fra Ohio State University i 1934. Hans første stilling var på DuPont med Wallace Carothers . Han ble postuum hentet inn i Alpha Chi Sigma Hall of Fame i 2002. Flory døde 9. september 1985 på grunn av et massivt hjerteinfarkt. Hans kone Emily døde i 2006, 94 år gammel.

Skolegang

Flory gikk på forskerskolen ved Ohio State University. Han kom opprinnelig inn på universitetet under hovedfag av bare fysikk. Forskningen for arbeidet hans inkluderte studier av fotokjemi og spektroskopi. Han fullførte sin doktorgrad. ved Ohio State University i 1934. I løpet av studiene ved Ohio State University oppdaget han forståelsen for at når temperaturen synker, ender polymeren opp. Dette fører til etablering av krefter som balanserer hverandres temperatur. Han endte opp med å få en mastergrad i organisk kjemi. Han mottok sine mestere i organisk kjemi, snarere enn fysikk på grunn av usikkerhet. Etter å ha møtt frykten, kunne han uteksaminere seg i 1934 med sin doktorgrad i fysisk kjemi. Mens han mottok doktorgraden, ble han veiledet av Herriacc Johnston med sin avhandling om fotokjemi av nitrogenoksid. I 1934, etter å ha mottatt sin doktorgrad, begynte han i Central Department of Dupont and Company. Gjennom denne organisasjonen fikk han interesse for det grunnleggende om polymerisering og polymersystemer. Flory oppdaget at polymerer som er gyldige vitenskapelige objekter ble påvist smittsom. Han beviste hypotesen av Staudinger og Carothers, "polymerer er faktisk kovalent koblede makromolekyler". Etter Carothers død i 1937 var Flory involvert i to år ved forskningslaboratoriet ved University of Cincinnati.

Arbeid

I løpet av andre verdenskrig var det behov for forskning som hadde med utvikling av syntetisk gummi å gjøre. Flory ble involvert i bransjearbeidet. Den første industrien vi jobbet fra 1940 til 1943 var Standard Oil Development Company. Som ligger i Linden, NJ. Å jobbe her hjalp til med utviklingen av mekanisk statistisk teori om polymerblandinger. I løpet av 1943 til 1948 var Research Laboratory for Goodyear Tire and Rubber Company. Faktisk var han forskningsdirektør ved Goodyear Tire and Rubber Company, og ledet teamet for studier av polymerer.

Etter å ha jobbet i bransjen, dro Flory for å jobbe ved Cornell University for et lektorat. Foredraget var med George Fisher Baker Non-Residents. Under forelesningsperioden var Flory i stand til å studere og forstå en måte å behandle effekten av det ekskluderte bindet. Ifølge nobelprize.org -polymerene, "ville det være ikke -asymptotisk med kjedens lengde, det vil si frykten for bidraget ved at ekskluderingen av segmentet av kjeden fra det okkuperte rommet ville øke uten grenser når kjeden forlenges. Dette var volumet på konfigurasjonen av polymerkjeder. I 1957 bestemte Flory og familien seg for å flytte til Pittsburgh, Pennsylvania. Grunnen til at han og familien flyttet fra New York til Pennsylvania var for at han skulle kunne utvikle et program for grunnforskning i kjemi ved Carnegie Mellon Institute. Etter arbeidet ved Carnegie Mellon Institute, godtok han en professorstilling ved Stanford University ved avdeling for kjemi. Mens han var ved Stanford University, endret han forskningsretning. Synsendringen i studiene hans har å gjøre med at den romlige konfigurasjonen har å gjøre med kjedemolekyler. Dette har å gjøre med konfigurasjonsbehandlinger som har å gjøre med kjedemolekyler. Behandlingen er de avhengige egenskapene gjennom matematiske metoder. Ikke bare er matematiske metoder den eneste behandlingen, men det er også termodynamikken i løsninger. Etter pensjonen forble han fortsatt veldig aktiv i kjemiverdenen. Han var konsulent for Dupont og IBM, ikke lenge etter at han ble pensjonist. Flory var også involvert i studiet av grunnlagene i Sovjetunionen startet av professoren MV Volkenstein og hans samarbeidspartnere. Han jobbet også med avdøde professor i Kazuo Nagai i Japan. Han følte behov for å kjempe for forskere som ble undertrykt i forskjellige land. I tillegg talte han også som "Voice of America", under en sending i Øst -Europa så vel som i Sovjetunionen. Flory jobbet også for "Committee on Human Rights", som er kjent som National Academy of Sciences fra 1979 til 1984. I løpet av 1980 jobbet han som delegat ved det vitenskapelige forumet i Hamburg.

Undersøkelser

Etter å ha mottatt doktorgraden i 1934, behandlet han en rekke problemer med fysisk kjemi. Dette har å gjøre med kinetikken og mekanismene til polymere stoffer. Har å gjøre med fordelingen av molar masse, løsning av termodynamikk og hydrodynamikk. I tillegg, i løpet av 1934, var han også i stand til å oppdage at når polymere kjeder vil fortsette å vokse hvis de blandes med andre molekyler når de er til stede. Flory oppdaget også forståelsen av begrepet 'theta'. Med andre ord, er konstanten til hydrodynamikk. Med theta -punktet er interaksjoner mellom nøytrale volumer. Avslutningsvis til utviklingen av theta -punktet har det blitt bekreftet og studert i en rekke laboratorier av mange forskere. Både naturlige og syntetiske polymerer har blitt studert gjennom theta -punktet. Gjennom dette ble det gitt en bedre forståelse av makromolekyler. Det hjalp med å skape grunnlag under rasjonelle tolkninger av fysiske målinger. Målingene har relasjoner til både løsningene av polymerer og kvantitative egenskaper. Noen arbeider fullført av Paul Flory i løpet av hans tid inkluderer utviklingen i de kvantitative korrelasjonene mellom kjedemolekylene og den kjemiske strukturen til egenskaper. Dette har å gjøre med måten polymerer er sammensatt og det som er sammensatt av polymerer. Ett stykke materiale dannet gjennom polymerer er plast. På midten av 1930 -tallet oppdaget Flory hvordan polymerer oppløses i et løsningsmiddel. Leder til å bli utstrekninger som er forårsaket av kreftene til både polymerer og løsningsmiddeldeler. Han hadde til og med en del med å finne en løsning på polymerer.

Karriere og polymervitenskap

Flory tidligste arbeid i polymer vitenskap var i området for polymerisasjon kinetikk ved DuPont Experimental Station . I kondensasjonspolymerisering utfordret han antagelsen om at reaktiviteten til sluttgruppen avtok etter hvert som makromolekylet vokste, og ved å argumentere for at reaktiviteten var uavhengig av størrelsen, var han i stand til å utlede resultatet av at antallet tilstedeværende kjeder minket med størrelsen eksponentielt . I tillegg til polymerisering introduserte han det viktige konseptet med kjedeoverføring for å forbedre de kinetiske ligningene og fjerne vanskeligheter med å forstå fordelingen av polymerstørrelsen.

I 1938, etter Carothers død, flyttet Flory til Basic Science Research Laboratory ved University of Cincinnati . Der utviklet han en matematisk teori for polymerisering av forbindelser med mer enn to funksjonelle grupper og teorien om polymernettverk eller geler . Dette førte til Flory-Stockmayer-teorien om gelering, som tilsvarer perkolering på Bethe-gitteret og faktisk representerer det første papiret i perkoleringsfeltet.

I 1940 ble han med i Linden, NJ- laboratoriet til Standard Oil Development Company, hvor han utviklet en statistisk mekanisk teori for polymerblandinger. I 1943 dro han for å slutte seg til forskningslaboratoriene i Goodyear som leder av en gruppe om polymerfundamental. Våren 1948 inviterte Peter Debye , daværende leder av kjemiavdelingen ved Cornell University , Flory til å holde de årlige Baker -forelesningene. Han ble deretter tilbudt en stilling ved fakultetet høsten samme år. Han ble innledet i Tau -kapitlet i Alpha Chi Sigma på Cornell i 1949. På Cornell utdypet og foredlet han Baker -forelesningene til magnum opus, Principles of Polymer Chemistry som ble utgitt i 1953 av Cornell University Press . Dette ble raskt en standardtekst for alle arbeidere innen polymerer, og er fortsatt mye brukt den dag i dag.

Flory introduserte begrepet ekskludert volum , laget av Werner Kuhn i 1934, for polymerer. Ekskludert volum refererer til ideen om at en del av et langkjedet molekyl ikke kan oppta plass som allerede er okkupert av en annen del av det samme molekylet. Ekskludert volum fører til at endene av en polymerkjede i en løsning er lengre fra hverandre (i gjennomsnitt) enn de ville være hvis det ikke var noe ekskludert volum. Erkjennelsen av at ekskludert volum var en viktig faktor for å analysere langkjedede molekyler i løsninger ga et viktig konseptuelt gjennombrudd, og førte til forklaringen på flere forvirrende eksperimentelle resultater av dagen. Det førte også til konseptet med theta -punktet , settet med betingelser der et eksperiment kan utføres som gjør at den ekskluderte volumeffekten blir nøytralisert. På theta-punktet går kjeden tilbake til ideelle kjedeegenskaper-langdistanseinteraksjoner som oppstår fra utelukket volum elimineres, slik at eksperimentatoren lettere kan måle kortdistansefunksjoner som strukturell geometri, bindingsrotasjonspotensialer og steriske interaksjoner mellom nær -nabogrupper. Flory identifiserte riktig at kjededimensjonen i polymersmeltinger ville ha størrelsen beregnet for en kjede i ideell løsning hvis utelukkede voluminteraksjoner ble nøytralisert ved å eksperimentere på theta -punktet.

Blant hans prestasjoner er en original metode for å beregne den sannsynlige størrelsen på en polymer i god løsning, Flory-Huggins løsningsteori og derivasjonen av Flory-eksponenten , som hjelper til med å karakterisere bevegelsen av polymerer i løsningen.

Flory -stevnet

se Flory -konvensjonen for detaljer.

Ved modellering av posisjonsvektorene til atomer i makromolekyler er det ofte nødvendig å konvertere fra kartesiske koordinater (x, y, z) til generaliserte koordinater . Vanligvis benyttes Flory -konvensjonen for å definere de involverte variablene. For et eksempel kan en peptidbinding beskrives ved x, y, z -posisjonene til hvert atom i denne bindingen eller Flory -konvensjonen kan brukes. Her må man kjenne bindingslengder , bindingsvinkler og dihedrale vinkler . Å bruke en vektorkonvertering fra de kartesiske koordinatene til de generaliserte koordinatene vil beskrive den samme tredimensjonale strukturen ved bruk av Flory-konvensjonen.

Utmerkelser

I 1968 mottok han Charles Goodyear -medaljen . Han mottok også Priestley -medaljen og Golden Plate Award fra American Academy of Achievement i 1974. Flory mottok Nobelprisen i kjemi i 1974 "for sine grunnleggende prestasjoner både teoretisk og eksperimentell, i makromolekylenes fysiske kjemi." I tillegg ble Flory tildelt National Medal of Science in Physical Sciences i 1974 . Medaljen ble overrakt ham av president Gerald Ford . Denne prisen ble gitt ham på grunn av forskningen hans om "dannelse og struktur av polymere stoffer".

Utgitt bøker

Med over 300 skrifter, både publiserte og upubliserte, gjennom hele forelesningstiden ved universitetet med forskning og undervisning førte til hans første utgitte bok. Boken utgitt av Cornell University ble kalt "Principles of Polymer Chemistry." Boken var da grunnlaget for informasjon for studenter. Det var standardprinsippet i mange tiår, brukt av mange professorer. En annen bok som ble utgitt av Flory var "Statistical Mechanics of Chain Molecules." Boken ble utgitt i 1969, arbeidet med å oppsummere forskjellige deler både molekyleteorier og applikasjoner. I 1985 kalte boken skrevet av Paul Flory "Selected Works of Paul Flory." Dette oppsummerte mye av arbeidet og studiene.

Bibliografi

  • Flory, Paul. (1953) Prinsipper for polymerkjemi . Cornell University Press. ISBN  0-8014-0134-8 .
  • Flory, Paul. (1969) Statistical Mechanics of Chain Molecules . Intercience. ISBN  0-470-26495-0 . Utgitt på nytt 1989. ISBN  1-56990-019-1 .
  • Flory, Paul. (1985) Utvalgte verk av Paul J. Flory . Stanford Univ Press. ISBN  0-8047-1277-8 .

Referanser

Eksterne linker