Pablo Flory

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 uno de los principales pioneros 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

Flory nació en Sterling, Illinois, el 19 de junio de 1910. Fue criado por Ezra Flory y Nee Martha Brumbaugh. Su padre trabajaba como clérigo-educador y su madre era maestra de escuela. Su interés por la ciencia se inició por primera vez en Carl W Holl, que era profesor de química. Holl trabajó en Indiana en el Manchester College como profesor de química. En 1936 se casó con Emily Catherine Tabor. Él y Emily 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. Su primer puesto fue en DuPont con Wallace Carothers. Fue incluido póstumamente en el Salón de la Fama 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.

Educación

Después de graduarse de Elgin High School en Elgin, Illinois en 1927, Flory recibió una licenciatura del Manchester College (Indiana) (ahora Universidad de Manchester) en 1931 y un doctorado. de la Universidad Estatal de Ohio en 1934. Completó una maestría en química orgánica bajo la supervisión del Prof. Cecil E Boord. Luego, Flory realizó su tesis de doctorado en química física estudiando la fotoquímica del óxido nítrico, supervisada por el Prof. Herrick L. Johnston.

Trabajo

En 1934, después de recibir su doctorado, se unió al Departamento Central de Dupont and Company trabajando con Wallace H. Carothers. Después de la muerte de Carothers en 1937, Flory estuvo involucrado durante dos años en el Laboratorio de Investigación Básica ubicado en la Universidad de Cincinnati. Durante la Segunda Guerra Mundial, hubo una necesidad de investigación para desarrollar caucho sintético, por lo que Flory se unió a los Laboratorios Esso de la Standard Oil Development Company. Durante 1943 a 1948 fue el Laboratorio de Investigación de Goodyear Tire and Rubber Company. De hecho, fue director de investigación de 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 obtener 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 el premio nobel.org, los polímeros “no serían asintóticos con la longitud de la cadena, es decir, el temor de que la contribución por la exclusión del segmento de la cadena del espacio ocupado aumentaría sin límite a medida que la cadena se expande”. alargado. Este fue el volumen sobre la configuración de cadenas de polímeros. En 1957, Flory y su familia decidieron mudarse a Pittsburgh, Pensilvania. La razón por la que él y su familia se mudaron de Nueva York a Pensilvania fue para poder desarrollar un programa de investigación básica en química en el Instituto Carnegie Mellon. Después de su trabajo en el Instituto Carnegie Mellon, aceptó un puesto de profesor en el departamento de química de la Universidad de Stanford. Mientras estaba en la Universidad de Stanford, cambió la dirección de su 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 relacionados con moléculas de cadena. El tratamiento son las propiedades dependientes a través de métodos matemáticos. No sólo los métodos matemáticos son el único tratamiento, sino también la termodinámica de las soluciones. Tras su jubilación, Flory siguió muy activo en el mundo de la química. Fue consultor para 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 fallecido profesor Kazuo Nagai en Japón. Sintió la necesidad de luchar por los científicos 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 Academia Nacional de Ciencias de 1979 a 1984. Durante 1980 trabajó como delegado en el foro científico de Hamburgo.

Investigación

Después de recibir su doctorado en 1934, se ocupó de una variedad de problemas con la química física. Esto tiene que ver con los cines y mecanismos de sustancias polímicas. Tener que ver con la distribución de masa molar, solución de termodinámica e hidrodinámica. Además, durante 1934, también pudo descubrir que cuando 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 la hidrodinámica. Con el punto theta que son las interacciones de los volúmenes neutros. Para concluir el desarrollo del punto theta ha sido confirmado y estudiado en una variedad de laboratorios por muchos científicos. Tanto los polímeros naturales como los sintéticos han sido estudiados a lo largo del punto theta. A lo largo de esto se proporcionó una mejor comprensión de macromoléculas. Contribuía a la creación de bases bajo interpretaciones racionales de mediciones físicas. Las mediciones tienen relaciones tanto con las soluciones de polímeros como con características cuantitativas. Algunos trabajos completados por Paul Flory durante su tiempo incluyen el desarrollo en las correlaciones cuantitativas entre las moléculas de cadena y la estructura química de propiedades. Esto tiene que ver con la forma en que los polímeros se componen y lo que se compone de polímeros. Un pedazo de material formado a través de polímeros es plástico. A mediados de los años 30, Flory descubrió cómo los polímeros se disuelven en un solvente. Conducir a convertirse en outstretches que es causado por las fuerzas de polímeros y partes solventes. Incluso tenía parte encontrando una solución a los polímeros.

Ciencias profesionales y 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 DuPont. En la polimerización por condensación, cuestionó la suposición de que la reactividad del grupo terminal disminuía 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 disminuía exponencialmente con el tamaño.. Además de la polimerización, introdujo el importante concepto de transferencia de cadena para mejorar las ecuaciones cinéticas y eliminar las dificultades para comprender la distribución del tamaño del polímero.

En 1938, después de que Carothers' Después de su muerte, 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 o geles poliméricos. Esto condujo 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, Nueva Jersey, de la Standard Oil Development Company, donde desarrolló una teoría mecánica estadística para mezclas de polímeros. En 1943 se marchó para incorporarse 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 anuales Baker. Luego le ofrecieron 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 perfeccionó sus Baker Lectures 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 utiliza 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 el espacio que ya está ocupado por otra parte de la misma molécula. El volumen excluido hace que los extremos de una cadena polimérica 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 importante avance conceptual y condujo a la explicación de varios resultados experimentales desconcertantes de la época. También condujo al concepto de punto theta, el conjunto de condiciones en las que se puede realizar un experimento que hace que se neutralice el efecto de volumen excluido. En el punto theta, la cadena vuelve a sus características ideales: las interacciones de largo alcance que surgen del volumen excluido se eliminan, 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 cadenas cercanas. -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

ver convención Flory para más detalles.

Al modelar los vectores de posición de los átomos en macromoléculas a menudo es necesario convertir de coordenadas cartesianas (x,y,z) a coordenadas generalizadas. La convención Flory para definir las variables implicadas generalmente se emplea. Por ejemplo, un enlace de péptidos puede ser descrito por las posiciones x,y,z de cada átomo en este enlace o la convención Flory puede ser utilizado. Aquí uno debe saber las longitudes de unión ${displaystyle l_{i}$, ángulos de unión ${displaystyle theta _{i}$, y los ángulos dihedral ${displaystyle phi _{i}$. Aplicar una conversión de vectores de las coordenadas cartesianas a las coordenadas generalizadas describirá la misma estructura tridimensional usando la convención Flory.

Premios y distinciones

Flory fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos en 1953 y de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias en 1957. En 1968, recibió la Medalla Charles Goodyear. También recibió la Medalla Priestley y el Premio Placa de Oro de la Academia Estadounidense de Logros en 1974. Recibió la Medalla Carl-Dietrich-Harries por logros científicos encomiables en 1977. Flory recibió el Premio Nobel de Química en 1974 & # 34; 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, la investigación y la docencia condujeron a su primer libro publicado. El libro publicado por la Universidad de Cornell se tituló "Principios de química de polímeros". El libro fue entonces la base para el uso de información por parte de los estudiantes de pregrado. Fue el principio estándar durante muchas décadas, utilizado por muchos profesores. Otro libro 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 de las moléculas como de sus aplicaciones. En 1985, el libro escrito por Paul Flory titulado "Obras seleccionadas de Paul Flory". Esto resumió gran parte de su trabajo y estudios.