Paul Flory - Paul Flory

Paul Flory
Paul Flory 1973.jpg
Flory em 1973
Nascer
Paul John Flory

( 1910-06-19 )19 de junho de 1910
Morreu 9 de setembro de 1985 (09/09/1985)(com 75 anos)
Nacionalidade Estados Unidos
Alma mater Manchester University (Indiana) e Ohio State University
Conhecido por Química do
polímero Física do polímero
Convenção de
Flory Equação de Flory-Fox
Teoria da solução de
Flory-Huggins Equação de
Flory- Rehner Distribuição de Flory-Schulz
Teoria de Flory-Stockmayer
Adsorção sequencial aleatória
Polímero em forma de estrela
Caminhada que evita a si mesma
Prêmios Prêmio Nobel de Química (1974)
Medalha Nacional da Ciência (1974)
Medalha Priestley (1974)
Medalha Perkin (1977)
Medalha Elliott Cresson (1971)
Prêmio Peter Debye (1969)
Medalha Charles Goodyear (1968) Medalha
Colwyn (1954)
Carreira científica
Campos Físico-química de polímeros
Instituições DuPont , Stanford University , Carnegie Mellon University , Cornell University
Orientador de doutorado Herrick L. Johnston

Paul John Flory (19 de junho de 1910 - 9 de setembro de 1985) foi um químico americano e ganhador do Nobel, conhecido por seu trabalho na área de polímeros ou macromoléculas . Ele foi um dos pioneiros na compreensão do comportamento dos polímeros em solução e ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1974 "por suas realizações fundamentais, tanto teóricas quanto experimentais, na físico-química de macromoléculas".

Biografia

Vida pessoal

Nascido em Sterling, Illinois, em 19 de junho de 1910, nasceu o cientista Paul Flory. Ele foi criado por Ezra Flory e Nee Martha Brumbaugh. Seu pai trabalhava como clérigo-educador e sua mãe era professora. Ele começou a se interessar pela ciência com Carl W Holl, que era professor de química. Holl foi empregado em Indiana, no Manchester College, como professor de química. Em 1936, ele se casou com Emily Catherine Tabor. Ele e Emily tiveram três filhos; Susan Springer, Melinda Groom e Paul John Flory jr. Eles também tinham cinco netos. Todos os seus filhos seguiram carreiras no campo da ciência. Depois de se formar na Elgin High School em Elgin, Illinois, em 1927, Flory se formou no Manchester College (Indiana) (agora Manchester University) em 1931 e fez um doutorado. da Ohio State University em 1934. Sua primeira posição foi na DuPont com Wallace Carothers . Ele foi postumamente introduzido no Hall da Fama Alpha Chi Sigma em 2002. Flory morreu em 9 de setembro de 1985 devido a um ataque cardíaco fulminante. Sua esposa Emily morreu em 2006 com 94 anos.

Escolaridade

Flory fez pós-graduação na Ohio State University. Ele originalmente entrou na universidade sob a especialização de ciências físicas. A pesquisa para seu trabalho incluiu os estudos de fotoquímica e espectroscopia. Ele completou seu Ph.D. na Ohio State University em 1934. Durante seus estudos na Ohio State University, ele descobriu o entendimento de que conforme a temperatura diminui, o polímero acaba se contraindo. Isso leva ao estabelecimento de forças que equilibram a temperatura umas das outras. Ele acabou recebendo um diploma de mestre em química orgânica. Ele recebeu seu mestrado em química orgânica, ao invés de física devido à insegurança. Depois de enfrentar o medo, ele conseguiu se formar em 1934 com seu doutorado em físico-química. Durante o doutorado, foi orientado por Herriacc Johnston com sua tese sobre fotoquímica do óxido nítrico. Em 1934, após receber seu Ph.D., ingressou no Departamento Central da Dupont and Company. Em toda esta organização, ele passou a se interessar pelos fundamentos da polimerização e dos sistemas poliméricos. Flory descobriu que polímeros que são objetos válidos da ciência se mostraram contagiosos. Ele provou a hipótese de Staudinger e Carothers, “os polímeros são na verdade macromoléculas ligadas covalentemente”. Após a morte de Carother em 1937, Flory esteve envolvido por dois anos no Laboratório de Pesquisa localizado na Universidade de Cincinnati.

Trabalhar

Durante a Segunda Guerra Mundial, houve necessidade de pesquisas relacionadas ao desenvolvimento da borracha sintética. Flory se envolveu novamente com o trabalho da indústria. A primeira indústria em que trabalhamos de 1940 a 1943 foi a Standard Oil Development Company. Que está localizado em Linden, NJ. Trabalhar aqui ajudou no desenvolvimento da teoria estatística mecânica de misturas de polímeros. Durante 1943 a 1948 foi o Laboratório de Pesquisa da Goodyear Tire and Rubber Company. Na verdade, ele foi o diretor de pesquisa da Goodyear Tire and Rubber Company, liderando a equipe de estudos de polímeros.

Depois de trabalhar na indústria, Flory saiu para trabalhar na Cornell University como professor. A palestra foi com os não residentes George Fisher Baker. Durante a aula, Flory pôde estudar e compreender uma forma de tratar o efeito do volume excluído. Segundo os polímeros de nobelprize.org, “seria não assintótico com o comprimento da cadeia, ou seja, o medo da contribuição pela exclusão do segmento da cadeia do espaço ocupado aumentaria sem limite à medida que a cadeia se alongasse. Este foi o volume sobre a configuração das cadeias poliméricas. Em 1957, Flory e sua família decidiram se mudar para Pittsburgh, Pensilvânia. A razão pela qual ele e sua família se mudaram de Nova York para a Pensilvânia foi para que ele pudesse desenvolver um programa de pesquisa básica em química no Carnegie Mellon Institute. Após seu trabalho no Carnegie Mellon Institute, ele aceitou um cargo de professor na Universidade de Stanford no departamento de química. Enquanto estava na Universidade de Stanford, ele mudou sua direção de pesquisa. A mudança de visão em seus estudos tem a ver com a configuração espacial que tem a ver com moléculas em cadeia. Isso tem a ver com tratamentos de configuração relacionados com moléculas em cadeia. O tratamento são as propriedades dependentes por meio de métodos matemáticos. Não apenas os métodos matemáticos são o único tratamento, mas também a termodinâmica das soluções. Após sua aposentadoria, Flory continuou muito ativo no mundo da química. Ele foi consultor da Dupont e da IBM, pouco depois de se aposentar. Flory também se envolveu com o estudo das fundações na União Soviética iniciado pelo professor MV Volkenstein e seus colaboradores. Ele também trabalhou com o falecido professor de Kazuo Nagai no Japão. Ele sentiu a necessidade de lutar pelos cientistas oprimidos em vários países. Além disso, ele também falou como a “Voz da América”, durante uma transmissão na Europa Oriental e também na União Soviética. Flory também trabalhou para o “Comitê de Direitos Humanos” que é conhecido como Academia Nacional de Ciências de 1979 a 1984. Durante 1980, ele trabalhou como delegado no fórum científico em Hamburgo.

Pesquisar

Depois de receber seu doutorado em 1934, ele lidou com uma variedade de questões com a físico-química. Isso tem a ver com a cinética e os mecanismos das substâncias poliméricas. Relacionado à distribuição da massa molar, solução da termodinâmica e hidrodinâmica. Além disso, durante 1934, ele também foi capaz de descobrir que quando as cadeias poliméricas continuarão crescendo se forem misturadas com outras moléculas quando presentes. Flory também descobriu a compreensão do termo 'theta'. Em outras palavras, é a constante da hidrodinâmica. Com o ponto theta que são as interações de volumes neutros. Em conclusão ao desenvolvimento do ponto theta, ele foi confirmado e estudado em uma variedade de laboratórios por muitos cientistas. Polímeros naturais e sintéticos foram estudados ao longo do ponto teta. Ao longo disso, uma melhor compreensão das macromoléculas foi fornecida. Ajudou na criação de bases sob interpretações racionais de medidas físicas. As medidas têm relação tanto com as soluções dos polímeros quanto com as características quantitativas. Alguns trabalhos realizados por Paul Flory durante sua época incluem o desenvolvimento das correlações quantitativas entre as moléculas da cadeia e a estrutura química das propriedades. Isso tem a ver com a forma como os polímeros são compostos e como os polímeros são compostos. Um pedaço de material formado por polímeros é plástico. Em meados da década de 1930, Flory descobriu como os polímeros são dissolvidos em um solvente. Levando a extensões que são causadas pelas forças de ambos os polímeros e partes do solvente. Ele até teve parte em encontrar uma solução para polímeros.

Carreira e ciência de polímeros

O primeiro trabalho de Flory em ciência de polímeros foi na área de cinética de polimerização na Estação Experimental DuPont . Na polimerização por condensação , ele desafiou a suposição de que a reatividade do grupo final diminuía à medida que a macromolécula crescia e, argumentando que a reatividade era independente do tamanho, ele foi capaz de derivar o resultado de que o número de cadeias presentes diminuiu exponencialmente com o tamanho . Na polimerização de adição , introduziu o conceito importante de transferência de cadeia para melhorar as equações cinéticas e eliminar as dificuldades para a compreensão da distribuição de tamanho de polímero.

Em 1938, após a morte de Carothers, Flory mudou-se para o Laboratório de Pesquisa em Ciências Básicas da Universidade de Cincinnati . Lá ele desenvolveu uma teoria matemática para a polimerização de compostos com mais de dois grupos funcionais e a teoria de redes de polímeros ou géis . Isso levou à teoria da gelificação de Flory-Stockmayer , que equivale à percolação na rede Bethe e, de fato, representa o primeiro papel no campo da percolação.

Em 1940, ele ingressou no laboratório Linden, NJ da Standard Oil Development Company, onde desenvolveu uma teoria mecânica estatística para misturas de polímeros. Em 1943, ele saiu para se juntar aos laboratórios de pesquisa da Goodyear como chefe de um grupo sobre fundamentos de polímeros. Na primavera de 1948, Peter Debye , então presidente do departamento de química da Universidade Cornell , convidou Flory para dar as palestras anuais Baker. Em seguida, ele foi oferecido um cargo com o corpo docente no outono do mesmo ano. Ele foi iniciado no capítulo Tau de Alpha Chi Sigma em Cornell em 1949. Em Cornell, ele elaborou e refinou suas Baker Lectures em seu opus magnum, Principles of Polymer Chemistry, que foi publicado em 1953 pela Cornell University Press . Isso rapidamente se tornou um texto padrão para todos os trabalhadores da área de polímeros e ainda é amplamente utilizado até hoje.

Flory introduziu o conceito de volume excluído , cunhado por Werner Kuhn em 1934, para polímeros. O volume excluído refere-se à ideia de que uma parte de uma molécula de cadeia longa não pode ocupar um espaço que já está ocupado por outra parte da mesma molécula. O volume excluído faz com que as extremidades de uma cadeia de polímero em uma solução fiquem mais afastadas (em média) do que estariam se não houvesse volume excluído. O reconhecimento de que o volume excluído foi um fator importante na análise de moléculas de cadeia longa em soluções proporcionou um importante avanço conceitual e levou à explicação de vários resultados experimentais intrigantes da época. Isso também levou ao conceito de ponto theta , o conjunto de condições em que um experimento pode ser conduzido que faz com que o efeito de volume excluído seja neutralizado. No ponto theta, a cadeia reverte para as características ideais da cadeia - as interações de longo alcance decorrentes do volume excluído são eliminadas, permitindo ao experimentador medir mais facilmente características de curto alcance, como geometria estrutural, potenciais de rotação de ligação e interações estéricas entre -grupos vizinhos. Flory identificou corretamente que a dimensão da cadeia em derretimentos de polímero teria o tamanho calculado para uma cadeia em solução ideal se as interações de volume excluídas fossem neutralizadas por experimentos no ponto teta.

Entre suas realizações estão um método original para calcular o tamanho provável de um polímero em boa solução, a Teoria da Solução de Flory-Huggins e a derivação do expoente de Flory , que ajuda a caracterizar o movimento dos polímeros em solução.

A convenção Flory

consulte a convenção Flory para obter detalhes.

Na modelagem dos vetores de posição dos átomos em macromoléculas, muitas vezes é necessário converter de coordenadas cartesianas (x, y, z) para coordenadas generalizadas . A convenção Flory para definir as variáveis ​​envolvidas é geralmente empregada. Por exemplo, uma ligação peptídica pode ser descrita pelas posições x, y, z de cada átomo nesta ligação ou a convenção de Flory pode ser usada. Aqui é preciso conhecer os comprimentos de ligação , ângulos de ligação , e os ângulos diedros . Aplicar uma conversão vetorial das coordenadas cartesianas às coordenadas generalizadas irá descrever a mesma estrutura tridimensional usando a convenção de Flory.

Prêmios

Em 1968, ele recebeu a Medalha Charles Goodyear . Ele também recebeu a Medalha Priestley e o Golden Plate Award da American Academy of Achievement em 1974. Flory recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1974 "por suas realizações fundamentais teóricas e experimentais na físico-química das macromoléculas". Além disso, em 1974, Flory recebeu a Medalha Nacional de Ciências em Ciências Físicas. A medalha foi entregue a ele pelo presidente Gerald Ford . Este prêmio foi concedido a ele por causa de suas pesquisas sobre a "formação e estrutura de substâncias poliméricas".

Livros publicados

Com mais de 300 escritos, tanto publicados como inéditos, ao longo de sua bolsa na Universidade com a pesquisa e o ensino o levaram a seu primeiro livro publicado. O livro publicado pela Cornell University foi chamado de "Princípios da Química do Polímero". O livro foi então a base de informação para os alunos de graduação. Foi o princípio padrão por muitas décadas, usado por muitos professores. Outro livro publicado por Flory foi “Statistical Mechanics of Chain Molecules”. O livro foi publicado em 1969, trabalhou para resumir as diferentes partes, teorias e aplicações das moléculas. Em 1985, o livro escrito por Paul Flory intitulado "Obras selecionadas de Paul Flory". Isso resumiu muito de seu trabalho e estudos.

Bibliografia

  • Flory, Paul. (1953) Principies of Polymer Chemistry . Cornell University Press. ISBN  0-8014-0134-8 .
  • Flory, Paul. (1969) Statistical Mechanics of Chain Molecules . Interscience. ISBN  0-470-26495-0 . Reemitido em 1989. ISBN  1-56990-019-1 .
  • Flory, Paul. (1985) Selected Works of Paul J. Flory . Stanford Univ Press. ISBN  0-8047-1277-8 .

Referências

links externos