Paul Flory

Biografia

La prima vita

Si è diplomato alla Elgin High School di Elgin, Illinois, nel 1927. Flory ricevette una laurea al Manchester College (Indiana) nel 1931 e un dottorato all'Ohio State University nel 1934. La sua prima posizione fu alla DuPont con Wallace Carothers.

Scienza dei polimeri

Il primo lavoro di Flory nella scienza dei polimeri fu nell'area della cinetica di polimerizzazione alla stazione sperimentale DuPont. La maggior parte dei chimici che studiavano la polimerizzazione per condensazione credevano che la reattività del gruppo finale diminuisse con la crescita della macromolecola. Flory sosteneva che la reattività era indipendente dalle dimensioni del polimero. Mostrò che il numero di catene polimeriche presenti diminuiva con le dimensioni in modo esponenziale.

Flory ha introdotto l'importante concetto di trasferimento di catena nello studio della polimerizzazione per addizione. Questo migliorò la comprensione delle equazioni cinetiche da parte dei chimici. Ha anche aiutato i chimici a capire la distribuzione delle dimensioni dei polimeri.

Nel 1938, dopo la morte di Carothers, Flory si trasferì al Basic Science Research Laboratory dell'Università di Cincinnati. Lì sviluppò una teoria matematica per la polimerizzazione dei composti con più di due gruppi funzionali. Sviluppò anche la teoria delle reti di polimeri o gel.

Nel 1940, si unì al laboratorio di Linden, NJ, della Standard Oil Development Company. Lì sviluppò una teoria meccanica statistica per le miscele di polimeri.

Nel 1943, lasciò per unirsi ai laboratori di ricerca della Goodyear Tire and Rubber Company come capo di un gruppo sui fondamenti dei polimeri. Nella primavera del 1948 Peter Debye, allora presidente del dipartimento di chimica della Cornell University, invitò Flory a tenere le annuali Baker Lectures. Poi gli fu offerta una posizione nella facoltà nell'autunno dello stesso anno. Alla Cornell, Flory ampliò e raffinò le sue Baker Lectures nella sua opera migliore (magnum opus), Principles of Polymer Chemistry, pubblicata nel 1953 dalla Cornell University Press. Questo divenne rapidamente un testo standard per tutti i lavoratori nel campo dei polimeri, ed è ancora ampiamente utilizzato fino ad oggi.

Flory ha introdotto il concetto di volume escluso ai polimeri. (Werner Kuhn aveva già inventato il termine nel 1934 per le molecole in generale). "Volume escluso" si riferisce all'idea che una parte di una molecola a catena lunga non può occupare lo spazio che è già occupato da un'altra parte della stessa molecola. Il volume escluso fa sì che le estremità di una catena polimerica in una soluzione siano più distanti (in media) di quanto lo sarebbero se non ci fosse il volume escluso. Il riconoscimento che il volume escluso era un fattore importante nell'analisi delle molecole a catena lunga in soluzione ha fornito un'importante svolta concettuale. Il volume escluso spiegava diversi risultati sperimentali sconcertanti di quel tempo. Ha anche portato al concetto di punto theta, l'insieme di condizioni in cui può essere condotto un esperimento che causa la neutralizzazione dell'effetto del volume escluso. Al punto theta, la catena ritorna alle caratteristiche ideali della catena - le interazioni a lungo raggio provenienti dal volume escluso sono eliminate. Questo permette agli sperimentatori di misurare più facilmente le caratteristiche a corto raggio come la geometria strutturale, i potenziali di rotazione dei legami e le interazioni steriche tra gruppi vicini. Flory ha insegnato un altro vantaggio di eseguire l'esperimento al punto theta: la dimensione della catena nei polimeri fusi avrebbe la dimensione calcolata per una catena in soluzione ideale. Questo funziona perché le interazioni di volume escluse sono neutralizzate nel punto theta.

Ha anche inventato un metodo originale per calcolare la dimensione probabile di un polimero in buona soluzione. Ha inventato la teoria della soluzione di Flory-Huggins. Ha derivato l'esponente di Flory, che aiuta a caratterizzare il movimento dei polimeri in soluzione.

Flory ha vinto la medaglia Perkin e la medaglia Priestley.

La convenzione Flory

Nel modellare i vettori di posizione degli atomi nelle macromolecole è spesso necessario convertire dalle coordinate cartesiane (x,y,z) alle coordinate generalizzate. La convenzione di Flory per definire le variabili coinvolte è solitamente impiegata. Per esempio, un legame peptidico può essere descritto dalle posizioni x,y,z di ogni atomo in questo legame o si può usare la convenzione di Flory. Qui si devono conoscere le lunghezze di legame l i {displaystyle l_{i}} , gli angoli di legame θ i {displaystyle \theta _{i}} , e gli angoli diedri ϕ i {displaystyle \phi _{i} . Una struttura tridimensionale può essere descritta usando la convenzione di Flory applicando una conversione vettoriale dalle coordinate cartesiane alle coordinate generalizzate.

Anni successivi

Divenne professore alla Stanford University nel 1961. Divenne il Jackson-Wood Professor nel 1966. Si ritirò da Stanford nel 1975. Ha ricevuto il premio Nobel per la chimica nel 1974 "per i suoi risultati fondamentali, sia teorici che sperimentali, nella chimica fisica delle macromolecole". Rimase attivo dopo il suo pensionamento, e fece da consulente per IBM per alcuni anni. Lui e sua moglie Emily Catherine Tabor (ora morta) avevano tre figli, Susan, Melinda e John. Susan ha due figli, Elizabeth e Mary. Elizabeth ha tre figli, Katy Greer, Margaret Greer e Sam Greer. Paul J Flory morì di un attacco di cuore a Big Sur, California nel 1985.