Paul Flory

Biografi

Tidigt liv

Han tog examen från Elgin High School i Elgin, Illinois 1927. Flory tog en kandidatexamen från Manchester College (Indiana) 1931 och en doktorsexamen från Ohio State University 1934. Hans första anställning var på DuPont tillsammans med Wallace Carothers.

Polymervetenskap

Florys tidigaste arbete inom polymervetenskap var inom området polymerisationskinetik vid DuPont Experimental station. De flesta kemister som studerade kondensationspolymerisation trodde att slutgruppens reaktivitet minskade när makromolekylen växte. Flory hävdade att reaktiviteten var oberoende av polymerens storlek. Han visade att antalet närvarande polymerkedjor minskade exponentiellt med storleken.

Flory introducerade det viktiga begreppet kedjeöverföring i studien av additionspolymerisation. Detta förbättrade kemisternas förståelse av de kinetiska ekvationerna. Det hjälpte också kemisterna att förstå fördelningen av polymerernas storlek.

Efter Carothers död 1938 flyttade Flory till Basic Science Research Laboratory vid Cincinnatis universitet. Där utvecklade han en matematisk teori för polymerisering av föreningar med mer än två funktionella grupper. Han utvecklade också teorin om polymernätverk eller geler.

År 1940 började han arbeta på laboratoriet Linden, NJ, vid Standard Oil Development Company. Där utvecklade han en statistisk mekanisk teori för polymerblandningar.

År 1943 gick han till Goodyear Tire and Rubber Companys forskningslaboratorier som chef för en grupp om polymerers grunder. Våren 1948 bjöd Peter Debye, som då var ordförande för kemiavdelningen vid Cornell University, in Flory att hålla de årliga Baker-föreläsningarna. Han erbjöds sedan en tjänst vid fakulteten hösten samma år. På Cornell utökade och förfinade Flory sina Bakerföreläsningar till sitt bästa verk (magnum opus), Principles of Polymer Chemistry, som publicerades 1953 av Cornell University Press. Det blev snabbt en standardtext för alla som arbetar med polymerer och används fortfarande flitigt.

Flory introducerade begreppet utesluten volym för polymerer. (Werner Kuhn hade redan 1934 uppfunnit begreppet för molekyler i allmänhet.) "Exkluderad volym" avser idén att en del av en molekyl med lång kedja inte kan ta upp utrymme som redan är upptaget av en annan del av samma molekyl. Exkluderad volym gör att ändarna av en polymerkedja i en lösning är längre ifrån varandra (i genomsnitt) än vad de skulle vara om det inte fanns någon exkluderad volym. Insikten om att utesluten volym var en viktig faktor vid analys av långkedjiga molekyler i lösningar innebar ett viktigt konceptuellt genombrott. Exkluderad volym förklarade flera förbryllande experimentella resultat från den tiden. Det ledde också till begreppet thetapunkt, dvs. den uppsättning villkor vid vilka ett experiment kan genomföras som gör att effekten av utesluten volym neutraliseras. Vid thetapunkten återgår kedjan till ideala kedjeegenskaper - de långväga interaktioner som kommer från den uteslutna volymen elimineras. Detta gör det möjligt för experimenterare att lättare mäta kortdistansegenskaper som strukturell geometri, potentialer för bindningsrotation och steriska interaktioner mellan närliggande grupper. Flory lärde ut en annan fördel med att utföra experimentet vid thetapunkten: kedjedimensionen i polymersmältningar skulle ha den storlek som beräknats för en kedja i idealisk lösning. Detta fungerar eftersom uteslutna volyminteraktioner neutraliseras vid thetapunkten.

Han uppfann också en originell metod för att beräkna den sannolika storleken på en polymer i god lösning. Han uppfann Flory-Huggins lösningsteori. Han härledde Flory-exponenten, som hjälper till att karakterisera polymerers rörelser i lösning.

Flory vann Perkinmedaljen och Priestleymedaljen.

Flory-konventionen

Vid modellering av positionsvektorer för atomer i makromolekyler är det ofta nödvändigt att konvertera från kartesiska koordinater (x,y,z) till generaliserade koordinater. Vanligtvis används Flory-konventionen för att definiera de berörda variablerna. Exempelvis kan en peptidbindning beskrivas med x,y,z-positionerna för varje atom i bindningen eller så kan Flory-konventionen användas. Här måste man känna till bindningslängderna l i {\displaystyle l_{i}} , bindningsvinklar θ i {\displaystyle \theta _{i}} och dihedralvinklarna ϕ i {\displaystyle \phi _{i}} och dihedralvinklarna ϕ i {\displaystyle \phi _{i}}. . En tredimensionell struktur kan beskrivas med hjälp av Flory-konventionen genom att tillämpa en vektorkonvertering från de kartesiska koordinaterna till de generaliserade koordinaterna.

Senare år

Han blev professor vid Stanford University 1961. Han blev Jackson-Wood-professor där 1966. Han gick i pension från Stanford 1975. Han tilldelades Nobelpriset i kemi 1974 "för sina grundläggande prestationer, både teoretiska och experimentella, inom makromolekylernas fysikaliska kemi". Han förblev aktiv efter sin pensionering och var konsult för IBM under några år. Han och hans fru Emily Catherine Tabor (numera död) hade tre barn, Susan, Melinda och John. Susan har två barn, Elizabeth och Mary. Elizabeth har tre barn, Katy Greer, Margaret Greer och Sam Greer. Paul J Flory dog av en hjärtattack i Big Sur i Kalifornien 1985.