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 . [2] Fue pionero 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". [3]
Flory nació en Sterling, Illinois, el 19 de junio de 1910, hijo de Ezra Flory y Martha Brumbaugh. Su padre trabajaba como clérigo-educador y su madre era maestra de escuela. Sus antepasados eran hugonotes alemanes , que remontaban sus raíces a Alsacia . [4] [5] Se interesó por primera vez en la ciencia gracias a Carl W. Holl, profesor de química en el Manchester College, Indiana . En 1936, se casó con Emily Catherine Tabor. Tuvieron tres hijos juntos: Susan Springer, Melinda Groom y Paul John Flory, Jr. Su primer puesto fue en DuPont con Wallace Carothers . [6] [7] Fue incluido póstumamente en el Salón de la Fama Alpha Chi Sigma en 2002. [8] Flory murió el 9 de septiembre de 1985, tras un ataque cardíaco. [9] Su esposa Emily murió en 2006 a los 94 años.
Después de graduarse de la escuela secundaria Elgin en Elgin, Illinois en 1927, Flory recibió una licenciatura del Manchester College (Indiana) (ahora la Universidad de Manchester) en 1931 y un doctorado de la Universidad Estatal de Ohio en 1934. Completó un año de estudios de maestría en química orgánica bajo la supervisión del profesor Cecil E Boord, [10] antes de pasarse a la química física. La tesis doctoral de Flory fue sobre la fotoquímica del óxido nítrico, supervisada por el profesor Herrick L. Johnston. [11]
En 1934, Flory se unió al Departamento Central de Dupont and Company, trabajando con Wallace H. Carothers . [11] Después de la muerte de Carothers en 1937, Flory trabajó 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 . [10] De 1943 a 1948, Flory trabajó en el equipo de investigación de polímeros de Goodyear Tire and Rubber Company. [2]
En 1948, Flory dio las conferencias George Fisher Baker en la Universidad de Cornell y posteriormente se unió a la universidad como profesor. [2] En 1957, Flory y su familia se mudaron a Pittsburgh, Pensilvania, donde Flory fue director ejecutivo de investigación en el Instituto Mellon de Investigación Industrial . [2] En 1961, asumió una cátedra en la Universidad de Stanford en el departamento de química. Después de jubilarse, Flory permaneció activo en el mundo de la química, dirigiendo laboratorios de investigación tanto en Stanford como en IBM. [2]
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 , desafió la suposición de que la reactividad del grupo final disminuía a medida que la macromolécula crecía y, al argumentar que la reactividad era independiente del tamaño, pudo derivar el resultado de que la cantidad de cadenas presentes disminuía con el tamaño de manera exponencial. 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, tras la muerte de Carothers, 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 las redes poliméricas o geles . Esto condujo a la teoría de la gelificación de Flory-Stockmayer , que era equivalente a la percolación en la red de Bethe y 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 fue para unirse 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 Baker anuales. Luego se le ofreció 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. [8] En Cornell, elaboró y refinó sus Conferencias Baker en su obra magna, Principles of Polymer Chemistry, 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 usa ampliamente hasta el día de hoy.
Flory introdujo el concepto de volumen excluido , acuñado por Werner Kuhn en 1934, en 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 de polímero en una solución estén más separados (en promedio) de lo que estarían si no hubiera 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 avance conceptual importante 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 del volumen excluido. En el punto theta, la cadena vuelve a las características ideales de la cadena: se eliminan las interacciones de largo alcance que surgen del volumen excluido, lo que permite al experimentador medir más fácilmente las características de corto alcance, como la geometría estructural, los potenciales de rotación de enlaces y las interacciones estéricas entre grupos vecinos cercanos. 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 soluciones de Flory-Huggins , la extensión de los conceptos de física de polímeros al campo de los cristales líquidos y la derivación del exponente de Flory, que ayuda a caracterizar el movimiento de polímeros en solución. [2]
Al modelar los vectores de posición de los átomos en macromoléculas, a menudo es necesario convertir las coordenadas cartesianas (x, y, z) a coordenadas generalizadas . Por lo general, se emplea la convención de Flory para definir las variables involucradas. Por ejemplo, un enlace peptídico se puede describir mediante las posiciones x, y, z de cada átomo en este enlace o se puede utilizar la convención de Flory. Aquí se deben conocer las longitudes de enlace , los ángulos de enlace y los ángulos diedros . Al aplicar una conversión vectorial de las coordenadas cartesianas a las coordenadas generalizadas, se describirá la misma estructura tridimensional utilizando la convención de Flory.
Flory fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos en 1953 y de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias en 1957. [12] [13] En 1968, recibió la Medalla Charles Goodyear . También recibió la Medalla Priestley y el Premio Golden Plate de la Academia Estadounidense de Logros [14] en 1974. Recibió la Medalla Carl-Dietrich-Harries por logros científicos encomiables en 1977. [15] Flory recibió el Premio Nobel de Química en 1974 "por sus logros fundamentales tanto teóricos como experimentales, en la química física de las macromoléculas". [16] 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". [17]
Nací el 19 de junio de 1910 en Sterling, Illinois, de ascendencia hugonote-alemana, siendo la sexta generación nativa de Estados Unidos.
La familia Flory tiene sus raíces en Alsacia, luego en Inglaterra, más tarde en Pensilvania y luego en Ohio.
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