Paul Flory

Dopo aver ricevuto il suo dottorato nel 1934, si è occupato di una varietà di problemi di chimica fisica. Questo ha a che fare con la cinetica e i meccanismi delle sostanze polimeriche. Avendo a che fare con la distribuzione della massa molare, soluzione di termodinamica e idrodinamica. Inoltre, durante il 1934, fu anche in grado di scoprire che quando le catene polimeriche continueranno a crescere se sono mescolate con altre molecole quando presenti. Flory scoprì anche la comprensione del termine “theta”. In altre parole, è la costante dell’idrodinamica. Con il punto theta che è le interazioni dei volumi neutri. In conclusione lo sviluppo del punto theta è stato confermato e studiato in una varietà di laboratori da molti scienziati. Polimeri sia naturali che sintetici sono stati studiati in tutto il punto theta. Attraverso questo è stata fornita una migliore comprensione delle macromolecole. Ha aiutato con la creazione di basi sotto interpretazioni razionali delle misure fisiche. Le misure hanno relazioni sia con le soluzioni dei polimeri che con le caratteristiche quantitative. Alcuni lavori completati da Paul Flory durante il suo tempo includono lo sviluppo delle correlazioni quantitative tra le molecole della catena e la struttura chimica delle proprietà. Questo ha a che fare con il modo in cui i polimeri sono composti e cosa sono composti da polimeri. Un pezzo di materiale formato attraverso i polimeri è la plastica. A metà degli anni ’30, Flory scoprì come i polimeri si dissolvono in un solvente. Portando a diventare distese che è causato dalle forze di entrambe le parti polimeri e solvente. Ha anche avuto parte nel trovare una soluzione ai polimeri.

Carriera e scienza dei polimeriModifica

Il primo lavoro di Flory nella scienza dei polimeri fu nell’area della cinetica di polimerizzazione alla DuPont Experimental Station. Nella polimerizzazione per condensazione, sfidò l’ipotesi che la reattività del gruppo finale diminuisse man mano che la macromolecola cresceva, e sostenendo che la reattività era indipendente dalle dimensioni, fu in grado di ricavare il risultato che il numero di catene presenti diminuiva con le dimensioni in modo esponenziale. In aggiunta alla polimerizzazione, introdusse l’importante concetto di trasferimento di catena per migliorare le equazioni cinetiche e rimuovere le difficoltà nella comprensione della 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 di composti con più di due gruppi funzionali e la teoria delle reti di polimeri o gel. Questo portò alla teoria Flory-Stockmayer della gelificazione, che equivale alla percolazione sul reticolo di Bethe e infatti rappresenta il primo documento nel campo della percolazione.

Nel 1940 si unì al laboratorio di Linden, NJ della Standard Oil Development Company dove sviluppò una teoria statistico-meccanica per le miscele di polimeri. Nel 1943 lasciò per unirsi ai laboratori di ricerca della Goodyear 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. Gli fu poi offerto un posto nella facoltà nell’autunno dello stesso anno. Fu iniziato nel capitolo Tau dell’Alpha Chi Sigma alla Cornell nel 1949. Alla Cornell elaborò e raffinò le sue Baker Lectures nel suo opus magnum, Principles of Polymer Chemistry, pubblicato 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, coniato da Werner Kuhn nel 1934, ai polimeri. Il volume escluso si riferisce all’idea che una parte di una molecola a catena lunga non può occupare uno 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 e ha portato alla spiegazione di diversi risultati sperimentali sconcertanti dell’epoca. 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 di volume escluso. Al punto theta, la catena ritorna alle caratteristiche ideali della catena – le interazioni a lungo raggio derivanti dal volume escluso sono eliminate, permettendo allo sperimentatore 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 identificato correttamente che la dimensione della catena nei polimeri fusi avrebbe la dimensione calcolata per una catena in soluzione ideale se le interazioni di volume escluso fossero neutralizzate sperimentando nel punto theta.

Tra le sue realizzazioni ci sono un metodo originale per calcolare la dimensione probabile di un polimero in buona soluzione, la teoria della soluzione di Flory-Huggins, e la derivazione dell’esponente di Flory, che aiuta a caratterizzare il movimento dei polimeri in soluzione.

La convenzione di FloryEdit

vedi convenzione di Flory per dettagli.

Nella modellazione dei 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 di solito 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}

. Applicando una conversione vettoriale dalle coordinate cartesiane alle coordinate generalizzate si descrive la stessa struttura tridimensionale utilizzando la convenzione di Flory.