Paul Flory

După ce și-a primit doctoratul în 1934, s-a ocupat de o varietate de probleme de chimie fizică. Aceasta având de-a face cu cinetica și mecanismele substanțelor polimerice. Având de-a face cu distribuția masei molare, soluția termodinamicii și a hidrodinamicii. În plus, în cursul anului 1934, el a reușit, de asemenea, să descopere că atunci când lanțurile polimerice vor continua să crească dacă sunt amestecate cu alte molecule atunci când sunt prezente. Flory a descoperit, de asemenea, înțelegerea termenului „theta”. Cu alte cuvinte, este constanta de hidrodinamică. Cu punctul theta care este interacțiunile volumelor neutre. În concluzie la dezvoltarea punctului theta, acesta a fost confirmat și studiat într-o varietate de laboratoare de către mulți oameni de știință. Atât polimerii naturali, cât și cei sintetici au fost studiați de-a lungul punctului theta. În tot acest timp a fost oferită o mai bună înțelegere a macromoleculelor. Aceasta a ajutat la crearea de baze sub interpretări raționale ale măsurătorilor fizice. Măsurătorile au relații atât cu soluțiile de polimeri, cât și cu caracteristicile cantitative. Unele lucrări finalizate de Paul Flory în timpul său includ dezvoltarea în corelațiile cantitative între moleculele de lanț și structura chimică a proprietăților. Acest lucru are legătură cu modul în care sunt compuși polimerii și ce sunt compuși din polimeri. O bucată de material format prin intermediul polimerilor este plasticul. La mijlocul anilor 1930, Flory a descoperit modul în care polimerii sunt dizolvați într-un solvent. Ceea ce duce la devenirea întinderilor, care este cauzată de forțele atât ale polimerilor, cât și ale părților de solvent. El chiar a avut parte de găsirea unei soluții pentru polimeri.

Cariera și știința polimerilorEdit

Prima lucrare a lui Flory în știința polimerilor a fost în domeniul cineticii de polimerizare la DuPont Experimental Station. În polimerizarea prin condensare, el a contestat ipoteza conform căreia reactivitatea grupului terminal scădea pe măsură ce macromolecula creștea și, argumentând că reactivitatea era independentă de dimensiune, a reușit să obțină rezultatul conform căruia numărul de lanțuri prezente scădea exponențial odată cu dimensiunea. În plus față de polimerizare, el a introdus conceptul important de transfer de lanț pentru a îmbunătăți ecuațiile cinetice și pentru a elimina dificultățile în înțelegerea distribuției mărimii polimerului.

În 1938, după moartea lui Carothers, Flory s-a mutat la Laboratorul de Cercetare a Științelor Fundamentale de la Universitatea din Cincinnati. Acolo a dezvoltat o teorie matematică pentru polimerizarea compușilor cu mai mult de două grupe funcționale și teoria rețelelor de polimeri sau a gelurilor. Acest lucru a dus la teoria Flory-Stockmayer a gelării, care echivalează cu percolația pe rețeaua Bethe și reprezintă, de fapt, prima lucrare în domeniul percolației.

În 1940 s-a alăturat laboratorului din Linden, New Jersey al Standard Oil Development Company, unde a dezvoltat o teorie mecanică statistică pentru amestecurile de polimeri. În 1943 a plecat pentru a se alătura laboratoarelor de cercetare ale Goodyear, ca șef al unui grup privind fundamentele polimerilor. În primăvara anului 1948, Peter Debye, pe atunci președinte al departamentului de chimie de la Universitatea Cornell, l-a invitat pe Flory să țină conferințele anuale Baker. Apoi, în toamna aceluiași an, i s-a oferit un post în cadrul facultății. A fost inițiat în capitolul Tau al Alpha Chi Sigma de la Cornell în 1949. La Cornell, Flory a elaborat și rafinat prelegerile sale din cadrul Conferințelor Baker, transformându-le în opera sa magna, Principles of Polymer Chemistry, care a fost publicată în 1953 de Cornell University Press. Acesta a devenit rapid un text standard pentru toți lucrătorii din domeniul polimerilor și este încă utilizat pe scară largă până în prezent.

Flory a introdus conceptul de volum exclus, inventat de Werner Kuhn în 1934, în domeniul polimerilor. Volumul exclus se referă la ideea că o parte a unei molecule cu lanț lung nu poate ocupa un spațiu care este deja ocupat de o altă parte a aceleiași molecule. Volumul exclus face ca capetele unui lanț de polimeri într-o soluție să fie mai depărtate (în medie) decât ar fi fost dacă nu ar fi existat un volum exclus. Recunoașterea faptului că volumul exclus era un factor important în analiza moleculelor cu lanț lung în soluții a reprezentat o descoperire conceptuală importantă și a dus la explicarea mai multor rezultate experimentale derutante din acea vreme. De asemenea, a dus la apariția conceptului de punct theta, setul de condiții în care se poate efectua un experiment care determină neutralizarea efectului de volum exclus. La punctul theta, lanțul revine la caracteristicile ideale ale lanțului – interacțiunile cu rază lungă de acțiune care rezultă din volumul exclus sunt eliminate, permițând experimentatorului să măsoare mai ușor caracteristicile cu rază scurtă de acțiune, cum ar fi geometria structurală, potențialele de rotație a legăturilor și interacțiunile sterice dintre grupurile apropiate. Flory a identificat corect faptul că dimensiunea lanțului în topiturile de polimeri ar avea dimensiunea calculată pentru un lanț în soluție ideală dacă interacțiunile de volum exclus ar fi neutralizate prin experimente în punctul theta.

Printre realizările sale se numără o metodă originală de calcul al dimensiunii probabile a unui polimer în soluție bună, teoria soluției Flory-Huggins, și derivarea exponentului Flory, care ajută la caracterizarea mișcării polimerilor în soluție.

Convenția FloryEdit

vezi Convenția Flory pentru detalii.

În modelarea vectorilor de poziție ai atomilor din macromolecule este adesea necesară conversia din coordonate carteziene (x,y,z) în coordonate generalizate. De obicei se folosește convenția Flory pentru definirea variabilelor implicate. De exemplu, o legătură peptidică poate fi descrisă prin pozițiile x,y,z ale fiecărui atom din această legătură sau se poate folosi convenția Flory. Aici trebuie să se cunoască lungimile legăturii l i {\displaystyle l_{i}}.

, unghiurile de legătură θ i {\displaystyle \theta _{i}}.

, iar unghiurile diedrale ϕ i {\displaystyle \phi _{i}}

. Prin aplicarea unei conversii vectoriale de la coordonatele carteziene la coordonatele generalizate se va descrie aceeași structură tridimensională folosind convenția Flory.