Пол Флори

Пол Флори — американский химик-полимерщик, лауреат Нобелевской премии по химии 1974 года. Пол Флори (Paul John Flory; 19 июня 1910, Стерлинг, штат Иллинойс, США — 9 сентября 1985, Биг-Сур, Калифорния) внёс фундаментальный вклад в физическую химию полимеров, разработав теорию полимерных растворов, теорию гелеобразования и теорию конформационной статистики макромолекул. Его работы заложили основы современной науки о полимерах и используются при синтезе пластмасс, каучуков, волокон и биополимеров.

Биография

Ранние годы и образование

Пол Джон Флори родился 19 июня 1910 года в Стерлинге (Иллинойс) в семье Эзры Флори, священника, и Марты Флори (урождённой Брумбах). В 1927 году поступил в Манчестерский колледж (Индиана), где изучал химию. В 1931 году получил степень бакалавра, после чего продолжил обучение в Университете штата Огайо. В 1934 году под руководством Херрика Л. Джонстона защитил докторскую диссертацию по физической химии, посвящённую фотохимии оксида азота.

Научная карьера

После защиты докторской Флори начал работать в исследовательской лаборатории компании DuPont (1934–1938) под руководством Уоллеса Кэрозерса, изобретателя нейлона. Именно там он заинтересовался кинетикой полимеризации и свойствами полимеров. В 1938–1940 годах работал в лаборатории компании Standard Oil Development Company (ныне ExxonMobil), затем в 1940–1943 годах — в лаборатории Goodyear Tire and Rubber Company. В 1943–1948 годах возглавлял отдел фундаментальных исследований в компании Goodyear.

В 1948 году Флори перешёл в академическую среду — стал профессором химии в Корнеллском университете. В 1953 году он перешёл в Стэнфордский университет, где работал до выхода на пенсию в 1975 году. В 1961–1966 годах занимал должность заведующего кафедрой химии. После отставки оставался почётным профессором.

Личная жизнь и смерть

В 1936 году Флори женился на Эмили Катрин Табор. У них родилось трое детей: Сьюзен, Мелвин и Пол. Флори умер 9 сентября 1985 года от сердечного приступа в Биг-Суре, Калифорния.

Научные достижения

Теория полимерных растворов

Флори разработал статистическую теорию растворов полимеров, известную как теория Флори — Хаггинса (опубликована в 1941–1942 годах совместно с Морисом Хаггинсом). Теория описывает термодинамику смешения полимера с растворителем, учитывая энтропийные и энтальпийные вклады. Она позволила предсказывать фазовые равновесия, набухание и осаждение полимеров. Несмотря на упрощения, теория остаётся основой для понимания поведения полимерных систем.

Теория гелеобразования

В 1941 году Флори предложил статистическую теорию гелеобразования при поликонденсации. Он показал, что образование бесконечной сетки (геля) происходит при достижении критической степени превращения, которая зависит от функциональности мономеров. Эта теория объясняет, как из жидких олигомеров образуются твёрдые сшитые полимеры, и применяется при производстве эпоксидных смол, фенолформальдегидных смол и резин.

Конформационная статистика макромолекул

Флори разработал теорию конформаций полимерных цепей, основанную на модели свободно-сочленённой цепи и вращательных изомеров. Он ввёл понятие характеристического отношения C∞, которое описывает гибкость цепи. Его книга «Статистическая механика цепных молекул» (1969) стала классическим трудом в этой области. Флори также исследовал размеры полимерных клубков в растворах и расплавах, показав, что в расплаве цепь принимает идеальные (невозмущённые) размеры.

Кинетика полимеризации

Флори внёс вклад в понимание кинетики радикальной полимеризации, включая механизмы инициирования, роста и обрыва цепи. Он вывел уравнения для распределения молекулярных масс при поликонденсации и полимеризации, которые используются для контроля свойств полимеров.

Критика и ограничения

Теория Флори — Хаггинса не учитывает специфические взаимодействия (водородные связи, электростатические силы) и даёт лишь приближённые результаты для концентрированных растворов. В 1970-х годах были разработаны более точные теории (например, теория Санчеса — Лакомба), но подход Флори остаётся базовым для обучения и инженерных расчётов.

Награды и признание

• Нобелевская премия по химии (1974) — «за фундаментальные достижения в области теории и практики физической химии макромолекул».
• Премия Уилларда Гиббса (1968).
• Премия Питера Дебая (1969).
• Национальная медаль науки США (1974).
• Член Национальной академии наук США (1953), Американской академии искусств и наук (1960), Лондонского королевского общества (1975).

Основные труды

• Principles of Polymer Chemistry (1953) — фундаментальный учебник, переведённый на многие языки.
• Statistical Mechanics of Chain Molecules (1969) — монография по конформационной статистике.
• Selected Works of Paul J. Flory (1985) — сборник ключевых статей.

Память

Именем Флори назван лекционный зал в Стэнфордском университете. Американское химическое общество учредило премию Пола Флори за выдающиеся исследования в области полимеров. В 2010 году, к 100-летию со дня рождения, были проведены памятные конференции.

Источники

• Nobel Lectures, Chemistry 1971–1980, World Scientific, 1993.
• P. J. Flory, Principles of Polymer Chemistry, Cornell University Press, 1953.
• P. J. Flory, Statistical Mechanics of Chain Molecules, Interscience, 1969.
• M. L. Huggins, «Solutions of Long Chain Compounds», Journal of Chemical Physics, 1941.
• National Academy of Sciences, Biographical Memoirs: Paul J. Flory, 1990.