保罗·弗洛里

图:Unknown (Associated Press) · Public domain · Wikimedia Commons

科学家 › 物理学、化学

保罗·弗洛里1910—1985

Paul Flory

化学家, 美国

诺贝尔化学奖 1974普里斯特利奖章 1974

保罗·约翰·弗洛里,美国化学家,诺贝尔奖得主,生于伊利诺州斯特灵,以其在高分子领域的大量工作和杰出成就闻名于世。他是高分子溶液理论的先驱之一,因“在高分子物理学科理论和实验方面的卓著贡献”获得1974年诺贝尔化学奖。

摘自维基百科「保罗·弗洛里」,CC BY-SA 4.0

出生
1910 年 6 月 19 日,斯特灵
逝世
1985 年 9 月 8 日,大瑟尔
国籍
美国
学科
物理学、化学、工程与发明、博物与综合
职业
化学家、工程师、物理学家、自传作者
母语 / 工作语言
英语
母校
俄亥俄州立大学、Elgin High School、曼彻斯特大学
工作单位
康奈尔大学、斯坦福大学、杜邦、辛辛纳提大学、固特异

研究领域

物理化学聚合物科学

主要贡献

代表成就

Principles of Polymer Chemistry

师承

博士导师1

Herrick L. Johnston

来自 Wikidata 的「博士导师」「师从」「博士生」「学生」记录,可能不全。

所获奖项(14)

  1. 1954古根海姆学者奖
  2. 1962高分子物理奖
  3. 1962威廉·H·尼克尔斯奖
  4. 1968查尔斯·古德伊尔奖章
  5. 1969彼得·德拜奖
  6. 1971埃利奥特·克雷森奖章
  7. 1973威拉德·吉布斯奖
  8. 1974诺贝尔化学奖
  9. 1974美国国家科学奖章
  10. 1974普里斯特利奖章
  11. 1976Herman Mark Award in Polymer Chemistry
  12. 1977珀金奖章
  13. —美国物理学会会士
  14. —化学先驱奖

学会与院士

美国文理科学院美国国家科学院美国哲学会

百科正文

经历

早年生活

保罗·弗洛里1927年从伊利诺州的一所高中毕业后,于1931年获得曼彻斯特大学(印第安纳州)的学士学位,于1934年获得俄亥俄州立大学的博士学位。他第一份工作在杜邦,和华莱士·卡罗瑟斯进行合作。

高分子科学

弗洛里在高分子科学中最早的工作,是研究聚合物动力学。在缩聚反应中,弗洛里质疑了末端基团反应活性随链增长而降低的设想,通过论证反应活性与高分子尺寸无关,他成功证明了链数量随尺寸增加而成倍减少这一结论。在加聚反应中,他引入了链转移这个重要概念,改进了动力学方程,使高分子尺寸分布更易被理解。

1938年合作伙伴卡罗瑟斯自杀死后,弗洛里前往辛辛纳提大学的基础科学研究实验室工作。工作期间,他为多官能团化合物的聚合反应以及聚合物交联网络(凝胶)建立了数学理论。

1940年,弗洛里加入了标准石油在新泽西州林登的实验室,为高分子混合物建立了统计理论。1943年他又加入了固特异的实验室,研究高分子基础理论。1948年,康奈尔大学当时的化学系主任彼得·德拜邀请弗洛里举办一年一度的贝克讲座。同年秋天,弗洛里受聘于康奈尔大学,他把他的讲座内容进行了加工和提炼,最终形成了他的代表作,《高分子化学原理》,1953年由康奈尔大学出版社出版。这本著作很快成为高分子领域的必备参考书之一,直至今日还在被广泛使用。

弗洛里还把排除体积的概念(最早由维尔纳·库恩创造)引入高分子科学。排除体积理论指出,一个长链分子的一部分无法占据已被该分子另一部分占据的体积,由此,溶液中的高分子链末端之间的平均距离比不计排除体积的情况更远。排除体积概念的引入,是高分子物理理论的重要飞跃,这一概念在分析溶液中长链分子的行为时非常有用,有效解释了当时若干与先前理论不符的实验结果。排除体积理论导致了θ条件(或称θ状态)的产生,θ条件是指能够消除排除体积效应的实验条件。在θ条件下,链恢复理想链的特征——因排除体积引起的长程作用被消除,使实验者可以更容易地测量短程特性,比如几何特征、键旋转势、邻近基团的空间位阻效应等。弗洛里准确地指出,在θ条件下,排除体积的影响被消除,高分子熔融物的链尺寸与计算得出的理想溶液中的链尺寸相同。

弗洛里在高分子物理领域建立了众多的理论和数学模型,其中有一种方法用来估算高分子链在良溶剂中的尺寸,即Flory–Huggins溶液理论,还有Flory指数,用来描述高分子在溶液中的运动。

Flory-Huggins溶液理论

Flory-Huggins溶液理论是一种高分子溶液热力学的数学模型,应用了混合熵的一般表达式并考虑了高分子尺寸的差异性。最终结果,可以写成一个吉布斯能的方程。吉布斯能的通常表达式为: Δ Gₘ=Δ Hₘ-TΔ Sₘ

Flory和Huggins推导出的结果为: Δ Gₘ=RT[ n₁ln φ ₁+n₂ln φ ₂+n₁φ ₂χ ₁₂ ]

其中, n₁ 指溶剂的物质的量, φ ₁ 指溶剂的体积分数, n₂ 和 φ ₂ 分别指高分子溶质的物质的量和体积分数, χ 这一因子用来计算溶质与溶剂分散过程中的能量变化。

晚年

1961年,弗洛里在斯坦福大学获得教授职位,1966年成为Jackson-Wood教授,1975年退休。1974年荣获诺贝尔化学奖。退休后弗洛里仍然活跃了一段时间,为IBM担任了若干年的顾问。弗洛里与他的妻子Emily Catherine Tabor有三个孩子,Susan、Melinda和John。1985年,弗洛里因心脏病发作,在加利福尼亚州去世。

以上内容摘自维基百科「保罗·弗洛里」,按 CC BY-SA 4.0 使用,去掉了参考文献、外部链接等尾部小节,公式改写成了纯文本。全文、配图和出处见原文。

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