 Пол Джон Флори
Нобелевская премия по химии 1974 г. присуждена
американскому физико-химику, профессору
Стэнфордского университета П. Флори за вклад в
науку о полимерах.
Пол Джон Флори родился 19 июня 1910 г. в
Стерлинге (США) в семье немцев-гугенотов и
является представителем шестого поколения,
родившегося в Америке. Отец, Эзра Флори, был
священником-педагогом, мать, урожденная Марта
Брумбау,- школьной учительницей. В 1931 г. он
окончил Манчестерский колледж, в 1934 г. - стал
доктором философии по физической химии в
университете штата Огайо.
Научную деятельность Флори начал под
руководством известного специалиста по синтезу
полимеров X. У. Карозерса, создателя найлона.
Интересы Карозерса в области поликонденсации
определили направление первых работ Флори.
Однако его привлекал не синтез полимеров, а
изучение закономерностей поликонденсации и
свойств полученных полимеров. Для решения этих
сложных задач он постулировал принцип, согласно
которому реакционная способность
взаимодействующих функциональных групп не
зависит от длины цепи, с которой эти группы
связаны (принцип Флори). При описании кинетики
поликонденсации такое упрощение позволило
значительно сократить число одновременно
решаемых кинетических уравнений и дать простое
математическое выражение для степени
полимеризации и моле-кулярно-весового
распределения образующегося полимера
(распределение Флори). Позднее было показано, что
распределение Флори справедливо также для
радикальной полимеризации.
В 1941 -1952 гг. Флори опубликовал ряд
статей, посвященных количественному описанию
кинетики трехмерной поликонденсации и
молекулярно-весовому распределению в
полифункциональных системах, характеризующихся
образованием разветвленных полимеров с
последующим превращением в трехмерную
молекулярную сетку, пронизывающую весь объем.
Момент, при котором такая система внезапно
теряет текучесть и из вязкой жидкости
превращается в неплавкий и нерастворимый
продукт (трехмерную сетку), называют точкой
гелеобразо-вания. Математическое описание
условий нахождения точки ге-леобразования дал
Флори.
В серии работ по набуханию
нерастворимых полимеров в низкомолекуфярных
жидкостях Флори показал, как из данных по
набуханию можно получить информацию о строении
макромолекулярных сеток и термодинамические
параметры взаимодействия полимера с
низкомолекулярной жидкостью. Флори был
первым, кто в 1937 г. обратил внимание на
элементарный акт передачи цепи при радикальной
полимеризации, приводящий к переносу активного
центра от растущей макромолекулы на другую
частицу. В результате этого сужается
молекулярно-весовое распределение, а также могут
возникать разветвления в макромолекулах.
В 1941 -1942 гг. Флори и Хаггинс приступили
к созданию теории растворов полимеров на основе
квазикристаллической модели раствора.
Предложенная ими теория позволила рассчитать
энтропию смешения полимера с растворителем.
Флори дал принципиальное решение
проблемы так называемых объемных эффектов в
полимерах. Дело в том, что удаленные друг от друга
по цепи атомы, будучи сближенными в полимерном
клубке, отталкиваются друг от друга.
Отталкивание можно трактовать как наличие у
атомов собственного объема и запрет их
взаимопроникновения. В хороших растворителях
исключенный объем возрастает, в плохих - убывает.
Флори показал, что при надлежащем выборе
растворителя и температуры объем звена может в
точности компенсироваться взаимным притяжением
звеньев - существует температура Флори
(тэта-точка), в которой осмотическое давление
следует закону ВантТоффа и объемные эффекты
исчезают. В дальнейшем Флори с сотрудниками
изучил гидродинамическое поведение растворов
полимеров. Они вскрыли связь между
термодинамическими параметрами и
гидродинамическими свойствами растворов
полимеров и характеристиками растворенных
макромолекул. На основе работ Флори развиты
методы определения строения и свойств
макромолекул из измерений вязкости,
седиментации и диффузии.
В 1960-х годах Флори и его сотрудники
внесли крупный вклад в статистическую физику
макромолекул, выполнив расчеты ряда важнейших
свойств синтетических и биологических
полимеров. Флори подтвердил также прямыми
термомеханическими опытами поворотно-изомерную
теорию макромолекул. Как отмечает сам Флори, все
эти работы непосредственно примыкают к работам
советских физиков во главе с М. В. Волькенштейном
и являются их дальнейшим развитием. Благодаря
деятельности Флори в области статистической
физики макромолекул реализовано подлинное
советско-американское сотрудничество.
Монографии М. В. Волькенштейна, Т. М. Бирштейн и О.
Б. Птицына изданы в США под редакцией Флори.
Книга, посвященная той же области, -
"Статистическая механика цепных молекул"
Флори - вышла в русском переводе в 1971 г. К
сожалению, фундаментальный труд Флори
"Принципы полимерной химии" (1953 ш.), в котором
физическая химия полимеров впервые была
изложена строго и последовательно, так и остался
не переведенным на русский язык.
Флори награжден медалью Д. Сюлливана
(1945), Бэйклен-ской премией (1947), медалью Кэлвина
(1954), медалью Ни-колса (1962), Международной премией
в области пластиков (1968), премией им. П. Дебая (1969),
медалью им. Чарльза Ф. Чэндлера (1970) и рядом
других. Он член Американского химического
общества, Американского физического общества,
Американской академии искусств и наук и других
организаций.
В 1936 г. Д. П. Флори женился на Эмили
Катерине Табор. Дочери Флори, Сюзанна и Мелинда,
окончили колледж Брин Мор, где Сюзанна
специализировалась в математике, а Мелинда в
физике. Сын Джон Пол Флори младший окончил
Гарвардский университет, а степень доктора
получил в Калифорнийском технологическом
институте, где учился на отделении биологии,
специализируясь в молекулярной биологии и
биофизике. Сейчас он занимается научными
исследованиями в Медицинском Нобелевском
институте в Стокгольме.
Плавание, садоводство, пешеходные
прогулки и велоспорт до сих пор увлекают П. Д.
Флори.
В. В. КОРШАК, Л. С. СОЛОДКИН
|
