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保罗·弗洛里

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保罗·弗洛里1974年诺贝尔化学奖得主
保罗·弗洛里,1973年
出生(1910-06-19)1910年6月19日
伊利諾州斯特靈
逝世1985年9月9日(1985-09-09)(75歲)
加利福尼亚州大苏尔
国籍美国
母校曼彻斯特大学(印第安纳州)
俄亥俄州立大学
知名于高分子科学
奖项
科学生涯
研究领域物理化学
机构杜邦
斯坦福大学
卡内基梅隆大学
康奈尔大学
博士導師Herrick L. Johnston

保罗·约翰·弗洛里(英語:Paul John Flory,1910年6月19日—1985年9月9日),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。

经历

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早年生活

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保罗·弗洛里1927年从伊利诺州的一所高中毕业后,于1931年获得曼徹斯特大學(印第安納州)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。[1]

高分子科学

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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年合作伙伴卡羅瑟斯自杀死后,弗洛里前往辛辛纳提大學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

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主条目:Flory-Huggins溶液理论

Flory-Huggins溶液理论是一种高分子溶液热力学数学模型,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:

ΔGm=ΔHmTΔSm{\displaystyle \Delta G_{m}=\Delta H_{m}-T\Delta S_{m}\,}

Flory和Huggins推导出的结果为:

ΔGm=RT[n1lnϕ1+n2lnϕ2+n1ϕ2χ12]{\displaystyle \Delta G_{m}=RT[\,n_{1}\ln \phi _{1}+n_{2}\ln \phi _{2}+n_{1}\phi _{2}\chi _{12}\,]\,}

其中,n1{\displaystyle n_{1}}指溶剂的物质的量ϕ1{\displaystyle \phi _{1}}指溶剂的体积分数,n2{\displaystyle n_{2}}ϕ2{\displaystyle \phi _{2}}分别指高分子溶质的物质的量和体积分数,χ{\displaystyle \chi }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

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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。

著作

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参考资料

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  1. ^* Morris, Peter J. T.Polymer Pioneers: A Popular History of the Science and Technology of Large Molecules Center for History of Chemistry, Philadelphia (1986) p. 70-73

外部链接

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1901年-1925年

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1926年-1950年

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1951年-1975年

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1976年-2000年

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2001年-

2001年:诺尔斯野依良治沙普利斯 /2002年:芬恩田中耕一维特里希 /2003年:阿格雷麦金农 /2004年:切哈诺沃赫什科罗斯 /2005年:肖万格拉布施罗克 /2006年:科恩伯格 /2007年:埃特尔 /2008年:下村脩查尔菲钱永健 /2009年:约纳特拉马克里希南施泰茨 /2010年:赫克根岸英一铃木章 /2011年:谢赫特曼 /2012年:莱夫科维茨科比尔卡 /2013年:卡普拉斯列維特瓦舍尔 /2014年:貝齊格赫尔莫尔纳尔 /2015年:林达尔莫德里奇桑贾尔 /2016年:索瓦日斯托達特費林加 /2017年:杜博歇法蘭克亨德森 /2018年:阿諾德溫特史密斯 /2019年:古迪納夫惠廷厄姆吉野彰 /2020年:沙尔庞捷道德纳 /2021年:利斯特麦克米伦 /2022年:贝尔托齐梅尔达尔沙普利斯 /2023年:巴文迪布鲁斯叶基莫夫 /2024年:贝克哈萨比斯江珀 /2025年:北川進羅布森亞基

注:年份不一定是實際獲獎時間,1914年、1918年、1920年、1921年、1925年、1927年、1938年、1943年、1944年的獎項都延後一年頒發。
行为与社会科学
1960年代
1980年代
1990年代
2000年代
2010年代
生物学
1960年代
1970年代
1980年代
1990年代
2000年代
2010年代
化学
1960年代
1970年代
1980年代
1990年代
2000年代
2010年代
工程科学
1960年代
1970年代
1980年代
1990年代
2000年代
2010年代
数学、统计与计算机科学
1960年代
1970年代
1980年代
1990年代
2000年代
2010年代
物理科学
1960年代
1970年代
1980年代
1990年代
2000年代
2010年代
1920年代
1930年代
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1960年代
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1980年代
1990年代
2000年代
2010年代
2020年代
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1900年代
1910年代
1920年代
1930年代
1940年代
1950年代
1960年代
1970年代
1980年代
1990年代
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