Нобелевские лауреаты: Пол Джон Флори

Химик и его точка

Американский физико-химик Пол Джон Флори

Nobel Foundation Archive/Arizona State University/Indicator.Ru

Как развить свою физику копанием канав, как предлагать себя СССР в качестве заложника и как найти «идеальную» температуру для раствора макромолекул, расскажет новый выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Когда присуждается премия, в своих формулировках Нобелевский комитет обязан четко сформулировать, за что новый лауреат удостоен высшей научной награды. И крайне редко бывает так, что премия вручается не за какой-то конкретный прорыв, открытие или изобретение, как указано в завещании Альфреда Нобеля, а «по совокупности». Тем не менее, такие случаи бывают. Например, Роберт Вудворд, которому дали премию вообще «потому, что он молодец» или Джеймс Пиблз, получивший премию по совокупности космологических открытий. А сегодня мы поговорим о «боге полимеров», активном борце за права человека и просто замечательной личности.

Пол Джон Флори

Родился 19 июня 1910 гола, Стерлинг, Иллинойс, США

Умер 8 сентября 1985 года, Биг-Сюр, Калифорния, США

Формулировка Нобелевского комитета: «За фундаментальные достижения в области теории и практики физической химии макромолекул (for his fundamental work, both theoretical and experimental, in the physical chemistry of macromolecules)»

Вот как начинает свой рассказ о нашем герое его официальная биография, вышедшая в биографической серии Национальной академии наук США:

Пуританские принципы Флори вполне могут быть выведены из его прошлого. Семья Флори берет свое начало в Эльзасе, затем в Англии, затем в Пенсильвании, а затем в Огайо. Пол, кажется, особенно гордился своим гугенотским происхождением. Его отец, Эзра Флори, был священником в Церкви братьев (The Church of Brethren), секте, чем-то похожей на квакеров. Семья часто переезжала, поскольку отец назначался в разные приходы. Эзра женился на Эмме Брамбо, от которой у него родились две дочери, Маргарет и Мириам. После того как Эмма умерла при родах, Эзра женился на ее двоюродной сестре Марте Брамбо, и у них родились двое сыновей, Джеймс и Пол. Земельные угодья за пределами Дейтона были подарены семье Флори специальным Президентским грантом и до сих пор принадлежат им».
Уильям Джонсон, Вальтер Стокмайер, Генри Таубе
Биография Пола Флори для Национальной академии наук

Пол рос слабым ребенком, но весьма талантливым. Он всегда был особенно привязан к своей единокровной сестре Маргрет, которая помимо всего прочего, была и его учительницей в шестом классе. Она понимала его потенциал и хотела, чтобы он продолжил свое образование.

Повзрослев, Пол усердно работал над развитием своего телосложения с помощью таких занятий, как копание канав (sic!), энергичное плавание и горных походы. В итоге юноша стал очень крепким и сильным человеком с большой жизненной силой, которой он наслаждался большую часть своей жизни. Правда, это сыграло с ним злую шутку в конце жизни: наш герой всегда был категорически против профилактических медосмотров, даже тогда, когда его начали беспокоить усталость во время плавания. А это началось незадолго до того, как он умер от обширного сердечного приступа.

Высшее образование Флори получал сначала в Манчестерском колледже, где училась его мать, и где он обрел интерес к химии, а затем – в Университете штата Огайо, где занимался органической химией, или тем, что он сам называл цитатой из знаменитого романа Синклера Льюиса (и немного Пола де Крюи) «Эрроусмит» - «химией поваренной книги». Судя по всему, «кулинария» не очень зашла Флори, и он – человек, обладающий недюжинными математическими способностями – после защиты магистерской работы по органике переключился на физическую химию.

В 1934 году Флори – PhD. Его диссертация была посвящена фотохимическим процессам в оксидах азота. Уже здесь проявилась сущность практически всех работ нашего героя – работа теоретическая, но имеющая огромную практическую значимость: ведь оксиды азота - основной компонент смога, который в те годы жители США знали не понаслышке.

В том же году будущему нобелиату повезло, причем повезло дважды. Во-первых, он нашел отличную работу – в химическом концерне DuPont (к слову, эта компания дала нам еще одного нобелиата, первооткрывателя краун-эфиров Чарлза Педерсена). Найти работу во время Великой Депрессии, на самом ее пике – это было равнозначно крупному выигрышу в лотерею. А во-вторых, руководителем Флори стал сам Уоллес Карозерс, пионер химии полимеров, человек, которому не одно поколение женщин обязано существованием удобных колготок и чулок (именно Карозерс разработал метод получения нейлона). Если бы Карозерс прожил бы дольше, он наверняка разделил бы Нобелевскую премию по химии с другим великим человеком – Германом Штаудингером. Именно работы этих ученых показали, что бывают молекулы размером в тысячи раз больше «обычных» - полимеры.

Уильям Карозерс

Wikimedia Commons

Карозерс быстро разглядел математический талант молодого ученого и поручил ему разработать методы физической химии и кинетики в приложении к макромолекулам. Уже в DuPont Флори совершил несколько важнейших открытий в области механизмов реакций полимеризации и кинетики этих реакций. Так, он установил, что реакционная способность промежуточного соединения в данном растворителе, при данных температуре, давлении и концентрации зависит только от микроокружения и не зависит от общего размера молекулы, а также указал на необходимость учитывать в реакциях полимеризации стадию, известную как стадия передачи цепи, в результате которой молекула с растущей цепью отрывает атом от другой молекулы, передавая ей активный центр полимеризации и заканчивая свой рост. Это было важнейшее открытие в химии полимеров.

1937 год стал роковым для карьеры Флори в DuPont. Дело в том, что его учитель, помимо того, что был великим химиком, еще и постоянно страдал от депрессивных расстройств психики. У него были нелады с личной жизнью, портились отношения с родителями, которые не одобряли его роман с замужней женщиной, кроме того, для поддержания своего реноме, Карозерсу приходилось постоянно выступать с лекциями и докладами. А о своем отношении к публичным выступлениям и о том, чего стоил ему каждый доклад, он писал сам еще в начале 1932 года.

Я выступал во время праздников с докладом на конференции по органической химии. Моя речь была достаточно хорошо принята аудиторией. Однако ожидание этого выступления отняли у меня несколько предшествующих ему недель, и нужно было прибегать к значительным количествам алкоголя, чтобы успокоить нервы… Моя нервозность, угрюмость и психическая неустойчивость усиливаются с течением времени, и употребление выпивки уже не дает нужного эффекта. Будущий 1932 год уже сейчас выглядит в моих глазах глубоко черным.
Уоллес Карозерс

Спусковым крючком стала смерть сестры Карозерса, Изабель, от пневмонии в январе 1937 года. 29 апреля учитель Флори снял номер в отеле, где и выпил цианистый калий, который носил с собой много лет, предварительно растворив его в лимонном соке, дабы ускорить действие яда.

Флори больше не смог работать в DuPont и начал искать себе иное место работы. На какое-то время он избрал академическую карьеру и стал адъюнкт-профессором исследовательской лаборатории фундаментальных наук при Университете Цинцинати (штат Огайо). Здесь он начал изучать более сложные полимеры – «трехмерные», разветвленные структуры и реакции их получения. Этот опыт очень пригодился на следующем этапе карьеры Флори, когда он снова перешел работать в коммерческие фирмы: с 1940 года он работал в ESSO, а с 1943 по 1948 года – в Goodyear. Шла война, стране и армии нужен был каучук – и много сил Флори потратил на работы по усовершенствованию синтеза искусственного каучука.

Ну а в 1948 году Флори перешел в Корнелльский университет, в котором остался до 1957 года. Туда его пригласил еще один нобелиат по химии, Петер Дебай. Если говорить о свершениях Флори в Корнелле, то главными стоит назвать два. Во-первых, открытие «Θ-точки», или как сейчас говорят, температуры Флори. Что это такое?

Флори установил, что если конфигурация малых молекул в растворе может быть точно описана с помощью вероятностно-статистического метода, то с макромолекулами это не работает. Однако если понизить температуру до определенной точки, раствор становится «идеальным». Энергии взаимодействия макромолекул между собой сравниваются с энергиями взаимодействия с молекулами растворителя, и исходя из этой температуры можно оценить конфигурацию макромолекул.

Второе творение Флори автор статьи помнит по собственному опыту – даже в 1990-х годах в Одесском университете химию полимеров учили по фундаментальному труду «Основы химии полимеров», завершенному Флори в 1953 году. Даже сейчас, шесть с лишним десятков лет спустя, книга остается актуальной.

Как видите, сделал Флори очень много – и это мы еще молчим о его работах о биологических макромолекулах, прорывных и пионерских работах по жидким кристаллам, выполненным уже позже, в Стэнфорде. Плюс нельзя не упомянуть об активной правозащитной деятельности нашего героя (часто направленной против правительства СССР – напомним, что именно он предложил себя в качестве «заложника» руководству СССР за то, чтобы власти выпустили жену Андрея Сахарова за рубеж на лечение).

Поэтому Нобелевская премия Флори была ожидаема. Не только им, но и Стэнфордским университетом, в котором Флори проработал с 1961 года до конца жизни. Он стал первым стэнфордским нобелиатом, но далеко не последним.

Флори работал до конца жизни и умер внезапно, от сердечного приступа, в отпуске. Наверное, лучше всего его можно охарактеризовать словами Уолтера Стокмайера.

В течение всей своей жизни Пол Флори наслаждался своей работой, радовался и гордился своей семьёй. Он наслаждался природой. Он обладал физической стойкостью и не избегал физических нагрузок. Он прожил насыщенную жизнь, и я сомневаюсь, что он когда-нибудь скучал. Его имя размашисто начертано в летописи науки, о нём будут помнить последующие поколения.
Вальтер Стокмайер

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.