Carothers, Wallace

Wallace Carothers
Wallace Hume Carothers
Syntymäaika 27. tammikuuta (27. huhtikuuta ) , 1896( 1896-04-27 )
Syntymäpaikka Burlington , Iowa , Yhdysvallat
Kuolinpäivämäärä 29. huhtikuuta 1937 (41-vuotiaana)( 29.4.1937 )
Kuoleman paikka
Maa
Tieteellinen ala polymeerikemia , orgaaninen kemia
Työpaikka DuPont
Alma mater Tarkio College, Missouri , Yhdysvallat
tieteellinen neuvonantaja Carl Marvel, Roger Adams
Tunnetaan Nylonin keksijä
Palkinnot ja palkinnot Kara-palkinto (1923-1924)
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Wallace Hume Carothers ( syntynyt  Wallace Hume Carothers ; 27. huhtikuuta 1896 , Burlington , Iowa , USA  - 29. huhtikuuta 1937 , Wilmington , Delaware , USA) on amerikkalainen kemisti , keksijä ja johtava orgaaninen kemisti DuPontissa . Avasi tavan saada polymeerimateriaalia - nylonia [1] .

Wallace Carothers johti DuPont Experimental Laboratorya lähellä Wilmingtonia Delawaressa . Suurin osa tutkijan polymeeritutkimuksista tehtiin siellä [2] . Carothers oli loistava orgaaninen kemisti, joka nailonin syntetisoimisen lisäksi osallistui myös neopreenin valmistusprosessin kehittämiseen .

Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian jäsen ( 1936) [3] .

Nuoriso ja koulutus

Wallace Carothers syntyi 27. huhtikuuta 1896 Burlingtonissa , Iowassa . Hänen isän puoleiset esi-isänsä olivat skotlantilaisia ​​ja asuivat Pennsylvaniassa . He olivat maanviljelijöitä ja käsityöläisiä. Hänen isänsä Ira Hume Carothers syntyi maatilalla Illinoisissa vuonna 1869 ja valmistui julkisesta koulusta 19-vuotiaana. Myöhemmin hän siirtyi liiketalouden koulutuksen alalle ja oli neljäkymmentäviisi vuotta ohjaajana ja varapuheenjohtajana Capital Business Collegessa Des Moinesissa , Iowassa. Wallace Hume Carothers oli perheen ensimmäinen tiedemies. Wallacen esi-isät olivat äitinsä puolelta skotlantilais-irlantilaista syntyperää, ja he olivat myös suurimmaksi osaksi maanviljelystä ja käsitöitä . He olivat suuria musiikin ystäviä, mikä saattaa selittää W. Carothersin kiinnostuksen musiikkia kohtaan. Hänen äitinsä Maria Evalina McMullin Burlingtonista , Iowasta , vaikutti voimakkaasti Carothersiin hänen lapsuudessaan. Wallace oli perheen vanhin lapsi, hänellä oli veli John ja kaksi sisarta, Isabelle ja Mary. Hänen sisarensa Isabelle, joka esiintyi Clara, Lou ja Em -triossa (salanimellä Lou), oli hänelle erityisen läheinen. Hänen kuolemansa tammikuussa 1936 oli Wallacelle niin suuri isku, että hän ei voinut sietää tätä menetystä loppuelämäänsä.

Lopetettuaan koulun syyskuussa 1915 Wallace astui Tarkio Collegeen Missouriin . Aluksi hän aikoi opiskella englantia, mutta siirtyi sitten kemian laitokselle sen dekaanin Arthur Purdyn vaikutuksen alaisena [4] . Carothers menestyi kemiassa niin paljon, että hän alkoi opettaa kemiaa ennen valmistumistaan. Ja kun Purdy jätti yliopiston (hänet kutsuttiin Etelä-Dakotan yliopiston kemian osaston dekaaniksi ), Carothersin täytyi opettaa kemian kursseja [5] . Wallace valmistui Tarkiosta vuonna 1920 24-vuotiaana kandidaatin tutkinnolla . Sitten hän tuli Illinoisin yliopistoon saadakseen maisterintutkinnon , jonka hän myönsi vuonna 1921 professori Carl Marvelin johdolla [6] .

Vuosina 1921-1922 akateeminen. Carothers opetti kemiaa Etelä-Dakotan yliopistossa. Siellä hän aloitti itsenäisen tutkimuksensa, joka johti artikkelin julkaisemiseen Journal of the American Chemical Society -lehdessä .

Myöhemmin hän palasi Illinoisin yliopistoon tohtoriksi Roger Adamsin johdolla . Hän erikoistui orgaaniseen kemiaan ja osittain fysikaaliseen kemiaan ja matematiikkaan. Vuonna 1924 Carothers sai tohtorintutkinnon väitöskirjastaan ​​"Aldehydien katalyyttinen pelkistäminen platinaoksidilla ("platinamustalla") ja tämän katalyytin aktivaattorien ja estäjien vaikutuksen tutkimuksesta erilaisten yhdisteiden pelkistymiseen. 1924. Vuosina 1922-1923 hän työskenteli tutkimusavustajana, ja vuosina 1923-1924 hän sai Kara-palkinnon; Tuolloin se oli tämän yliopiston arvostetuin palkinto.

Ura

Tohtorin tutkinnon jälkeen tutkija opetti orgaanista kemiaa Illinoisin yliopistossa kahden vuoden ajan, ja vuonna 1926 hän siirtyi samaan asemaan Harvardin yliopistossa. James B. Conant, Harvardin presidentti vuonna 1933, sanoi hänestä:

”Tohtori Carothersin tutkimukselle on ominaista korkea omaperäisyys, joka on säilynyt läpi hänen myöhemmän työnsä. Hän ei koskaan ollut syrjäisen polun seuraaja eikä pyrkinyt hyväksymään vakiintuneita lähestymistapoja tiettyjen orgaanisten reaktioiden selittämiseen. Hänen ensimmäiset näkemyksensä polymerointireaktiosta ja makromolekyyliyhdisteiden rakenteesta saivat alkunsa työskennellessään Harvardissa. [7]

Vuonna 1927 DuPontin johto päätti aloittaa perustavanlaatuisen, puhtaasti tieteellisen tutkimuksen, jonka tarkoituksena ei ollut erityisesti liiketoiminnan kehittäminen ja uusien kaupallisten tuotteiden tuottaminen. Carothers kutsuttiin Delawaren Wilmingtoniin , jotta hänelle tarjottiin orgaanisen kemian osaston johtajaa DuPontin uudessa laboratoriossa [8] . Vuonna 1929 hänet valittiin apulaispäätoimittajaksi American Chemical Societyn (ASC - American Chemical Society) -lehden päätoimittajaksi, vuonna 1930 tiedemiehestä tuli Organic Synthesis -osan toimittaja.

Työpaikat DuPontissa

Päätös erota akateemisesta oli Carothersille vaikea. Aluksi hän kieltäytyi tarjouksesta työskennellä DuPontiin ja selitti, että "Käisen mielenterveysongelmista, jotka voivat olla paljon vakavampi ongelma työskennellessäni yrityksessä kuin tutkimuksessa." [9] Tästä tunnustuksesta huolimatta DuPontin työntekijä Hamilton Bradshaw meni Harvardiin vakuuttamaan Wallacen muuttamaan mieltään. Hänelle tarjottu palkka oli 500 dollaria kuukaudessa verrattuna 267 dollariin Harvardin yliopistossa.

Myöhemmin Carothers kirjoitti yliopistokaverilleen Wilcoe Machetanzille (kämppäkaverilleen Tarkiossa) kirjeessään pahenevista masennuskokemuksistaan:

”Jo nyt, kun otetaan huomioon kaikki minulle pelkästä anteliaisuudesta tai hyväntahtoisuudesta tarjotut edut, huomaan olevani kyvytön tekemään edes joitain vähäpätöisiä asioita, kuten ratkaisemaan yksinkertaisia ​​arjen ongelmia ja ihmissuhteita. Tämä johtuu ilmeisesti tyhmyydestä tai pelosta tai itsekkyydestä ja vain välinpitämättömyydestä ja täydellisestä tunteiden puutteesta. [kymmenen]

Neopreeni

Carothers aloitti työskentelyn DuPont-laboratoriossa 6. helmikuuta 1928. Hänen päätavoitteensa oli yli 4200 molekyylipainoisten polymeerien synteesi, jonka saavutti Emil Fischer .

Kesällä 1928 Carothersilla oli jo pieni joukko tutkijoita. He olivat tohtorintutkinnon suorittaneita kemistejä ja kaksi hänen neuvonantajaansa: Roger Adams ja Karl Marvel, hänen valmistuneet ja tohtorintutkinnon suorittaneet neuvonantajat Illinoisin yliopistosta. Laboratorio, jossa nämä johtavat tiedemiehet työskentelivät, tunnettiin nimellä Puruty Hall. Kuitenkin vasta vuoden 1929 puolivälissä Puhtaan Tieteen Hall epäonnistui luomaan polymeeriä, joka painoi huomattavasti enemmän kuin 4000, kuten alun perin suunniteltiin.

Tammikuussa 1930 tohtori Elmer C. Boltonista tuli yhtiön kemian osaston apulaisjohtaja ja näin ollen Carothersin välitön esimies. Bolton ilmaisi halunsa saada käytännön tuloksia tulevana vuonna 1930, ja se toteutettiin. Hän ohjasi Carothersin tutkimaan asetyleenipolymeerien ominaisuuksia synteettisen kumin luomiseksi. Huhtikuussa 1930 yksi Carothersin työntekijöistä, tohtori Arnold M. Collins, sai kloropreenia  , nestettä, joka polymeroituu muodostaen kumimaista kiinteää materiaalia . Tämä tuote oli yksi ensimmäisistä synteettisistä kumeista ja tunnetaan nykyään nimellä neopreeni .

Polyesterit

Samana vuonna tohtori Julian Hill, toinen Carothersin tiimin jäsen, yritti jälleen saada polyesteriä, jonka molekyylipaino on yli 4000. Hänen ponnistelunsa kruunasi pian menestys: synteettinen polymeeri luotiin, jonka molekyylipaino on noin 12 000. Korkea molekyylipaino mahdollisti polymeerin sulamisen ja venytyksen ohuiksi kuiduiksi. Siten luotiin ensimmäinen synteettinen silkki, jota kemistit kutsuivat " polyesteriksi ".

Polyesterien ja polyamidien synteesi on esimerkki polykondensaatiosta , jossa makromolekyylin pituus kasvaa asteittain. Carothers kehitti polykondensaatioteorioita ja johti yhtälön, joka koski keskimääräistä polymerointiastetta ja monomeerin muuntumisastetta ("konversio") polymeeriksi. Tämä yhtälö osoittaa, että korkean molekyylipainon polymeerien saamiseksi vaaditaan korkea konversioaste (tämä koskee vain polykondensaatioreaktioita).

Toinen synteettinen kuitu, joka oli joustava ja kestävä, Hill luotu kopolymeroimalla glykoleja ja happoja alipaineessa. Tämän tuotteen ei ollut tarkoitus tulla kaupalliseksi - laitettuna lämpimään veteen polymeeri muuttui jälleen tahmeaksi massaksi. Carothers luopui polymeeritutkimuksesta useiksi vuosiksi.

Vuonna 1932 tohtori Bolton muutti sopimusta, jonka mukaan Carothers palkkasi DuPontille. "Hall of Pure Sciencen" tulisi nyt keskittyä "työn tekemiseen, joka liittyy läheisemmin yrityksen etuihin" [11] . Tämä tarkoitti sitä, että varoja ohjattiin perustutkimuksesta kaupalliseen tutkimukseen. Carothers ei koskaan nähnyt itseään kaupallisena tutkijana. Hän ehdotti, että kaikki tutkimustyö rajoittuisi kahteen tai kolmeen ehdotukseen DuPontin etujen mukaisesti.

Polyamidit

Vuonna 1934 Carothers palasi kuitujen pariin. Ryhmä on nyt tutkinut substituoitujen amiinien kopolymerointia glykolien kanssa polyamidiksi kutsutun polymeerin tuottamiseksi . Nämä aineet olivat stabiilimpia kuin glykoleilla valmistetut polyesterit. Polyamidien taipumus lisätä kiteisyyttä vetysidoksen vuoksi johtaa hyödyllisiin mekaanisiin ominaisuuksiin. Siksi niitä voidaan käyttää keinotekoisen silkin valmistukseen, joka on kätevä jokapäiväiseen käyttöön. Hänen tutkimuksensa johti useiden uusien polyamidien keksimiseen. Tämän projektin laboratoriotyön suorittivat tohtori Peterson ja Coffman. Myöhemmin tohtori Gerard Berchet nimitettiin suorittamaan tutkimusta tästä aiheesta.

Tämän hedelmällisen tutkimusjakson aikana, kesällä 1934, lähelle nailonin keksintöä, Carothers katosi yhtäkkiä. Hän ei vain ilmestynyt töihin, eikä kukaan tiennyt missä hän oli. Hänet löydettiin pienestä psykiatrisesta klinikalta. Pinel, lähellä kuuluisaa Phipps-klinikkaa, joka on sidoksissa Baltimoren Johns Hopkins -sairaalaan . Ilmeisesti hän oli niin masentunut, että hän meni Baltimoreen konsultaatioon psykiatrin kanssa, joka lähetti hänet klinikalle [12] .

Nylon

Pian klinikalta lähdön jälkeen Carothers palasi töihin DuPontiin. Bolton määräsi hänet työskentelemään polyamidien parissa.

Tiedemiehen työ suuren molekyylipainon omaavien lineaaristen polymeerien alalla alkoi vakavana askeleena tuntemattomalle alueelle, aluksi ilman käytännön tavoitteita. Yhtiö uskoi, että tämän uuden kemian alan tutkimus ja kaikki polymeeritieteen läpimurrot olisivat arvokkaita DuPontille. Tutkimuksensa aikana Wallace tuotti mielenkiintoisia ominaisuuksia omaavia polymeerejä, jotka säilyivät erittäin viskooseina jopa korkeissa lämpötiloissa. On havaittu, että filamentit vedetään erittäin kätevästi näistä polymeereistä sulana. Koko projektin painopiste siirtyi uuteen materiaaliin ja pian keksittiin menetelmä nailonin valmistamiseksi [13] .

Helmikuun 28. päivänä 1935 hän sai puoli unssia polymeeriä, joka myöhemmin nimettiin polyamidi-6,6:ksi. Sen kanssa oli melko vaikea työskennellä sen korkean sulamispisteen vuoksi, mutta Bolton valitsi tämän polyamidin yhdeksi kaupallisesti kiinnostavista materiaaleista. George Grace määrättiin Carothersille tästä aiheesta. Lopulta Grace syrjäytti Carothersin ja hänestä tuli projektin johtaja. Lisäksi kymmenet kemistit ja insinöörit ovat työskennelleet tehdäkseen polyamidi-6,6:sta entistä prosessoitavamman kaupallisen tuotteen.

Henkilökohtainen elämä, avioliitto ja mielenterveyshäiriöt

Vuonna 1931 Carothers muutti Wilmington-taloon, joka myöhemmin tuli tunnetuksi nimellä Whiskey Akers kolmen DuPont-kollegan kanssa. Hän ei ollut eristäytynyt, mutta hänen masentuneisuus esti häntä usein nauttimasta kaikista elämän nautinnoista, joihin hänen kämppäkaverinsa usein osallistuivat. Kirjeessä läheiselle ystävälle, Francis Spencerille, hän sanoi:

”Opinnoistani ei ole juurikaan kerrottavaa kemian lisäksi. Asun tällä hetkellä kolmen muun poikamiehen kanssa, ja he ovat tottuneet kävelemään tilan mukaan korkeissa silintereissä ja valkoisissa solmioissa. Ja minä vanhan tapani mukaan istun synkästi kotona. [neljätoista]

Noihin aikoihin Carothers paljasti Julian Hillille, että hän piti aina syanidikapselia sidottuna kelloketjuunsa . Carothers vihasi julkista puhumista, vaikka se oli välttämätöntä hänen tieteellisen uskottavuutensa säilyttämiseksi. Kirjeessä Wilco Machetanzille tammikuussa 1932 hän kertoi:

”Puhuin loman aikana raportin kanssa orgaanista kemiaa käsittelevässä konferenssissa. Yleisö otti puheeni melko hyvin vastaan. Kuitenkin tämän esityksen odotus vei minulta useita viikkoja ennen sitä, ja jouduin turvautumaan huomattavia määriä alkoholia rauhoittamaan hermojani... Hermostuneisuuteni, ärtyneisyyteni ja henkinen epävakaus lisääntyvät ajan myötä, eikä juominen ole enää haluttu vaikutus. Tuleva vuosi 1932 näyttää jo silmissäni syvältä mustalta” [16] .

Tiedemiehen elämä oli tuolloin hyvin tapahtumarikasta. Hänellä oli suhde naimisissa olevan naisen Sylvia Mouran kanssa, joka sitten haki avioeroa miehestään vuonna 1933. Samaan aikaan hän oli huolissaan vanhempiensa taloudellisista ongelmista ja aikoi muuttaa heidät Wilmingtoniin. Ajattelematta tämän muuton mahdollisia emotionaalisia seurauksia hän osti talon Ardenista noin kymmenen mailin (16 km) päässä työpaikastaan ​​ja muutti siihen vanhempiensa kanssa. Sitten hän oli 37-vuotias. Suhteet hänen vanhempiinsa kiristyivät pian. Carothers seurusteli edelleen Sylvia Mouralla, joka on nyt sinkku, mutta hänen vanhempansa vastustivat suhdetta voimakkaasti. Perhe kyllästyi lopulta jatkuviin erimielisyyksiin, ja keväällä 1934 hänen vanhempansa palasivat Des Moinesiin.

Kului useita vuosia, ja 21. helmikuuta 1936 Carothers meni naimisiin Helen Suitmanin kanssa, jonka kanssa hän oli seurustellut tuolloin kaksi vuotta. Hän oli kirjanpitäjä Willard Suitmanin perheestä. Helen työskenteli DuPontilla patenttien laatijana ja hänellä oli kandidaatin tutkinto kemiasta.

Pian tämän jälkeen, 30. huhtikuuta 1936, Carothers valittiin National Academy of Sciences -akatemiaan , jonka jäsenyys oli suuri kunnia. Carothers oli itse asiassa ensimmäinen teollinen orgaaninen kemisti, joka sai tämän kunnian. Kesäkuuhun 1936 mennessä huolimatta hänen panoksensa tieteessä yleisestä tunnustuksesta, Carothers ei vieläkään päässyt eroon melankoliakohtauksista , jotka häiritsivät työtä. Kesäkuun alussa hänet otettiin Pennsylvania Hospitalin Philadelphian haaratoimistoon, arvostettuun psykiatriseen sairaalaan, jossa tohtori Kenneth Appel oli hänen psykiatrinsa. Kuukautta myöhemmin hän sai luvan lähteä instituutista lähteäkseen kahden viikon retkelle Tirolin Alpeille ystäviensä kanssa. Näitä olivat Roger Adams ja John Fleck . Pian ystävät lähtivät, ja hän jäi vuorille, jätettiin itselleen, ilman yhteyttä keneenkään, edes vaimoonsa. Sitten syyskuun 14. päivänä hän ilmestyi hänen työpaikalleen DuPont-laboratoriossa. Siitä lähtien tiedemiehen ei odotettu edistyvän tieteellisessä työssä todellista, hänen täytyi vain vierailla ajoittain laboratoriossa. Hän aloitti uudelleen asumisen Whiskey Akersissa vaimonsa pyynnöstä, joka ei tuntenut emotionaalisesti tarpeeksi vahvaa käsitelläkseen hänen psyykkisiä ongelmiaan.

8. tammikuuta 1937 tiedemiehen sisar Isabelle kuoli keuhkokuumeeseen . Wallace ja Helen Carothers matkustivat Chicagoon lähetystä varten ja sitten Des Moinesiin hänen hautaamiseensa. Tiedemies matkusti edelleen Philadelphiaan vieraillakseen psykiatrinsa, tohtori Appelin, luona. Jälkimmäinen kertoi Carothersin ystävälle, että hänen mielestään itsemurha oli Wallacen tapauksen todennäköisin seuraus.

28. huhtikuuta 1937 Carothers oli töissä laboratoriossa. Seuraavana päivänä hän teki itsemurhan vuokraamalla hotellihuoneen Philadelphiassa ja nauttimalla sitruunamehuun liuotettua kaliumsyanidia tietäen, että syanidin nauttiminen happamassa liuoksessa aktivoi suuresti myrkyn nopeutta ja vaikutusta. Muistia ei löytynyt [17] . 27. marraskuuta 1937, seitsemän kuukautta tämän tapauksen jälkeen, hänen tyttärensä syntyi, nimeltään Jane.

Patentit

Muistiinpanot

  1. ↑ Hermes, Matthew. Enough for One Lifetime, Wallace Carothers, nylonin keksijä , Chemical Heritage Foundation, 1996, ISBN 0-8412-3331-4 .
  2. ↑ Roberts, R.M. (1989) Serendipity: Accidental Discoveries In Science , John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-60203-5
  3. ↑ Wallace H. Carothers Arkistoitu 13. lokakuuta 2018 Wayback Machinessa  
  4. ↑ D. L. Fishel, henkilökohtainen muisto A. Pardeelta (1959).
  5. ↑ Zumdahl, Susan ja Steven. Kemia. New York, NY: Houghton Mifflin Company, 2007.
  6. ↑ D. L. Fishel, henkilökohtaiset keskustelut C. Marvelin ja A. Pardeen kanssa (1959).
  7. ↑ Adams, Roger (1940) A Biography , julkaisussa High Polymers: Monographs on the Chemistry, Physics and Technology of High Polymeric Substances, Vol.1 Collected Papers of WH Carothers on High Polymeric Substances , New York, NY: Interscience Publishers, Inc. XVIII
  8. ↑ Smith . Wallace H. Carothers ja Fundamental Research at Du Pont., s. 436–442.
  9. ↑ Hermes, Enough for One Lifetime s.83.
  10. ↑ Hermes, Enough for One Lifetime s.86.
  11. ↑ Hermes Enough for One Lifetime s.157
  12. ↑ Hermes Enough for One Lifetime s.197
  13. ↑ Nelson, Richard R. The Economics of Invention: A Survey of Literature  (määrittelemätön)  // The Journal of Business, ,. - Chicago: The University of Chicago Press, 1959. - Huhtikuu ( osa 32 , nro 2 ). - S. 101-127 . - doi : 10.1086/294247 .
  14. ↑ Hermes, Enough for One Lifetime s.140
  15. ↑ Hermes, Enough for One Lifetime s.135
  16. ↑ Hermes, Enough for One Lifetime s.144
  17. ↑ Hermes Enough for One Lifetime s. 291, jossa lainataan Wilmington Morning News ja New York Times 30. huhtikuuta 1937

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Sukututkimus ja nekropolis