Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Уоллес Хьюм Карозерс
Уоллес Карозерс, in the lab.jpg
Родившийся( 1896-04-27 )27 апреля 1896 г.
Берлингтон, Айова , США
Умер29 апреля 1937 г. (1937-04-29)(41 год)
Филадельфия , Пенсильвания , США
Причина смертиСамоубийство
НациональностьАмериканец
Альма-матерИллинойсский университет
ИзвестенИзобретение неопрена и нейлона
Научная карьера
ПоляОрганическая химия
ДокторантРоджер Адамс

Уоллес Хьюм Карозерс ( / к ə г ʌ ð ər г / ; 27 апреля 1896 - 29 апреля, 1937) был американский химик, изобретатель и лидер органической химии в DuPont , который был приписывают изобретение нейлона . [1]

Карозерс был руководителем группы в лаборатории экспериментальной станции DuPont , недалеко от Уилмингтона, штат Делавэр , где проводилось большинство исследований полимеров . [2] Карозерс был химиком-органиком, который, помимо первой разработки нейлона, также помог заложить основу для неопрена . После получения докторской степени он преподавал в нескольких университетах, прежде чем был нанят DuPont для работы над фундаментальными исследованиями.

Он женился на Хелен Свитман 21 февраля 1936 года. С юных лет Карозерс беспокоил периоды депрессии. Несмотря на свой успех с нейлоном, он чувствовал, что не добился многого и у него закончились идеи. Его несчастье усугубилось смертью сестры, и 28 апреля 1937 года он покончил жизнь самоубийством, выпив цианистый калий . [3] [4] Его дочь Джейн родилась 27 ноября 1937 года.

Образование и академическая карьера [ править ]

Карозерс родился 27 апреля 1896 года в Берлингтоне, штат Айова , в семье Айры и Мэри Эвалины Каротерс. Он был старшим из четырех детей. У него были один брат и две сестры: Джон, Изобель и Элизабет. В юности Карозерс был очарован инструментами и механическими устройствами и проводил много часов, экспериментируя. Он учился в государственной школе в Де-Мойне, штат Айова , где был известен как сознательный ученик. После окончания учебы и под давлением отца Карозерс поступил в Коммерческий колледж столичного города в Де-Мойне, где его отец был вице-президентом, завершив в июле 1915 года учебную программу по бухгалтерскому учету и секретарю.

В сентябре 1915 года он поступил в колледж Таркио в Миссури . Хотя изначально он специализировался на английском языке, он переключился на химию под влиянием Артура Парди, главы этого отдела. [5] Карозерс настолько преуспел в химии, что перед выпуском он был назначен преподавателем химии и учился, а также преподавал на старшем курсе, когда Парди ушел, чтобы стать председателем химического факультета в Университете Южной Дакоты . [6] Он окончил Таркио в 1920 году в возрасте 24 лет со степенью бакалавра наук. Затем он поступил в Университет Иллинойса, чтобы получить степень магистра искусств, которую он получил в 1921 году под руководством профессора Карла Марвела.. [7]

В 1921–22 учебном году Карозерс работал преподавателем химии в Университете Южной Дакоты на один год . Именно в Университете Южной Дакоты он начал свое независимое исследование, результатом которого стала статья, принятая Журналом Американского химического общества . В данной работе он измерил физические свойства фенилизоцианата и из diazobenzene-имида (теперь известный как фенилазид [8] ). Свойства имеют очень похожие значения, что привело его к выводу, что структура второго соединения - C 6 H 5 -N = N = N, с тремя атомами азота в линейной цепи, а не в кольце, как считалось ранее. [9] [10]

Он вернулся в Университет Иллинойса, чтобы учиться на докторскую степень. под руководством Роджера Адамса . Его степень была присуждена в 1924 году. Он специализировался в области органической химии и занимался физической химией и математикой. Он работал научным сотрудником в 1922–1923 гг. И получил стипендию Карра на 1923–24 гг. Это была самая престижная награда, присуждаемая университетом на тот момент.

Он был инициирован в Альфа Хи Сигма в 1926 году в качестве члена Зетовского отделения Университета Иллинойса. [11]

После получения докторской степени Карозерс проработал два года в Университете Иллинойса в качестве преподавателя органической химии.

В 1926 году Карозерс переехал в Гарвардский университет . Он снова был инструктором по органической химии. Джеймс Б. Конант , который стал президентом Гарвардского колледжа в 1933 году, сказал о Карозерсе:

В своем исследовании доктор Карозерс показал даже в это время ту высокую степень оригинальности, которой отмечены его более поздние работы. Ему никогда не нравилось идти проторенным путем или принимать обычные интерпретации органических реакций. Его первые размышления о полимеризации и структуре веществ с высокой молекулярной массой начались, когда он был в Гарварде. [12]

В 1927 году DuPont решил профинансировать фундаментальные чистые исследования: исследования, намеренно не направленные на разработку продукта, приносящего прибыль. Карозерс поехал в Уилмингтон, штат Делавэр , чтобы обсудить возможность возглавить органическую химию в новой лаборатории фундаментальных исследований DuPont. [13]

Перейти в DuPont [ править ]

Карозерс принял решение покинуть академию с трудом. Сначала он отказался от предложения DuPont о работе, объяснив, что «я страдаю от невротических приступов ограниченной дееспособности, которые могут представлять собой гораздо более серьезный недостаток здесь, чем здесь». [14] Несмотря на это признание, руководитель DuPont Гамильтон Брэдшоу поехал в Гарвард и убедил Каротерса изменить свое мнение. Его зарплата составляла 500 долларов в месяц по сравнению с 267 долларами в Гарварде (3200 долларов в год).

Позже в письме к Вилко Мачетанцу, своему соседу по комнате Таркио, Карозерс подробно рассказал о своем чувстве депрессии: «Я обнаружил, что даже сейчас принимаю неисчислимые льготы, предлагаемые из чистого великодушия и доброй воли, и не могу получить даже такой тривиальной отдачи, насколько позволяют обстоятельства. а человеческие чувства и приличия требуются из-за тупости, страха, эгоизма или простого безразличия и полного отсутствия чувств ". [15]

Неопрен [ править ]

Карозерс начал работать на экспериментальной станции DuPont 6 февраля 1928 года. Его основной целью был синтез полимера с молекулярной массой более 4200, т. Е. Массой, достигнутой доктором Эмилем Фишером . [16]

К лету 1928 года Карозерс имел небольшой штат докторов наук. химики и два консультанта: доктор Роджер Адамс, его научный руководитель, и доктор Карл Марвел, его преподаватель органической химии в Университете Иллинойса. Лаборатория, в которой работали эти ведущие ученые, получила название «Зал чистоты». Обескураживало то, что к середине 1929 года «Чистый зал» так и не произвел полимер с массой более 4000 штук.

В январе 1930 года доктор Элмер К. Болтон стал заместителем директора по химии в химическом отделе и, таким образом, непосредственным начальником Карозерса. Болтон хотел практических результатов в 1930 году, и его желание было выполнено. Болтон попросил Карозерса изучить химию ацетиленового полимера с целью создания синтетического каучука . В апреле 1930 года один из сотрудников Carothers, доктор Арнольд М. Коллинз , выделил хлоропрен , жидкость, которая полимеризовалась с образованием твердого материала, напоминающего резину. Этот продукт был первым синтетическим каучуком и известен сегодня как неопрен . [17] [18]

Полиэфиры [ править ]

В том же году доктор Джулиан В. Хилл , еще один член команды Карозерса, снова начал работу над попыткой получить полиэфир с молекулярной массой выше 4000. Его усилия вскоре увенчались большим успехом, когда он произвел синтетический полимер с молекулярной массой около 12000. Высокая молекулярная масса позволяла растягивать расплавленный полимер в нити волокон. Так был создан первый синтетический шелк , описанный химиками как суперполиэстер.

Сложные полиэфиры и полиамиды представляют собой примеры конденсационных полимеров, образованных ступенчатой ​​полимеризацией . Каротерс разработал теорию ступенчатой ​​полимеризации и вывел уравнение Каротерса, которое связывает среднюю степень полимеризации с фракционным превращением (или выходом ) мономера в полимер. Это уравнение показывает, что для высокой молекулярной массы требуется очень высокая фракционная конверсия (только для полимеров ступенчатого роста).

Хилл также произвел синтетическое волокно, которое было эластичным и прочным, сочетая гликоли и двухосновные кислоты и нагревая при пониженном давлении, используя молекулярный перегонный куб для удаления последних следов воды, образующейся в реакции конденсации. К сожалению, произведенное волокно не могло быть реализовано в коммерческих целях, поскольку при помещении в горячую воду оно превращалось в липкую массу. Каротерс отказался от исследований полимеров на несколько лет.

Более поздняя карьера и депрессия [ править ]

В 1931 году Карозерс переехал в дом в Уилмингтоне, который стал известен как Whisky Acres, с тремя другими учеными DuPont. Он не был отшельником, но его депрессивное настроение часто мешало ему получать удовольствие от всех занятий, в которых участвовали его соседи по комнате. В письме своему близкому другу, Фрэнсис Спенсер, он сказал: «Кажется, не о чем рассказать о моем опыте вне химии. Сейчас я живу в деревне с тремя другими холостяками, и они социально склонные, все вышли в высоких шляпах и белых галстуках, а я по своему старинному обычаю угрюмо сижу дома ". [19] Примерно в это время Карозерс показал Джулиану Хиллу, что у него есть капсула с цианидом, прикрепленная к его цепочке для часов. [20]

Каротерс ненавидел публичные выступления, необходимые для поддержания его высокого статуса. В письме к Фрэнсис Спенсер в январе 1932 года он писал: «Я действительно ездил в Нью-Хейвен во время каникул и выступал с речью на органическом симпозиуме. Это было довольно хорошо принято, но перспектива того, что мне придется сделать это, испортила предыдущие недели. и мне пришлось прибегнуть к значительному количеству алкоголя, чтобы успокоить мои нервы по этому случаю ... Моя нервозность, угрюмость и нерешительность со временем ухудшаются, а частое употребление алкоголя не приносит какого-либо постоянного улучшения. для меня сейчас довольно черный ". [21]

В 1932 году договор, по которому был нанят Карозерс, был изменен доктором Болтоном. «Purity Hall» теперь сосредоточится на «обеспечении более тесной взаимосвязи между конечными целями нашей работы и интересами компании». [22] Это означало, что средства были переведены с чисто научных исследований на практические. Карозерс не считал себя опытным коммерческим исследователем. Он предложил ограничить фундаментальную работу двумя или тремя предложениями, которые соответствовали бы интересам DuPont.

Личная жизнь Карозерса в это время была насыщенной. У него был роман с замужней женщиной, Сильвией Мур, которая со своим мужем подала на развод в 1933 году. [23] Одновременно он беспокоился о финансовых проблемах своих родителей и планировал привезти их в Уилмингтон. Не задумываясь о возможных эмоциональных последствиях этого переезда, он купил дом в Ардене примерно в десяти милях (16 км) от экспериментальной станции и переехал в него со своими родителями. Ему тогда было 37 лет. Вскоре отношения с родителями обострились. Карозерс все еще встречался с Сильвией Мур, которая теперь была одинока, и его родители сильно не одобряли эти отношения. Обнаружив, что напряжение в семье слишком утомительно, его родители вернулись в Де-Мойн весной 1934 года [24].

Полиамиды [ править ]

В 1934 году Карозерс снова обратил внимание на волокна. Теперь команда замещенной ди амины для гликолей , чтобы произвести тип полимера , называемый полиамидом . Эти вещества были намного более стабильными, чем полиэфиры, полученные с использованием гликолей. Способность полиамидов образовывать кристаллические домены за счет водородных связей придает им улучшенные механические свойства. Следовательно, они могут производить синтетический шелк, который будет практичным для повседневного использования. Его исследования привели к изобретению ряда новых полиамидов. Лабораторные работы для этого проекта проводились доктором В. Р. Петерсоном и доктором Дональдом Коффманом. [25] В 1935 году доктор Джерард Берше был назначен на это исследование полиамида. [26]

Именно в этот продуктивный период исследований, летом 1934 года, до того, как в конечном итоге был изобретен нейлон, Карозерс исчез. Он не выходил на работу, и никто не знал, где он. Его нашли в небольшой психиатрической клинике Pinel Clinic, недалеко от знаменитой клиники Фиппса, связанной с больницей Джона Хопкинса в Балтиморе. По-видимому, он был настолько подавлен, что поехал в Балтимор, чтобы проконсультироваться у психиатра, который поместил его в клинику. [27]

Нейлон [ править ]

Вскоре после выписки из клиники Карозерс вернулся в DuPont. Болтон поручил Карозерсу заняться полиамидами.

Работа Каротера в области линейных суперполимеров началась как неограниченный набег в неизведанное без каких-либо практических целей. Но исследования проводились в новой области химии, и Du Pont считали, что любой новый прорыв в области химии, вероятно, будет полезен для компании. В ходе исследований Карозерс получил несколько суперполимеров, которые становились вязкими твердыми веществами при высоких температурах, и было сделано наблюдение, что из этого материала можно сделать нити, если погрузить стержень в расплавленный полимер и вынуть его. После этого открытия фокус проекта сместился на эти волокна, и результатом стал «нейлон». [28]

28 февраля 1935 года Жерар Берше под руководством Карозерса произвел полунции полимера из гексаметилендиамина и адипиновой кислоты , создав полиамид 6-6, вещество, которое впоследствии стало известно как нейлон. [29] С ним было трудно работать из-за его высокой температуры плавления, но Болтон выбрал именно этот полиамид для коммерческой разработки. Он выбрал доктора Джорджа Грейвса для работы с Карозерсом над проектом. В конце концов, Грейвс сменил Карозерса на посту лидера полиамидного проекта. Кроме того, десятки химиков и инженеров работали над уточнением полиамида 6-6 в жизнеспособный коммерческий продукт [ править ] .

Брак и смерть [ править ]

21 февраля 1936 года Каротерс женился на Хелен Свитман, с которой встречался с 1934 года. Свитмен имел степень бакалавра по специальности химия и работал в DuPont над подготовкой патентных заявок. [30]

Вскоре после этого, 30 апреля 1936 года, Карозерс был избран членом Национальной академии наук , что было очень большой честью. Карозерс был первым промышленным химиком-органиком, удостоенным этой чести. Однако к июню 1936 года, несмотря на эту честь, подтверждающую его вклад в науку, Карозерс не смог избавиться от депрессии, мешавшей ему работать. В начале июня его принудительно госпитализировали в Филадельфийский институт больницы Пенсильвании., престижная психиатрическая больница, где его психиатром был доктор Кеннет Аппель. Через месяц ему разрешили покинуть институт и отправиться с друзьями в поход в Тирольские Альпы. Он планировал совершить дневную прогулку с доктором Роджером Адамсом и доктором Джоном Флэком на две недели. После того, как они ушли, он остался, путешествуя один, никому не сообщая ни слова, даже своей жене. 14 сентября он неожиданно появился за ее столом на Экспериментальной станции. С этого момента от Карозерса не ожидалось, что он будет выполнять какую-либо реальную работу на Экспериментальной станции. Он часто заходил и навещал. Он снова стал жить в Виски-Эйкрс после того, как его жена согласилась с доктором Аппелем, что она недостаточно сильна, чтобы присматривать за Карозерсом. [31]

8 января 1937 года сестра Каротерс Изобель умерла от пневмонии. Уоллес и Хелен Каротерс поехали в Чикаго на ее похороны, а затем в Де-Мойн на ее похороны. Он все еще ездил в Филадельфию, чтобы навестить своего психиатра, доктора Аппеля, который сказал другу Карозерса, что, по его мнению, самоубийство было вероятным исходом дела Карозерса. [32]

28 апреля 1937 года Карозерс отправился на работу на Экспериментальную станцию. На следующий день он покончил жизнь самоубийством в номере отеля в Филадельфии, проглотив химические вещества. Записки не обнаружены. [33]

Он был посмертно занесен в Зал славы Alpha Chi Sigma в 1982 году [34].

Патенты [ править ]

  • Патент США 1 995 291 «Алкиленкарбонат и способ его получения», поданный в ноябре 1929 г., выдан в марте 1935 г.
  • Патент США 2 012 267 «Алкиленовый эфир многоосновных кислот», поданный в августе 1929 г., выдан в августе 1935 г.
  • Патент США 2071250 «Полимеры с линейной конденсацией», поданный в июле 1931 г., выдан в феврале 1937 г.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Гермес, Мэтью. Достаточно на одну жизнь. Уоллес Карозерс, изобретатель нейлона , Фонд химического наследия, 1996 г., ISBN  0-8412-3331-4 .
  2. ^ Робертс, RM (1989) Serendipity: Случайные открытия в науке , John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-60203-5 
  3. ^ Burton, Холман, Lazonby, пиллинг и Waddington, Химическая Storylines , Heinemann Развивающие Publishers, 2000. ISBN 0-435-63119-5 
  4. ↑ Ли А., «Уоллес Карозерс: Трагедия отца Нейлона» , Daily Express , 23 февраля 2015 г.
  5. ^ DL Fishel, личное воспоминание от А. Парди (1959).
  6. ^ Зумдал, Сьюзен и Стивен. Химия . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Компания Houghton Mifflin, 2007.
  7. ↑ DL Fishel, личные беседы с К. Марвелом и А. Парди (1959).
  8. ^ Химическая книга (2010) запись для фенилазида
  9. ^ Hermes, достаточно для одной жизни , p.28-30
  10. ^ WH Carothers (1923), J. Am. Chem. Soc. 45, 1734-1738 Изостеризм фенилизоцианата и диазобензолимида.
  11. ^ http://www.alphachisigma.org/page.aspx?pid=268
  12. ^ Адамс, Роджер (1940) Биография , в High Polymers: серия монографий по химии, физике и технологии высокополимерных веществ Vol.1 Сборник статей WH Carothers по высокополимерным веществам , Нью-Йорк, Нью-Йорк: Interscience Publishers, Inc. XVIII
  13. ^ Смит, JK; Хауншелл Д.А. (1985). "Уоллес Х. Карозерс и фундаментальные исследования в Du Pont". Наука . 229 (4712) (опубликовано 2 августа 1985 г.). С. 436–442. DOI : 10.1126 / science.229.4712.436 . PMID 17738664 . 
  14. ↑ Гермес, Достаточно на одну жизнь, с.83.
  15. ↑ Гермес, Достаточно на одну жизнь, с.86.
  16. Перейти ↑ Hermes, M (1996). Достаточно на одну жизнь . п. 90.
  17. ^ Гермес, Мэтью (1996). Достаточно на одну жизнь . Американское химическое общество и Фонд химического наследия. С.  109 . ISBN 0-8412-3331-4.
  18. ^ Уоллес Х. Карозерс , Ира Уильямс , Арнольд М. Коллинз и Джеймс Э. Кирби (1937). «Полимеры ацетилена и их производные. II. Новый синтетический каучук: хлоропрен и его полимеры». Варенье. Chem. Soc. 53 (11): 4203–4225. DOI : 10.1021 / ja01362a042 . CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  19. ↑ Гермес, Достаточно на одну жизнь, с.140
  20. ↑ Гермес, Достаточно на одну жизнь, стр.135
  21. ^ Hermes, достаточно для одной жизни с.144
  22. ^ Hermes, достаточно для одной жизни с.157
  23. Перейти ↑ Hermes, M (1996). Достаточно на одну жизнь . п. 178.
  24. Перейти ↑ Hermes, M (1996). Достаточно на одну жизнь . п. 196.
  25. ^ Hermes, достаточно для одной жизни с.214
  26. ^ Hermes, достаточно для одной жизни p.216-217
  27. ↑ Гермес, Достаточно на одну жизнь, стр.197
  28. ^ Нельсон, Ричард Р. (апрель 1959). «Экономика изобретений: обзор литературы». Журнал бизнеса . Чикаго: Издательство Чикагского университета. 32 (2): 101–127. DOI : 10.1086 / 294247 .
  29. ↑ Гермес, Достаточно на одну жизнь, стр.217
  30. ^ Hermes, достаточно для одной жизни стр.219
  31. ^ Hermes, достаточно для одной жизни с.277
  32. ↑ Hermes, Enough for One Lifetime, стр.283, основано на интервью автора с этим другом в 1990 году.
  33. ^ Hermes, достаточно для одной жизни с.291, который цитирует Уилмингтон Morning News и New York Times от 30 апреля 1937
  34. ^ http://www.alphachisigma.org/page.aspx?pid=268

Внешние ссылки [ править ]

  • "Уоллес Хьюм Карозерс" . Институт истории науки .
  • Энциклопедия мировой биографии Уоллеса Хьюма Карозерса
  • «Уоллес Карозерс: 1928 год» . Веб-сайт DuPont Heritage . Проверено 16 февраля 2010 года .
  • Биографические воспоминания Национальной академии наук