Carothers, Wallace

Wallace Carothers
Wallace Hume Carothers
Födelsedatum 27 januari (27 april ) 1896( 1896-04-27 )
Födelseort Burlington , Iowa , USA
Dödsdatum 29 april 1937 (41 år)( 1937-04-29 )
En plats för döden
Land
Vetenskaplig sfär polymerkemi , organisk kemi
Arbetsplats DuPont
Alma mater Tarkio College, Missouri , USA
vetenskaplig rådgivare Carl Marvel, Roger Adams
Känd som Uppfinnare av nylon
Utmärkelser och priser Kara-priset (1923-1924)
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Wallace Hume Carothers ( född  Wallace Hume Carothers ; 27 april 1896 , Burlington , Iowa , USA  - 29 april 1937 , Wilmington , Delaware , USA) är en amerikansk kemist , uppfinnare och ledande organisk kemist vid DuPont . Öppnade ett sätt att erhålla ett polymermaterial - nylon [1] .

Wallace Carothers drev DuPont Experimental Laboratory nära Wilmington , Delaware . Det mesta av forskarens forskning om polymerer gjordes där [2] . Carothers var en briljant organisk kemist som förutom att syntetisera nylon också bidrog till utvecklingen av en process för att tillverka neopren .

Medlem av US National Academy of Sciences (1936) [3] .

Ungdom och utbildning

Wallace Carothers föddes den 27 april 1896 i Burlington , Iowa . Hans faderliga förfäder var av skotsk härkomst och bodde i Pennsylvania . De var bönder och hantverkare. Hans far, Ira Hume Carothers, föddes på en gård i Illinois 1869 och tog examen från den allmänna skolan vid 19 års ålder. Han flyttade senare till fältet för affärsutbildning och var under fyrtiofem år instruktör och vicepresident vid Capital Business College i Des Moines , Iowa. Wallace Hume Carothers var den första vetenskapsmannen i familjen. På hans mors sida var Wallaces förfäder av skotsk-irländsk härkomst, och de var också, för det mesta, jordbruk och hantverk . De var stora musikälskare, detta kan förklara intresset för musik som W. Carothers visade. Hans mor, Maria Evalina McMullin från Burlington , Iowa , var ett starkt inflytande på Carothers under hans barndom. Wallace var det äldsta barnet i familjen, han hade en bror, John, och två systrar, Isabelle och Mary. Hans syster Isabelle, som uppträdde som en del av trion Clara, Lou och Em (under pseudonymen Lou), stod honom särskilt nära. Hennes död i januari 1936 var ett sådant slag för Wallace att han inte kunde förlika sig med denna förlust för resten av sitt liv.

Efter att ha lämnat skolan i september 1915 gick Wallace in på Tarkio College i Missouri . Till en början hade han för avsikt att studera engelska, men övergick sedan till Institutionen för kemi under inflytande av dess dekanus, Arthur Purdy [4] . Carothers utmärkte sig i kemi så mycket att han började undervisa i kemi innan han tog examen. Och när Purdy lämnade college (han blev inbjuden till posten som dekanus för kemiavdelningen vid University of South Dakota ), var Carothers tvungen att undervisa i grundutbildning i kemi [5] . Wallace tog examen från Tarkio 1920 vid en ålder av 24 med en kandidatexamen . Han gick sedan in på University of Illinois för att få en magisterexamen , som han tilldelades 1921 under ledning av professor Carl Marvel [6] .

Åren 1921-1922 akademisk. Carothers undervisade i kemi vid University of South Dakota. Det var här han började sin oberoende forskning, vilket resulterade i publiceringen av en artikel i Journal of the American Chemical Society .

Han återvände senare till University of Illinois för sin doktorsexamen under Roger Adams . Han specialiserade sig på organisk kemi och delvis på fysikalisk kemi och matematik. 1924 fick Carothers sin doktorsexamen för sin avhandling om "Den katalytiska reduktionen av aldehyder på platinaoxid ("platinasvart") och studiet av inverkan av aktivatorer och inhibitorer av denna katalysator i reduktionen av olika föreningar" i 1924. 1922-1923 arbetade han som forskningsassistent och 1923-1924 fick han Kara-priset; På den tiden var det det mest prestigefyllda priset för detta universitet.

Karriär

Efter att ha tagit sin doktorsexamen undervisade forskaren i organisk kemi vid University of Illinois i två år, och 1926 flyttade han till samma position vid Harvard University. James B. Conant, president för Harvard 1933, sa om honom:

”Dr Carothers forskning kännetecknas av en hög grad av originalitet, som har bevarats genom hela hans senare arbete. Han var aldrig en anhängare av den slagna vägen och försökte inte acceptera etablerade metoder för att förklara vissa organiska reaktioner. Hans första insikter i polymerisationsreaktionen och strukturen hos makromolekylära föreningar uppstod när han arbetade på Harvard. [7]

1927 beslutade DuPonts ledning att starta grundläggande, rent vetenskaplig forskning, inte specifikt inriktad på att utveckla affärer och producera nya kommersiella produkter. Carothers var inbjuden till Wilmington , Delaware, för att erbjudas chef för avdelningen för organisk kemi vid ett nytt laboratorium vid DuPont [8] . 1929 valdes han till assisterande chefredaktör för tidskriften American Chemical Society (ASC - American Chemical Society), 1930 blev vetenskapsmannen redaktör för sektionen för organisk syntes.

Jobb på DuPont

Beslutet att lämna akademin var svårt för Carothers. Först tackade han nej till ett erbjudande om att arbeta på DuPont och förklarade att "jag lider av psykiska störningar, vilket kan vara ett mycket allvarligare problem när man jobbar på ett företag än inom forskning." [9] Trots denna bekännelse gick DuPont-anställde Hamilton Bradshaw till Harvard för att övertyga Wallace att ändra sig. Lönen som erbjöds honom var $500 i månaden mot $267 vid Harvard University.

Senare, i ett brev till collegekompisen Wilcoe Machetanz (en rumskamrat i Tarkio), skrev Carothers om sina förvärrade depressiva upplevelser:

"Ännu nu, med tanke på alla fördelar som erbjuds mig av ren generositet eller välvilja, finner jag mig själv oförmögen att göra ens triviala saker, som att lösa enkla vardagsproblem och mänskliga relationer. Detta beror tydligen på dumhet, eller rädsla, eller själviskhet och bara likgiltighet och en total avsaknad av känslor. [tio]

Neopren

Carothers började arbeta i DuPont-laboratoriet den 6 februari 1928. Hans huvudsakliga mål var syntesen av polymerer över 4200 molekylvikt , vilket uppnåddes av Emil Fischer .

Sommaren 1928 hade Carothers redan en liten stab av forskare. De var doktorerade kemister och två av hans rådgivare: Roger Adams och Karl Marvel, hans doktorander och postdoktorer från University of Illinois. Laboratoriet där dessa ledande forskare arbetade blev känt som Puruty Hall. Det var dock inte förrän i mitten av 1929 som Hall of Pure Science misslyckades med att skapa en polymer som vägde betydligt mer än 4 000, som ursprungligen planerat.

I januari 1930 blev Dr. Elmer C. Bolton biträdande chef för företagets kemiavdelning, och följaktligen Carothers närmaste handledare. Bolton uttryckte önskan att få praktiska resultat under det kommande året 1930, och det genomfördes. Han riktade Carothers att studera egenskaperna hos acetylenpolymerer för att skapa syntetiskt gummi. I april 1930 fick en av Carothers anställda, Dr. Arnold M. Collins, kloropren  , en vätska som polymeriserar för att bilda ett gummiliknande fast material . Denna produkt var ett av de första syntetiska gummina och är idag känd som neopren .

Polyestrar

Samma år försökte Dr Julian Hill, en annan medlem av Carothers team, återigen få fram en polyester med en molekylvikt på mer än 4000. Hans ansträngningar kröntes snart med framgång: en syntetisk polymer skapades med en molekylvikt på cirka 12 000. Den höga molekylvikten gjorde att polymeren kunde smältas och sträckas till tunna fibrer. Således skapades det första syntetiska siden, kallat " polyester " av kemister.

Syntesen av polyestrar och polyamider är ett exempel på polykondensation , där en stegvis ökning av längden på makromolekylen sker. Carothers utvecklade teorier om polykondensation och härledde en ekvation som relaterar den genomsnittliga graden av polymerisation och graden av omvandling ("omvandling") av en monomer till en polymer. Denna ekvation visar att en hög grad av omvandling krävs för att erhålla polymerer med hög molekylvikt (detta gäller endast polykondensationsreaktioner).

En annan syntetisk fiber som var spänstig och hållbar, Hill skapades genom att sampolymerisera glykoler och syror under reducerat tryck. Denna produkt var inte avsedd att bli kommersiell - placerad i varmt vatten förvandlades polymeren igen till en klibbig massa. Carothers gav upp polymerforskningen i flera år.

1932 ändrades avtalet enligt vilket Carothers anställdes av DuPont av Dr Bolton. "Hall of Pure Science" bör nu fokusera på att "utföra arbete som är närmare relaterat till företagets intressen" [11] . Det innebar att medel omdirigerades från grundforskning till kommersiell forskning. Carothers såg sig aldrig som en kommersiell forskare. Han föreslog att allt forskningsarbete skulle begränsas till två eller tre förslag i linje med DuPonts intressen.

Polyamider

1934 återvände Carothers till fibrer igen. Teamet har nu undersökt sampolymeriseringen av substituerade aminer med glykoler för att producera en polymer som kallas polyamid . Dessa ämnen var mer stabila än polyestrarna gjorda med glykoler. Tendensen hos polyamider att öka kristalliniteten på grund av vätebindning resulterar i användbara mekaniska egenskaper. Därför kan de användas för att producera konstsilke, bekvämt för dagligt bruk. Hans forskning ledde till att ett antal nya polyamider uppfanns. Laboratoriearbetet med detta projekt utfördes av Drs Peterson och Coffman. Senare utsågs Dr Gerard Berchet att bedriva forskning om detta ämne.

Det var under denna fruktbara period av forskning, sommaren 1934, när man närmade sig uppfinningen av nylon, som Carothers plötsligt försvann. Han dök helt enkelt inte upp på jobbet, och ingen visste var han var. Han hittades på en liten psykiatrisk klinik. Pinel, nära den berömda Phipps Clinic, knuten till Johns Hopkins Hospital i Baltimore. Tydligen var han så deprimerad att han åkte till Baltimore för en konsultation med en psykiater, som remitterade honom till en klinik [12] .

Nylon

Kort efter att ha lämnat kliniken återvände Carothers till jobbet på DuPont. Bolton gav honom i uppdrag att arbeta med polyamider.

Forskarens arbete inom området linjära polymerer med hög molekylvikt började som ett seriöst steg in i ett okänt område, initialt utan några praktiska mål. Företaget trodde att forskning inom detta nya kemiområde och eventuella genombrott inom polymervetenskapen skulle vara av värde för DuPont. Under sin forskning producerade Wallace några polymerer med intressanta egenskaper som förblev mycket viskösa även vid höga temperaturer. Det har observerats att filament dras mycket bekvämt från dessa polymerer när de är smälta. Hela fokus för projektet flyttades till det nya materialet och en metod för att tillverka nylon utarbetades snart [13] .

Den 28 februari 1935 fick han ett halvt uns av polymeren, som senare fick namnet polyamid-6,6. Det var ganska svårt att arbeta med på grund av dess höga smältpunkt, men Bolton valde denna polyamid som ett av de kommersiellt intressanta materialen. George Grace tilldelades Carothers i detta ämne. Så småningom avsatte Grace Carothers och blev ledare för projektet. Dessutom har dussintals kemister och ingenjörer arbetat med att göra polyamid-6,6 till en mer bearbetbar kommersiell produkt.

Personligt liv, äktenskap och psykiska störningar

1931 flyttade Carothers in i Wilmington-huset som senare skulle bli känt som Whiskey Akers med tre kollegor från DuPont. Han var ingen enstöring, men hans depressiva sinnesstämningar hindrade honom ofta från att njuta av livets alla nöjen, där hans rumskamrater ofta deltog. I ett brev till en nära vän, Francis Spencer, sa han:

– Det finns lite att berätta om mina studier, förutom kemi. Jag bor för närvarande med tre andra ungkarlar, och de är enligt status vana att gå runt i höga hattar och vita slipsar. Och jag sitter, enligt min gamla sed, dyster hemma. [fjorton]

Runt denna tid avslöjade Carothers för Julian Hill att han alltid hade en cyanidkapsel bunden till sin klockkedja . Carothers hatade att tala inför publik, även om det var nödvändigt för att behålla hans vetenskapliga trovärdighet. I ett brev till Wilco Machetanz i januari 1932 berättade han:

”Jag talade under semestern med en rapport på en konferens om organisk kemi. Mitt tal mottogs ganska väl av publiken. Men förväntan på den här föreställningen tog ifrån mig flera veckor innan den, och jag var tvungen att ta till betydande mängder alkohol för att lugna mina nerver... Min nervositet, surmulen och mentala instabilitet ökar med tiden, och drickandet har inte längre önskad effekt. Det framtida året 1932 ser redan djupt svart ut i mina ögon” [16] .

En vetenskapsmans liv vid den tiden var mycket händelserikt. Han hade en affär med en gift kvinna, Sylvia Moura, som sedan ansökte om skilsmässa från sin man 1933. Samtidigt var han oroad över sina föräldrars ekonomiska problem och planerade att flytta dem till Wilmington. Utan att tänka på de möjliga känslomässiga konsekvenserna av denna flytt köpte han ett hus i Arden cirka 16 km från sin arbetsplats och flyttade in i det med sina föräldrar. Då var han 37. Relationerna till hans föräldrar blev snart spända. Carothers dejtade fortfarande Sylvia Moura, nu singel, men hans föräldrar ogillade starkt förhållandet. Familjen tröttnade så småningom på de ständiga meningsskiljaktigheterna, och våren 1934 återvände hans föräldrar till Des Moines.

Flera år gick och den 21 februari 1936 gifte sig Carothers med Helen Suitman, som han hade dejtat i två år vid den tiden. Hon kom från revisorn Willard Suitmans familj. Helen arbetade för DuPont som patentförberedare och hade en kandidatexamen i kemi.

Kort därefter, den 30 april 1936, valdes Carothers in i National Academy of Sciences , vars medlemskap var högst hedersbetygelse. Carothers var faktiskt den första industriella organiska kemisten som fick denna ära. Men i juni 1936, trots det allmänna erkännandet av hans bidrag till vetenskapen, kunde Carothers fortfarande inte bli av med anfall av melankoli , som störde arbetet. I början av juni lades han in på Philadelphia - avdelningen av Pennsylvania Hospital, ett prestigefyllt psykiatriskt sjukhus, där Dr. Kenneth Appel var hans psykiater. En månad senare fick han tillstånd att lämna institutet för att gå på en två veckor lång vandring i de tyrolska alperna med vänner. Dessa inkluderade Roger Adams och John Fleck . Snart gick vännerna, och han lämnades i bergen, lämnad åt sig själv, utan kontakt med någon, till och med med sin fru. Sedan, den 14 september, dök han upp på hennes arbetsplats i DuPont-labbet. Sedan dess förväntades vetenskapsmannen inte göra några verkliga framsteg i det vetenskapliga arbetet, han var bara tvungen att periodvis besöka laboratoriet. Han började bo igen på Whisky Akers, på begäran av sin fru, som inte kände sig tillräckligt stark för att hantera sina psykiska problem.

Den 8 januari 1937 dog vetenskapsmannens syster Isabelle av lunginflammation . Wallace och Helen Carothers reste till Chicago för utvisningen och sedan till Des Moines för hennes begravning. Forskaren reste fortfarande till Philadelphia för att besöka sin psykiater, Dr. Appel. Den senare berättade för en vän till Carothers att han trodde att självmord var det mest troliga resultatet av Wallace-fallet.

Den 28 april 1937 var Carothers på jobbet i laboratoriet. Dagen efter begick han självmord genom att hyra ett hotellrum i Philadelphia och inta kaliumcyanid löst i citronsaft, i vetskap om att intag av cyanid i en sur lösning i hög grad skulle aktivera giftets hastighet och effekt. Anteckningen hittades inte [17] . Den 27 november 1937, sju månader efter denna incident, föddes hans dotter, som heter Jane.

Patent

Anteckningar

  1. ↑ Hermes, Matthew. Enough for One Lifetime, Wallace Carothers the Inventor of Nylon , 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 Arkiverad 13 oktober 2018 på Wayback Machine  
  4. ↑ D. L. Fishel, personlig reminiscens från A. Pardee (1959).
  5. ↑ Zumdahl, Susan och Steven. Kemi. New York, NY: Houghton Mifflin Company, 2007.
  6. ↑ D. L. Fishel, personliga samtal med C. Marvel och A. Pardee (1959).
  7. ↑ Adams, Roger (1940) A Biography , in High Polymers: A Series of 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 och grundläggande forskning vid Du Pont., s. 436–442.
  9. ↑ Hermes, Enough for One Lifetime s.83.
  10. ↑ Hermes, Enough for One Lifetime s.86.
  11. ↑ Hermes nog för en livstid s.157
  12. ↑ Hermes nog för en livstid s.197
  13. ↑ Nelson, Richard R. Uppfinningens ekonomi: En litteraturundersökning  (ospecificerad)  // The Journal of Business, ,. - Chicago: The University of Chicago Press, 1959. - April ( vol. 32 , nr 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, som citerar Wilmington Morning News och New York Times den 30 april 1937

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
Släktforskning och nekropol