Carothers, Wallace

Wallace Carothers
Wallace Hume Carothers
Datum narození 27. ledna (27. dubna ) 1896( 1896-04-27 )
Místo narození Burlington , Iowa , USA
Datum úmrtí 29. dubna 1937 (ve věku 41 let)( 1937-04-29 )
Místo smrti
Země
Vědecká sféra polymerní chemie , organická chemie
Místo výkonu práce DuPont
Alma mater Tarkio College, Missouri , USA
vědecký poradce Carl Marvel, Roger Adams
Známý jako Vynálezce nylonu
Ocenění a ceny Cena Kara (1923–1924)
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Wallace Hume Carothers ( narozen jako  Wallace Hume Carothers ; 27. dubna 1896 , Burlington , Iowa , USA  – 29. dubna 1937 , Wilmington , Delaware , USA) je americký chemik , vynálezce a přední organický chemik ve společnosti DuPont . Otevřel cestu k získání polymerního materiálu - nylonu [1] .

Wallace Carothers provozoval experimentální laboratoř DuPont poblíž Wilmingtonu v Delaware . Tam byla provedena většina vědcův výzkum polymerů [2] . Carothers byl skvělý organický chemik, který kromě syntézy nylonu také přispěl k vývoji procesu výroby neoprenu .

Člen Národní akademie věd USA (1936) [3] .

Mládež a vzdělávání

Wallace Carothers se narodil 27. dubna 1896 v Burlingtonu , Iowa . Jeho otcovští předkové byli skotského původu a žili v Pensylvánii . Byli to zemědělci a řemeslníci. Jeho otec, Ira Hume Carothers, se narodil na farmě v Illinois v roce 1869 a vystudoval veřejnou školu ve věku 19 let. Později se přesunul do oblasti obchodního vzdělávání a po dobu čtyřiceti pěti let byl instruktorem a viceprezidentem na Capital Business College v Des Moines v Iowě. Wallace Hume Carothers byl prvním vědcem v rodině. Z matčiny strany byli Wallaceovi předkové skotsko-irského původu a také se z větší části zabývali zemědělstvím a řemesly . Byli velkými milovníky hudby, to může vysvětlit zájem o hudbu, který W. Carothers projevoval. Jeho matka, Maria Evalina McMullin z Burlingtonu , Iowa , měla silný vliv na Carotherse během jeho dětství. Wallace byl nejstarší dítě v rodině, měl bratra Johna a dvě sestry, Isabelle a Mary. Blízká mu byla především jeho sestra Isabelle, která vystupovala v rámci tria Clara, Lou a Em (pod pseudonymem Lou). Její smrt v lednu 1936 byla pro Wallace takovou ranou, že se s touto ztrátou nemohl vyrovnat do konce života.

Poté, co opustil školu v září 1915, Wallace vstoupil na Tarkio College v Missouri . Původně zamýšlel studovat angličtinu, ale poté přešel pod vlivem jejího děkana Arthura Purdyho na katedru chemie [4] . Carothers vynikal v chemii natolik, že začal chemii učit ještě před promocí. A když Purdy opustil vysokou školu (byl pozván na post děkana katedry chemie na University of South Dakota ), musel Carothers učit vysokoškolské kurzy chemie [5] . Wallace absolvoval Tarkio v roce 1920 ve věku 24 let s bakalářským titulem . Poté vstoupil na University of Illinois, aby získal magisterský titul , který mu byl udělen v roce 1921 pod vedením profesora Carla Marvela [6] .

V letech 1921-1922 akad. Carothers učil chemii na University of South Dakota. Zde začal svůj nezávislý výzkum, který vyústil v publikaci článku v Journal of the American Chemical Society .

Později se vrátil na University of Illinois pro doktorát pod vedením Rogera Adamse . Specializoval se na organickou chemii a částečně na fyzikální chemii a matematiku. V roce 1924 získal Carothers doktorát za disertační práci na téma „Katalytická redukce aldehydů na oxidu platičitém („platinová čerň“) a studium vlivu aktivátorů a inhibitorů tohoto katalyzátoru na redukci různých sloučenin“ v r. 1924. V letech 1922-1923 pracoval jako vědecký asistent a v letech 1923-1924 obdržel cenu Kara; V té době šlo o nejprestižnější ocenění této univerzity.

Kariéra

Po získání doktorátu vyučoval vědec dva roky organickou chemii na University of Illinois a v roce 1926 přešel na stejnou pozici na Harvard University. James B. Conant, prezident Harvardu v roce 1933, o něm řekl:

„Výzkum Dr. Carotherse se vyznačuje vysokou mírou originality, která se zachovala v celé jeho pozdější práci. Nikdy nebyl stoupencem vyšlapaných cest a nesnažil se přijmout zavedené přístupy k vysvětlení určitých organických reakcí. Jeho první poznatky o polymerační reakci a struktuře makromolekulárních sloučenin vznikly při práci na Harvardu. [7]

V roce 1927 se vedení společnosti DuPont rozhodlo zahájit základní, čistě vědecký výzkum, který nebyl specificky zaměřen na rozvoj podnikání a výrobu nových komerčních produktů. Carothers byl pozván do Wilmingtonu v Delaware, aby mu bylo nabídnuto vedoucí oddělení organické chemie v nové laboratoři v DuPont [8] . V roce 1929 byl zvolen asistentem šéfredaktora časopisu Americké chemické společnosti (ASC - American Chemical Society), v roce 1930 se vědec stal redaktorem sekce Organic Synthesis.

Práce ve společnosti DuPont

Rozhodnutí opustit akademickou půdu bylo pro Carotherse těžké. Nejprve odmítl nabídku pracovat ve společnosti DuPont s vysvětlením, že „trpím duševními poruchami, což může být mnohem vážnější problém při práci ve firmě než ve výzkumu“. [9] Navzdory tomuto přiznání se zaměstnanec DuPont Hamilton Bradshaw vydal na Harvard, aby přesvědčil Wallace, aby změnil názor. Nabízený plat byl 500 dolarů měsíčně oproti 267 dolarům na Harvardské univerzitě.

Později, v dopise kamarádovi z univerzity Wilcoe Machetanzovi (spolubydlící v Tarkiu), Carothers napsal o svých zhoršujících se depresivních zážitcích:

„Dokonce i nyní, když uvážím všechny výhody, které mi byly nabízeny z pouhé štědrosti nebo dobré vůle, zjišťuji, že nejsem schopen dělat ani některé triviální věci, jako je řešení jednoduchých každodenních problémů a lidských vztahů. Zjevně je to způsobeno hloupostí, strachem nebo sobectvím a jen lhostejností a naprostým nedostatkem citů. [deset]

Neoprén

Carothers začal pracovat v laboratoři DuPont 6. února 1928. Jeho hlavním cílem byla syntéza polymerů s molekulovou hmotností nad 4200 , čehož dosáhl Emil Fischer .

V létě 1928 se Carothers již chlubil malým týmem výzkumných vědců. Byli to doktorští chemici a dva jeho poradci: Roger Adams a Karl Marvel, jeho absolventi a postdoktorandští poradci z University of Illinois. Laboratoř, kde tito přední vědci pracovali, se stala známou jako Puruty Hall. Až v polovině roku 1929 se však Hall of Pure Science nepodařilo vytvořit polymer o hmotnosti výrazně vyšší než 4000, jak bylo původně plánováno.

V lednu 1930 se Dr. Elmer C. Bolton stal zástupcem vedoucího oddělení chemie společnosti a následně Carothersovým přímým nadřízeným. Bolton vyjádřil přání získat praktické výsledky v nadcházejícím roce 1930, a to bylo provedeno. Nařídil Carothersovi, aby studoval vlastnosti acetylenových polymerů za účelem vytvoření syntetického kaučuku. V dubnu 1930 dostal jeden ze zaměstnanců Carothers, Dr. Arnold M. Collins, chloropren  , kapalinu, která polymeruje a vytváří pevný materiál podobný gumě . Tento produkt byl jedním z prvních syntetických kaučuků a dnes je znám jako neopren .

Polyestery

Ve stejném roce se Dr. Julian Hill, další člen Carothersova týmu, opět pokusil získat polyester s molekulovou hmotností vyšší než 4000. Jeho úsilí bylo brzy korunováno úspěchem: byl vytvořen syntetický polymer s molekulovou hmotností asi 12 000. Vysoká molekulová hmotnost umožnila roztavení polymeru a jeho natažení na tenká vlákna. Vzniklo tak první syntetické hedvábí, které chemici nazývali „ polyester “.

Syntéza polyesterů a polyamidů je příkladem polykondenzace , při které dochází k postupnému prodlužování délky makromolekuly. Carothers vyvinul teorie polykondenzace a odvodil rovnici týkající se průměrného stupně polymerace a stupně konverze ("konverze") monomeru na polymer. Tato rovnice ukazuje, že k získání vysokomolekulárních polymerů je nutný vysoký stupeň konverze (to platí pouze pro polykondenzační reakce).

Další syntetické vlákno, které bylo odolné a odolné, Hill vytvořil kopolymerací glykolů a kyselin za sníženého tlaku. Tento produkt nebyl předurčen k tomu, aby se stal komerčním - po vložení do teplé vody se polymer opět proměnil v lepivou hmotu. Carothers se na několik let vzdal výzkumu polymerů.

V roce 1932 byla dohoda, podle níž byl Carothers najat společností DuPont, změněna Dr. Boltonem. „Síň čisté vědy“ by se nyní měla zaměřit na „provádění práce těsněji související se zájmy společnosti“ [11] . To znamenalo přesměrování finančních prostředků ze základního výzkumu na komerční výzkum. Carothers se nikdy nepovažoval za komerčního výzkumníka. Navrhl, aby se veškerá výzkumná práce omezila na dva nebo tři návrhy v souladu se zájmy společnosti DuPont.

Polyamidy

V roce 1934 se Carothers opět vrátil k vláknům. Tým nyní zkoumal kopolymeraci substituovaných aminů s glykoly za vzniku polymeru zvaného polyamid . Tyto látky byly stabilnější než polyestery vyrobené z glykolů. Tendence polyamidů zvyšovat krystalinitu v důsledku vodíkové vazby má za následek užitečné mechanické vlastnosti. Proto je lze použít k výrobě umělého hedvábí, vhodného pro každodenní použití. Jeho výzkum vedl k vynálezu řady nových polyamidů. Laboratorní práce na tomto projektu provedli Dr. Peterson a Coffman. Později byl Dr. Gerard Berchet pověřen prováděním výzkumu na toto téma.

Bylo to během tohoto plodného období výzkumu, v létě 1934, blížící se vynálezu nylonu, kdy Carothers náhle zmizel. Prostě se nedostavil do práce a nikdo nevěděl, kde je. Byl nalezen na malé psychiatrické klinice. Pinel, poblíž slavné Phipps Clinic, přidružené k nemocnici Johnse Hopkinse v Baltimoru. Zřejmě byl v takové depresi, že odjel do Baltimoru na konzultaci s psychiatrem, který ho poslal na kliniku [12] .

Nylon

Krátce po odchodu z kliniky se Carothers vrátil k práci v DuPont. Bolton ho pověřil prací na polyamidech.

Vědcova práce v oblasti lineárních polymerů s velkou molekulovou hmotností začala jako vážný krok do neznámé oblasti, zpočátku bez jakýchkoliv praktických cílů. Společnost věřila, že výzkum v této nové oblasti chemie a jakékoli průlomové objevy ve vědě o polymerech budou pro DuPont cenné. Během svého výzkumu Wallace vyrobil některé polymery se zajímavými vlastnostmi, které zůstaly vysoce viskózní i při vysokých teplotách. Bylo pozorováno, že vlákna se z těchto polymerů při roztavení velmi pohodlně odtahují. Celé zaměření projektu se přesunulo na nový materiál a brzy byl vypracován způsob výroby nylonu [13] .

28. února 1935 obdržel půl unce polymeru, později pojmenovaného polyamid-6,6. Práce s ním byla poměrně obtížná pro jeho vysokou teplotu tání, ale Bolton si tento polyamid vybral jako jeden z komerčně zajímavých materiálů. George Grace byl na toto téma přidělen Carothersovi. Nakonec Grace vytlačila Carotherse a stala se vedoucím projektu. Kromě toho desítky chemiků a inženýrů pracovaly na tom, aby byl polyamid-6,6 lépe zpracovatelný komerční produkt.

Osobní život, manželství a duševní poruchy

V roce 1931 se Carothers se třemi kolegy z DuPont přestěhoval do domu Wilmington, který se později stal známým jako Whisky Akers. Nebyl samotář, ale jeho depresivní nálady mu často bránily užívat si všech radostí života, na kterých se často podíleli jeho spolubydlící. V dopise blízkému příteli Francisi Spencerovi řekl:

„O mých studiích se toho kromě chemie dá říct jen málo. V současné době žiji s dalšími třemi mládenci a ti jsou podle stavu zvyklí chodit ve vysokých cylindrech a bílých kravatách. A já, podle svého starého zvyku, sedím zasmušile doma. [čtrnáct]

V této době Carothers prozradil Julianovi Hillovi, že vždy držel kapsli kyanidu přivázanou k řetězu svých hodinek . Carothers nenáviděl mluvení na veřejnosti, i když to bylo nutné k udržení jeho vědecké důvěryhodnosti. V dopise Wilco Machetanz v lednu 1932 líčil:

„Mluvil jsem o prázdninách se zprávou na konferenci o organické chemii. Můj projev byl publikem přijat poměrně dobře. Očekávání tohoto představení mi však vzalo několik týdnů před ním a musel jsem se uchýlit k značnému množství alkoholu, abych uklidnil nervy... Moje nervozita, mrzutost a psychická labilnost se postupem času zvyšují a pití už ne. požadovaný efekt. Budoucí rok 1932 už v mých očích vypadá hluboce černý .

Život vědce v té době byl velmi bohatý na události. Měl poměr s vdanou ženou Sylvií Mourovou, která pak v roce 1933 požádala o rozvod se svým manželem. Zároveň se obával finančních problémů svých rodičů a plánoval je přestěhovat do Wilmingtonu. Aniž by přemýšlel o možných emocionálních důsledcích tohoto stěhování, koupil dům v Ardenu asi deset mil (16 km) od svého pracoviště a nastěhoval se do něj s rodiči. Pak mu bylo 37. Vztahy s rodiči se brzy napjaly. Carothers stále chodil se Sylvií Mouraovou, nyní svobodnou, ale jeho rodiče vztah důrazně neschvalovali. Rodinu nakonec neustálé neshody omrzely a na jaře 1934 se jeho rodiče vrátili do Des Moines.

Uplynulo několik let a 21. února 1936 se Carothers oženil s Helen Suitman, se kterou v té době chodil dva roky. Pocházela z rodiny účetního Willarda Suitmana. Helen pracovala pro DuPont jako přípravář patentů a měla bakalářský titul v oboru chemie.

Krátce nato, 30. dubna 1936, byl Carothers zvolen do Národní akademie věd , jejíž členství bylo vysoce čestné. Carothers byl ve skutečnosti prvním průmyslovým organickým chemikem, kterému se dostalo této pocty. Nicméně v červnu 1936, navzdory všeobecnému uznání jeho přínosu pro vědu, se Carothers stále nemohl zbavit záchvatů melancholie , které zasahovaly do práce. Začátkem června byl přijat do filadelfské pobočky Pennsylvánské nemocnice, prestižní psychiatrické léčebny, kde byl jeho psychiatrem Dr. Kenneth Appel. O měsíc později dostal povolení opustit ústav a vydat se s přáteli na dvoutýdenní túru do tyrolských Alp . Tito zahrnovali Rogera Adamse a Johna Flecka . Brzy přátelé odešli a on zůstal v horách, ponechán sám sobě, bez kontaktu s nikým, dokonce ani s manželkou. Pak se 14. září objevil na jejím pracovišti v laboratoři DuPont. Od té doby se od vědce neočekával žádný skutečný pokrok ve vědecké práci, musel jen pravidelně navštěvovat laboratoř. Začal znovu žít ve Whisky Akers na žádost své ženy, která se necítila dostatečně emocionálně silná, aby se vypořádala s jeho psychickými problémy.

8. ledna 1937 zemřela vědcova sestra Isabelle na zápal plic . Wallace a Helen Carothersovi cestovali do Chicaga na poslání a poté do Des Moines na její pohřeb. Vědec stále cestoval do Philadelphie, aby navštívil svého psychiatra, doktora Appela. Ten řekl příteli Carotherse, že si myslí, že sebevražda byla nejpravděpodobnějším výsledkem případu Wallace.

28. dubna 1937 pracoval Carothers v laboratoři. Následujícího dne spáchal sebevraždu tím, že si pronajal hotelový pokoj ve Filadelfii a požil kyanid draselný rozpuštěný v citrónové šťávě, protože věděl, že požití kyanidu v kyselém roztoku výrazně aktivuje rychlost a účinek jedu. Poznámka nebyla nalezena [17] . 27. listopadu 1937, sedm měsíců po tomto incidentu, se mu narodila dcera jménem Jane.

Patenty

Poznámky

  1. ↑ Hermes, Matěj. Dost na jeden život, Wallace Carothers, vynálezce nylonu , Chemical Heritage Foundation, 1996, ISBN 0-8412-3331-4 .
  2. ↑ Roberts, R. M. (1989) Serendipity: Náhodné objevy ve vědě , John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-60203-5
  3. ↑ Wallace H. Carothers Archivováno 13. října 2018 na Wayback Machine  
  4. ↑ D. L. Fishel, osobní vzpomínka od A. Pardeeho (1959).
  5. ↑ Zumdahl, Susan a Steven. Chemie. New York, NY: Houghton Mifflin Company, 2007.
  6. ↑ D. L. Fishel, osobní rozhovory s C. Marvelem a A. Pardeem (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 and Fundamental Research v Du Pont., s. 436–442.
  9. ↑ Hermes, Dost na jeden život str.83.
  10. ↑ Hermes, Dost na jeden život str.86.
  11. ↑ Hermes Enough for One Lifetime str. 157
  12. ↑ Hermes Enough for One Lifetime str. 197
  13. ↑ Nelson, Richard R. The Economics of Invention: A Survey of Literature  (unspecified)  // The Journal of Business, ,. - Chicago: The University of Chicago Press, 1959. - Duben ( vol. 32 , č. 2 ). - S. 101-127 . - doi : 10.1086/294247 .
  14. ↑ Hermes, Dost na jeden život str. 140
  15. ↑ Hermes, Dost na jeden život str. 135
  16. ↑ Hermes, Dost na jeden život str. 144
  17. ↑ Hermes Enough for One Lifetime str. 291, který cituje Wilmington Morning News a New York Times z 30. dubna 1937

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
Genealogie a nekropole