Pauling, Linus

Linus Carl Pauling
inglés  Linus C. Pauling [1]

Linus Carl Pauling en 1954
Fecha de nacimiento 28 de febrero de 1901( 28/02/1901 ) [2] [1] [3] […]
Lugar de nacimiento Portland (Oregón) , Estados Unidos
Fecha de muerte 18 de agosto de 1994( 1994-08-18 ) [2] [1] [4] […] (93 años)
Un lugar de muerte
País
Esfera científica química cuántica [1] , bioquímica [1] y química física [1]
Lugar de trabajo Instituto Médico Caltech
Linus Pauling
alma mater
Titulo academico Licenciatura en Ciencias en Ingeniería Química [d] [9](junio1922)
consejero científico Roscoe Gilkey Dickinson
Richard Chase Tolman
Estudiantes Martin Karplus y Jerry Donohue [d]
Premios y premios premio Nobel Premio Nobel de Química ( 1954 ) Premio Nobel de la Paz ( 1962 ) Medalla Nacional de Ciencias de EE . UU. (1974) M.V. Lomonosov Gran Medalla de Oro ( 1977 ) Premio Internacional Lenin "Por fortalecer la paz entre los pueblos"
premio Nobel
Medalla Nacional de Ciencias de EE. UU.
Gran medalla de oro con el nombre de M. V. Lomonosov - 1977
Premio Internacional Lenin "Por fortalecer la paz entre los pueblos" - 1970
Medalla al Mérito − 1946
Autógrafo
Sitio web scarc.library.oregonstate.edu/…
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Linus Carl Pauling ( ing.  Linus Carl Pauling ; 28 de febrero de 1901 , Portland , Oregón , EE . UU  . - 19 de agosto de 1994 , Big Sur , California , EE . UU .) - químico estadounidense , cristalógrafo , ganador de dos premios Nobel : en química ( 1954 ) y la paz ( 1962 ), así como el Premio Internacional Lenin "Por el fortalecimiento de la paz entre los pueblos" ( 1970 ).

Miembro de la Academia Nacional de Ciencias de los EE . UU . (1933) [10] , miembro extranjero de la Royal Society of London (1948) [11] , Academia de Ciencias de la URSS (1958) [12] , Academia de Ciencias de Francia (1966); corresponsal desde 1948) [13] .

Biografía

Linus Carl Pauling nació en Portland, Oregón, el 28 de febrero de 1901.

Linus Pauling fue el primer hijo de Herman Pauling, hijo de inmigrantes alemanes, y Lucy Isabelle (Darling) Pauling, que provenía de una familia irlandesa prerrevolucionaria. La familia tenía dos hijas menores: Pauline Darling (n. 1902) y Lucille (n. 1904). Herman Pauling trabajaba entonces como vendedor ambulante para una empresa de suministros médicos y se mudó en 1905 a Condon, Oregón, donde abrió su propia farmacia [14] . Fue en esta ciudad, en un lugar seco, al este de la costa, donde Pauling fue a la escuela por primera vez. Aprendió a leer temprano y comenzó a "absorber" los libros. En 1910 la familia se mudó a Portland, donde su padre escribió una carta a The Oregonian, un periódico local, pidiendo consejo sobre lecturas adecuadas para su hijo de nueve años, que ya estaba leyendo la Biblia y la teoría de la evolución de Darwin.

A Linus le fue bien en la escuela. Coleccionaba insectos y minerales, y leía libros con voracidad. Decidió convertirse en químico en 1914 cuando un compañero de estudios, Lloyd A. Jeffress, le mostró algunos de los experimentos de química que había hecho en casa. Con la aprobación renuente de su madre, dejó la escuela en 1917 sin un título y fue a Oregon Agricultural College en Corvallis como ingeniero químico, pero después de dos años su madre quería que dejara la universidad para ganar dinero para mantener a su familia. Impresionó a sus profesores, y en 1919, después de un trabajo de verano como inspector de pavimentos en Oregón, se le ofreció un puesto de tiempo completo como profesor de análisis cualitativo en el departamento de química [15] .

En 1922, se casó con Ava Helen Miller (fallecida en 1981), quien le dio cuatro hijos: Linus Carl, Peter Jeffress, Linda Elena (Cumb) y Edward Crellin [16] .

Pauling ingresó a la escuela de posgrado en el Instituto de Tecnología de California en 1922 y permaneció allí durante más de 40 años. Eligió Caltech porque podía hacer su doctorado allí en 3 años (en Harvard, 6 años), y Amos Noyes le ofreció una modesta beca de enseñanza a tiempo parcial. Fue una buena elección tanto para Pauling como para Caltech. Al final de su vida, Pauling escribió: "Años después... me di cuenta de que no había mejor lugar en el mundo en 1922, en el que hubiera estado mejor preparado para mi carrera como científico" (1994) [16 ] . El trabajo de doctorado de Pauling fue sobre la determinación de la estructura cristalina de las moléculas por difracción de rayos X bajo la dirección de Roscoe Gilkey Dickinson (1894-1945), quien había recibido su doctorado dos años antes (fue el primer para recibir un doctorado de Caltech). Noyes recibió una de las becas Guggenheim Rising Star recientemente creadas y lo envió a él y a su joven esposa al Instituto de Física Teórica bajo la dirección de Arnold Sommerfeld (1868-1951) en Munich . Llegaron en abril de 1926, momento en el que el modelo de Bohr-Sommerfeld fue suplantado por la "nueva" mecánica cuántica . Fue un momento emocionante y Pauling sabía que tenía suerte de estar allí en uno de los centros. Era el único químico del Instituto Sommerfeld y vio de inmediato que la nueva física estaba destinada a proporcionar una base teórica para comprender la estructura y el comportamiento de las moléculas. Un año en Europa tuvo una influencia decisiva en el desarrollo científico de Pauling. Además de su estancia en Múnich, visitó Copenhague en la primavera de 1927 y luego pasó el verano en Zúrich [15] .

Uno de los resultados inmediatos de la estancia en Munich fue el primer artículo de Pauling (1927) en las Actas de la Royal Society de Londres, presentado por el mismo Sommerfeld. Pauling estaba impaciente por aplicar la nueva mecánica de ondas para calcular las propiedades de los átomos de muchos electrones, y encontró una manera de hacerlo utilizando funciones de onda de un electrón similares al hidrógeno de los electrones externos con una carga nuclear efectiva basada en las constantes empíricas. de los electrones internos.

A su regreso a Stanford en 1973, Pauling cofundó una organización sin fines de lucro que lleva su nombre ( " El  Instituto Linus Pauling de Ciencia y Medicina" ), que ahora opera como parte de la Universidad de Oregón (EE. UU.) [17] [18 ] .

Linus Pauling murió en su rancho de Big Sur (California) el 19 de agosto de 1994 a causa de un cáncer de próstata [19] .

Investigación científica

Los intereses científicos de Pauling eran muy amplios: mecánica cuántica , cristalografía , mineralogía , química estructural , anestesia , inmunología , medicina , evolución . Poseedor de una memoria fenomenal, hizo una contribución especial y decisiva a estos y otros campos relacionados de la ciencia [20] . Pauling es mejor conocido por su identificación del enlace químico , su descubrimiento de los elementos básicos de la estructura secundaria de la proteína : la hélice alfa y la hoja beta , y la primera identificación de una enfermedad molecular ( anemia de células falciformes ); además de esto, tiene muchos otros logros importantes. Pauling fue uno de los fundadores de la biología molecular en el verdadero sentido de la palabra. Por estos logros fue galardonado con el Premio Nobel de Química de 1954 .

Sin embargo, Pauling no solo era conocido como científico. En la segunda mitad de su vida, dedicó su tiempo y energía a los problemas de salud y la necesidad de eliminar la posibilidad de una guerra en la era nuclear. Su oposición activa a las pruebas nucleares condujo a la persecución política en su país. Pauling influyó en la obtención del Tratado Internacional de Prohibición de Pruebas Atmosféricas de 1963 . Con el Premio Nobel en 1962, Pauling se convirtió en la primera persona en recibir dos premios Nobel personales (Marie Curie recibió uno y compartió el otro con su esposo). El nombre de Pauling también es conocido por el público en general por su defensa personal de altas dosis de ácido ascórbico (vitamina C) como suplemento dietético para mejorar la salud general y prevenir (o al menos reducir la gravedad de) enfermedades como el resfriado común y el cáncer. ( medicina ortomolecular ). Para el tratamiento del cáncer, inyectó a los pacientes por vía intravenosa enormes dosis de vitamina C: 10.000 miligramos por día, a pesar de que la tasa diaria no supera los 100 mg [21] .

La naturaleza del enlace químico

En 1927, Pauling regresó a Caltech como profesor asistente de química teórica. Durante los siguientes 12 años, se publicó una notable serie de artículos que le dieron una reputación internacional. Sus habilidades fueron rápidamente reconocidas a través de la promoción (profesor asociado - 1929; profesor - 1931), premios (Premio Langmuir, 1931), elección a la Academia Nacional de Ciencias (1933). Gracias a sus trabajos y conferencias, Pauling se consagró como el fundador de la llamada química estructural, que hizo posible mirar de nuevo las moléculas y los cristales [20] . Regla de Pauling: dado que los electrolitos binarios como los haluros de metales alcalinos están limitados en sus tipos de estructuras cristalinas, la variedad de estructuras abiertas a sustancias más complejas como la mica , KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 puede ser ilimitada. Pauling en 1929 formuló un conjunto de reglas sobre la estabilidad de tales estructuras, que resultó ser extremadamente conveniente tanto para probar la corrección de las estructuras propuestas como para predecir incógnitas [22] .

Química cuántica

En 1927, Burro resolvió la ecuación de Schrödinger para el ion hidrógeno H 2 + en coordenadas elípticas, y los valores obtenidos para la distancia interatómica y la energía de enlace concordaron bien con el experimento. La función de onda de Burro no conduce a una comprensión física de la estabilidad del sistema. Posteriormente, Pauling (1928) enfatizó que aunque el procesamiento aproximado de la perturbación no proporcionaría nueva información, sería útil saber cómo sucede esto: “Dado que los métodos de perturbación se pueden aplicar a muchos sistemas para los cuales la ecuación de onda no se puede resolver exactamente ...". Pauling demostró por primera vez que la interacción clásica entre el átomo de hidrógeno en estado fundamental y el protón es la repulsión en todas las distancias. Sin embargo, si el electrón no está localizado en uno de los átomos y la función de onda se toma como una combinación lineal de los dos estados básicos de la función de onda atómica, entonces la energía de interacción tiene un mínimo claro en el rango de aproximadamente 2  AU . . E. [23] Este fue el primer ejemplo de lo que llegó a conocerse como el método de combinación lineal de orbitales atómicos ( LCAO ). Pauling ha hecho mucho por el enlace de valencia (VB), la teoría de los orbitales moleculares (MO). Este último, desarrollado por Friedrich Hund (nacido en 1896), Erich Hückel (1896-1980) y Robert S. Mulliken (1896-1986), funciona en términos de orbitales distribuidos por toda la molécula, a estos orbitales se les asignan dos electrones de acuerdo con su valor estimado. energía con espines opuestos a cada uno de los orbitales enlazados. Los estados electrónicos excitados corresponden a la transferencia de uno o más electrones de un orbital enlazante a uno antienlazante [24] . Más tarde, la teoría de los orbitales moleculares demostró ser adecuada para los cálculos informáticos de moléculas multicéntricas.

En 1954, el Comité Nobel otorgó a Pauling el Premio de Química "por su estudio de la naturaleza del enlace químico y su aplicación a la explicación de la estructura de moléculas complejas". En su Conferencia Nobel, habló de cómo los futuros químicos "se basarían en una nueva química estructural, incluidas las relaciones geométricas definidas con precisión entre los átomos en las moléculas, y la aplicación rigurosa de nuevos principios estructurales" y que "gracias a esta metodología, progreso significativo se ha hecho para resolver los problemas de la biología y la medicina con la ayuda de métodos químicos.

En septiembre de 1958, en un simposio dedicado a la memoria de Kekule , Linus Pauling presenta y fundamenta la teoría de un enlace químico doblado en lugar de σ, π - descripciones de enlaces dobles y triples y sistemas conjugados [25] .

Pauling fue presidente de la Sociedad Química Estadounidense (1948) y del Capítulo del Pacífico de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (1942–1945), y vicepresidente de la Sociedad Filosófica Estadounidense (1951–1954). Pauling derivó su concepto en parte del enlace iónico. La energía de enlace se puede considerar como la suma de dos contribuciones, la parte covalente y la parte iónica. Las energías de enlace termoquímico D (A–B) entre los átomos A y B son generalmente mayores que la media aritmética de las energías D (A–A) y D (B–B) de las moléculas homonucleares. Pauling atribuyó la energía adicional Δ(A−B) a la resonancia iónica y descubrió que podía asignar valores para XA, etc., de modo que tales elementos con Δ(A−B) fueran aproximadamente proporcionales a (XA − XB)² . Los valores de X forman una escala (escala de electronegatividad), en la que el flúor tiene x  = 4, es el elemento más electronegativo, y el cesio tiene x  = 0,7. Además de proporcionar una base para estimar las energías de enlace de los enlaces heteropolares, estos valores de x también se pueden utilizar para estimar el momento dipolar y el carácter iónico de los enlaces [26] .

Biología molecular

El estudio de la naturaleza del enlace químico marca quizás la culminación de las contribuciones de Pauling a la teoría del enlace químico. En particular, los avances se derivan de un importante artículo (1947) sobre la estructura de los metales, pero el interés por los enlaces químicos ahora se ha desplazado hacia el interés por la estructura y función de las moléculas biológicas. Hay indicios de esto en el capítulo sobre enlaces de hidrógeno . Pauling fue uno de los primeros en delinear su importancia para las biomoléculas: debido a su baja energía de enlace y baja energía de activación que caracterizan su formación y destrucción, los enlaces de hidrógeno juegan un papel en las reacciones que ocurren a temperatura normal. Se reconoció que los enlaces de hidrógeno estabilizan la estructura espacial de las moléculas de proteína [27] .

Difícilmente se puede sobrestimar la importancia de los enlaces de hidrógeno en la estructura de las proteínas. “La pérdida de la conformación nativa destruye las propiedades características de la proteína. Debido a la diferencia de entropía entre la tripsina nativa y la desnaturalizada, se ha encontrado que están disponibles alrededor de 1020 conformaciones para una molécula de proteína desnaturalizada. Al calentar o cambiar el pH de la solución cerca del punto isoeléctrico de la proteína, los segmentos desplegados de las cadenas laterales ácidas o básicas se enredan entre sí, uniendo las moléculas y eventualmente esto lleva a la formación de un coágulo" [ 28] . Esta fue la primera teoría moderna de proteínas nativas y desnaturalizadas.

Actividades políticas

Pauling era conocido no solo como científico; también era una figura pública muy conocida en los Estados Unidos. Recibió la Medalla al Mérito del Presidente, el más alto honor civil en los Estados Unidos, y fue otorgada por el presidente Truman en 1948. Inmediatamente después de agosto de 1945, Pauling se interesó por la participación de los avances atómicos en las relaciones internacionales y la necesidad de controlar las armas nucleares. Sus conferencias y cartas sobre el tema pronto atrajeron la atención del FBI y otras agencias gubernamentales. Sin miedo a esto, él, con el apoyo de su esposa Ava Helen, comenzó a tomar una posición más activa. Firmó peticiones, se unió a organizaciones (como el Comité de Emergencia de Científicos Atómicos dirigido por Albert Einstein y la Unión Estadounidense por las Libertades Civiles) y argumentó enérgicamente contra el desarrollo de armas nucleares. Durante el período McCarthy , y especialmente durante la Guerra de Corea, esto fue suficiente para sospechar de él una amenaza a la seguridad [14] .

En marzo de 1954, después de la explosión de la bomba termonuclear "sucia" Castle Bravo en el atolón Bikini, Pauling volvió a ser objeto de noticias cuando comenzó a llamar la atención del público sobre el peligro internacional de la lluvia radiactiva en la atmósfera. Pauling afirmó que el aumento del contenido de isótopos radiactivos en la atmósfera no solo es peligroso para la vida ahora, sino también para las generaciones futuras.

En junio de 1961, Pauling y su esposa convocaron una conferencia en Oslo, Noruega, contra la proliferación de armas nucleares. En septiembre del mismo año, a pesar de los llamamientos a Nikita Khrushchev, la URSS reanudó las pruebas atmosféricas de armas nucleares, y al año siguiente, en marzo, Estados Unidos lo hizo. Pauling también redactó un tratado propuesto para prohibir tales pruebas. En julio de 1963, Estados Unidos, la URSS y Gran Bretaña firmaron un tratado de prohibición de pruebas nucleares basado en este proyecto.

Pauling recibió el Premio Nobel de la Paz en 1962 . En su discurso del Nobel, expresó la esperanza de que el tratado de prohibición de pruebas nucleares "comenzaría una serie de tratados que conducirían a la creación de un nuevo mundo donde la posibilidad de guerra sería excluida para siempre".

Ese mismo año, se retiró de Caltech para convertirse en profesor de investigación en el Centro para el Estudio de las Instituciones Democráticas en Santa Bárbara, California. Aquí pudo dedicar más tiempo a los problemas del desarme internacional. En 1967, también asumió el cargo de profesor de química en la Universidad de California en San Diego, con la esperanza de dedicar más tiempo a la investigación en medicina molecular. Dos años más tarde, se fue y se convirtió en profesor de química en la Universidad de Stanford en Palo Alto, California.

En 1992, Pauling firmó una " Advertencia a la humanidad " [29] .

Críticas a las ideas científicas de Pauling en la URSS

A fines de la década de 1940, se lanzó en la URSS una campaña de intervención ideológica en química que, junto con actividades similares de propaganda en otras áreas de la ciencia , estaba llamada a "purificar la ciencia soviética de teorías idealistas burguesas" y "esclavizar admiración por las autoridades científicas burguesas" [30] .

El principal objeto de crítica fue la teoría de la resonancia propuesta por L. Pauling como parte del concepto de estructura electrónica de moléculas con densidad electrónica deslocalizada. En la URSS, la teoría fue declarada "idealista" y, por lo tanto, inaceptable para su uso en ciencia y educación.

En publicaciones críticas (en particular, B. M. Kedrov ), se prohibió que la teoría de Pauling usara métodos físicos en química, métodos físicos y químicos en biología, etc. Se intentó conectar la teoría de la resonancia con el Weismannismo-Morganismo , así es como sentar las bases para un frente unido en la lucha contra las tendencias científicas avanzadas [31] :

La "teoría de la resonancia", siendo idealista y agnóstica, se opone a la teoría materialista de Butlerov, por ser incompatible e irreconciliable con ella; ... los partidarios de la "teoría de la resonancia" la ignoraron y distorsionaron su esencia. La "teoría de la resonancia", siendo completamente mecanicista, niega las características cualitativas y específicas de la materia orgánica y trata completamente falsamente de reducir las leyes de la química orgánica a las leyes de la mecánica cuántica ... La teoría de la resonancia mesomérica en la química orgánica es la misma manifestación. de una ideología reaccionaria general, como lo es el Weismannismo-Morganismo en biología, así como el idealismo "físico" moderno, con el que está estrechamente relacionado.

— Kedrov B. M. Contra el idealismo "físico" en la ciencia química. Cit. según Lisichkin y Shelepin, 2003

En junio de 1951 se celebró la Conferencia de toda la Unión sobre el estado de la teoría de la composición química de la química orgánica, en la que se declararon burguesas y pseudocientíficas la teoría de la resonancia de Pauling y la teoría del mesomerismo de Ingold [32] .

La persecución de la teoría de la resonancia en química orgánica recibió una valoración negativa en la comunidad científica mundial. En una de las revistas de la American Chemical Society , en una reseña dedicada a la situación de la ciencia química soviética, en particular, se señaló: [33]

La mayoría de los artículos rusos sobre estos temas (...) parecen estar dominados por la idea chovinista de que la teoría de la resonancia de Linus Pauling es contraria a los principios del materialismo dialéctico y, por lo tanto, debe ser rechazada. El alcance y la dureza de esta condena no tiene paralelo en la historia de la química.

Texto original  (inglés)[ mostrarocultar] La gran mayoría de los artículos rusos sobre estos temas (...) aparentemente surgen de la idea chovinista de que la teoría de la resonancia de Linus Pauling se opone a los principios del materialismo dialéctico y, por lo tanto, debe ser rechazada. La intensidad y la crudeza de esta invectiva parecen no tener paralelo en los anales de la química.

Comentarios de Pauling sobre el papel especial de la vitamina C

Desde 1940, Pauling ha sido diagnosticado con inflamación de los riñones ( Eng.  enfermedad de Bright  : el nombre está desactualizado, en la medicina moderna corresponde al grupo de diagnósticos " nefritis crónica "). Para su tratamiento, Pauling siguió la estricta dieta recomendada por Thomas Addis [34] .

En 1966, después de haber recibido una recomendación de Irving Stone para tratar el resfriado común con vitamina C, Pauling comenzó a tomar 3 gramos de ácido ascórbico todos los días. Casi de inmediato, se sintió más vivo y saludable. Durante los años siguientes, los episodios de resfriado que lo acosaron durante mucho tiempo se hicieron menos severos y menos frecuentes. A través de esta experiencia, Pauling creía que tomar grandes dosis de vitamina C diariamente era beneficioso para la salud. Comenzó a promover la ingesta de vitamina C, dio conferencias sobre este tema y escribió libros populares, lo que causó descontento en la comunidad médica estadounidense [35] [36] .

En Vitamin C and the  Common Cold , publicado en 1970 ( traducido al ruso en 1974 por Nauka), Pauling esbozó sus argumentos en apoyo de las propiedades terapéuticas de la vitamina C. A principios de la década de 1970, formuló la teoría de la medicina ortomolecular , que enfatizaba la Importancia de las vitaminas y los aminoácidos. En 1973, se fundó el Instituto Médico de Ciencias Linus Pauling en Palo Alto. Durante los primeros dos años fue su presidente y luego se convirtió en profesor allí. Su libro sobre la vitamina C se convirtió rápidamente en un éxito de ventas. Como resultado, en América y más tarde en otros países, millones de personas se convencieron de que una ingesta diaria de 1-2 gramos de ácido ascórbico tiene un efecto beneficioso sobre la salud y el bienestar [37] .

Pauling creía que tomar altas dosis de vitamina C y otros antioxidantes podía curar muchas enfermedades diferentes, incluido el cáncer. Varios experimentos en cultivos de células animales modelo han demostrado que la vitamina C puede destruir algunas células tumorales (células degeneradas de cultivos de células modelo) [38] [39] . Sin embargo, tal efecto no se ha encontrado en organismos humanos vivos: las meta-revisiones sistemáticas de estudios clínicos con cientos de miles de pacientes demuestran que la ingesta de vitamina C y otros suplementos antioxidantes no afecta la mortalidad por cáncer o reduce la esperanza de vida de pacientes: para todos los tipos de tumores del sistema digestivo, el ácido ascórbico no afecta el desarrollo del tumor y no mejora la supervivencia del paciente (y muchos otros antioxidantes, por el contrario, aumentan el riesgo de muerte) [ 40] [41] [42] .

Pauling como persona

Pauling vivió una vida larga y productiva. Como científico, a través de sus escritos y su influencia personal, influyó en varias generaciones de químicos y biólogos. Como activista político, desafió a la comunidad política y militar de los Estados Unidos y los ayudó a cambiar. Como defensor de la salud, cautivó a la comunidad médica y convenció a millones de personas para que comieran vitaminas adicionales. El químico de cristal británico Jack Dyunitz [43] habló sobre esto en sus memorias :

Podía ser muy, muy persuasivo. Sus conferencias eran encantadoras y tenía un estilo literario característicamente sencillo. … ¿Ambicioso? ¿Egoísta? Indudablemente. Sin estos rasgos, no habría podido lograr lo que hizo. Pero él, con un brillo alegre en los ojos, era muy encantador tanto en sociedad como en reuniones privadas.

Texto original  (inglés)[ mostrarocultar] Él podría ser muy persuasivo de hecho. Sus conferencias eran fascinantes y tenía un estilo literario característicamente simple y directo. … ¿Ambicioso? ¿Egocéntrico? Indudablemente. Sin estos rasgos, no habría podido lograr tanto como lo hizo. Pero a menudo tenía un brillo alegre en los ojos y podía ser muy encantador, tanto como personalidad pública como en privado.

Premios y reconocimientos

Pauling ha recibido los siguientes premios:

Por el activismo político de Pauling, Linus Torvalds recibió su nombre [46] .

Bibliografía

Véase también

Notas

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 biography.com // biography.com - 2014.
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  3. Linus Pauling // Museo Solomon Guggenheim - 1937.
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