Carothers, Wallace

Wallace Carothers
Wallace HumeCarothers
Fecha de nacimiento 27 de enero (27 de abril ) de 1896( 04/27/1896 )
Lugar de nacimiento Burlington , Iowa , Estados Unidos
Fecha de muerte 29 de abril de 1937 (41 años)( 29 de abril de 1937 )
Un lugar de muerte
País
Esfera científica química de polímeros , química orgánica
Lugar de trabajo dupont
alma mater Tarkio College, Misuri , EE . UU.
consejero científico Carl MarvelRoger Adams
Conocido como inventor del nailon
Premios y premios Premio Kara (1923-1924)
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Wallace Hume Carothers ( nacido  Wallace Hume Carothers ; 27 de abril de 1896 , Burlington , Iowa , EE . UU  . - 29 de abril de 1937 , Wilmington , Delaware , EE. UU.) es un químico estadounidense , inventor y químico orgánico líder en DuPont . Abrió un camino para obtener un material polimérico - nylon [1] .

Wallace Carothers dirigía el Laboratorio Experimental DuPont cerca de Wilmington , Delaware . La mayor parte de la investigación científica sobre polímeros se realizó allí [2] . Carothers fue un brillante químico orgánico que, además de sintetizar el nailon , también contribuyó al desarrollo de un proceso para fabricar neopreno .

Miembro de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (1936) [3] .

Juventud y educación

Wallace Carothers nació el 27 de abril de 1896 en Burlington , Iowa . Sus antepasados ​​paternos eran de ascendencia escocesa y vivían en Pensilvania . Eran agricultores y artesanos. Su padre, Ira Hume Carothers, nació en una granja en Illinois en 1869 y se graduó de la escuela pública a la edad de 19 años. Más tarde pasó al campo de la educación empresarial y durante cuarenta y cinco años fue instructor y vicepresidente en Capital Business College en Des Moines , Iowa. Wallace Hume Carothers fue el primer científico de la familia. Por parte de su madre, los antepasados ​​de Wallace eran de ascendencia escocesa-irlandesa, y también eran, en su mayor parte, agricultores y artesanos . Eran grandes amantes de la música, esto puede explicar el interés por la música que mostró W. Carothers. Su madre, Maria Evalina McMullin de Burlington , Iowa , fue una fuerte influencia para Carothers durante su infancia. Wallace era el hijo mayor de la familia, tenía un hermano, John, y dos hermanas, Isabelle y Mary. Su hermana Isabelle, que actuó como parte del trío Clara, Lou y Em (bajo el seudónimo de Lou), fue especialmente cercana a él. Su muerte en enero de 1936 fue un golpe tan grande para Wallace que no pudo aceptar esta pérdida por el resto de su vida.

Después de dejar la escuela en septiembre de 1915, Wallace ingresó en Tarkio College en Missouri . Inicialmente, tenía la intención de estudiar inglés, pero luego se transfirió al Departamento de Química bajo la influencia de su decano, Arthur Purdy [4] . Carothers se destacó tanto en química que comenzó a enseñar química antes de graduarse. Y cuando Purdy dejó la universidad (fue invitado al puesto de decano del departamento de química de la Universidad de Dakota del Sur ), Carothers tuvo que impartir clases de química de pregrado [5] . Wallace se graduó de Tarkio en 1920 a la edad de 24 años con una licenciatura . Luego ingresó a la Universidad de Illinois para obtener una maestría , que obtuvo en 1921 bajo la dirección del profesor Carl Marvel [6] .

En 1921-1922 académico. Carothers enseñó química en la Universidad de Dakota del Sur. Fue aquí donde comenzó su investigación independiente, que resultó en la publicación de un artículo en el Journal of the American Chemical Society .

Más tarde regresó a la Universidad de Illinois para su doctorado con Roger Adams . Se especializó en química orgánica y en parte en química física y matemáticas. En 1924, Carothers recibió su doctorado por su disertación sobre "La reducción catalítica de aldehídos en óxido de platino ("negro de platino") y el estudio de la influencia de activadores e inhibidores de este catalizador en la reducción de varios compuestos" en 1924. En 1922-1923 trabajó como asistente de investigación y en 1923-1924 recibió el Premio Kara; En ese momento, era el premio más prestigioso de esta universidad.

Carrera

Después de recibir su doctorado, el científico enseñó química orgánica en la Universidad de Illinois durante dos años, y en 1926 pasó a ocupar el mismo puesto en la Universidad de Harvard. James B. Conant, presidente de Harvard en 1933, dijo de él:

“La investigación del Dr. Carothers se caracteriza por un alto grado de originalidad, que se ha conservado a lo largo de su obra posterior. Nunca fue un seguidor del camino trillado y no buscó aceptar enfoques establecidos para explicar ciertas reacciones orgánicas. Sus primeros conocimientos sobre la reacción de polimerización y la estructura de los compuestos macromoleculares se originaron mientras trabajaba en Harvard. [7]

En 1927, la dirección de DuPont decidió iniciar una investigación fundamental, puramente científica, no dirigida específicamente al desarrollo de negocios y la producción de nuevos productos comerciales. Carothers fue invitado a Wilmington , Delaware, para ser nombrado jefe del departamento de química orgánica en un nuevo laboratorio en DuPont [8] . En 1929 fue elegido editor en jefe adjunto de la revista de la American Chemical Society (ASC - American Chemical Society), en 1930 el científico se convirtió en editor de la sección de Síntesis Orgánica.

Empleos en DuPont

La decisión de dejar la academia fue difícil para Carothers. Al principio, rechazó una oferta para trabajar en DuPont, explicando que "sufro de trastornos mentales, que pueden ser un problema mucho más grave cuando se trabaja en una empresa que en la investigación". [9] A pesar de esta confesión, el empleado de DuPont, Hamilton Bradshaw, fue a Harvard para convencer a Wallace de que cambiara de opinión. El salario que le ofrecieron fue de 500 dólares al mes frente a los 267 dólares de la Universidad de Harvard.

Más tarde, en una carta a su compañero de universidad Wilcoe Machetanz (compañero de cuarto en Tarkio), Carothers escribió sobre el empeoramiento de sus experiencias depresivas:

“Incluso ahora, considerando todas las ventajas que se me ofrecen por pura generosidad o buena voluntad, me encuentro incapaz de hacer incluso algunas cosas triviales, como resolver problemas cotidianos simples y relaciones humanas. Aparentemente, esto se debe a la estupidez, al miedo, al egoísmo, a la indiferencia y a la falta total de sentimientos. [diez]

Neopreno

Carothers comenzó a trabajar en el laboratorio de DuPont el 6 de febrero de 1928. Su objetivo principal era la síntesis de polímeros de más de 4200 pesos moleculares , lo que fue logrado por Emil Fischer .

Para el verano de 1928, Carothers ya contaba con una pequeña plantilla de científicos investigadores. Eran químicos doctorales y dos de sus asesores: Roger Adams y Karl Marvel, sus asesores de posgrado y postdoctorado de la Universidad de Illinois. El laboratorio donde trabajaban estos destacados científicos se conoció como Puruty Hall. Sin embargo, no fue hasta mediados de 1929 que el Salón de la Ciencia Pura no logró crear un polímero que pesara significativamente más de 4000, como se planeó originalmente.

En enero de 1930, el Dr. Elmer C. Bolton se convirtió en subdirector del departamento de química de la empresa y, en consecuencia, en el supervisor inmediato de Carothers. Bolton expresó el deseo de obtener resultados prácticos en el próximo año 1930, y se llevó a cabo. Dirigió a Carothers a estudiar las propiedades de los polímeros de acetileno para crear caucho sintético. En abril de 1930, uno de los empleados de Carothers, el Dr. Arnold M. Collins, recibió cloropreno  , un líquido que se polimeriza para formar un material sólido similar al caucho . Este producto fue uno de los primeros cauchos sintéticos y hoy se conoce como neopreno .

Poliésteres

En el mismo año, el Dr. Julian Hill, otro miembro del equipo de Carothers, volvió a intentar obtener un poliéster con un peso molecular de más de 4000. Sus esfuerzos pronto se vieron coronados por el éxito: se creó un polímero sintético con un peso molecular de alrededor de 12 000. El alto peso molecular permitió que el polímero se derritiera y se estirara en fibras delgadas. Así, se creó la primera seda sintética, llamada " poliéster " por los químicos.

La síntesis de poliésteres y poliamidas es un ejemplo de policondensación , en la que se produce un aumento gradual de la longitud de la macromolécula. Carothers desarrolló teorías de policondensación y derivó una ecuación que relaciona el grado promedio de polimerización y el grado de conversión ("conversión") de un monómero en un polímero. Esta ecuación muestra que se requiere un alto grado de conversión para obtener polímeros de alto peso molecular (esto se aplica solo a las reacciones de policondensación).

Hill creó otra fibra sintética resistente y duradera mediante la copolimerización de glicoles y ácidos a presión reducida. Este producto no estaba destinado a volverse comercial: colocado en agua tibia, el polímero nuevamente se convirtió en una masa pegajosa. Carothers abandonó la investigación de polímeros durante varios años.

En 1932, el Dr. Bolton modificó el acuerdo en virtud del cual DuPont contrató a Carothers. El "Salón de la Ciencia Pura" debe centrarse ahora en "realizar trabajos más relacionados con los intereses de la empresa" [11] . Esto significó que los fondos fueron redirigidos de la investigación básica a la investigación comercial. Carothers nunca se vio a sí mismo como un investigador comercial. Sugirió que todo el trabajo de investigación se limitaría a dos o tres propuestas de acuerdo con los intereses de DuPont.

Poliamidas

En 1934, Carothers volvió a las fibras. El equipo ahora ha investigado la copolimerización de aminas sustituidas con glicoles para producir un polímero llamado poliamida . Estas sustancias eran más estables que los poliésteres elaborados con glicoles. La tendencia de las poliamidas a aumentar la cristalinidad debido a los enlaces de hidrógeno da como resultado propiedades mecánicas útiles. Por lo tanto, pueden usarse para producir seda artificial, conveniente para el uso diario. Su investigación condujo a la invención de varias poliamidas nuevas. El trabajo de laboratorio en este proyecto fue realizado por los Drs. Peterson y Coffman. Posteriormente, se designó al Dr. Gerard Berchet para realizar una investigación sobre este tema.

Fue durante este fructífero período de investigación, en el verano de 1934, acercándose a la invención del nailon, que Carothers desapareció repentinamente. Simplemente no se presentó a trabajar y nadie sabía dónde estaba. Lo encontraron en una pequeña clínica psiquiátrica. Pinel, cerca de la famosa Clínica Phipps, afiliada al Hospital Johns Hopkins en Baltimore. Aparentemente, estaba tan deprimido que fue a Baltimore para una consulta con un psiquiatra, quien lo derivó a una clínica [12] .

nailon

Poco después de salir de la clínica, Carothers volvió a trabajar en DuPont. Bolton lo asignó para trabajar en poliamidas.

El trabajo del científico en el campo de los polímeros lineales con un gran peso molecular comenzó como un paso serio hacia un área desconocida, inicialmente sin objetivos prácticos. La empresa creía que la investigación en este nuevo campo de la química y cualquier avance en la ciencia de los polímeros sería valioso para DuPont. Durante su investigación, Wallace produjo algunos polímeros con propiedades interesantes que permanecían altamente viscosos incluso a altas temperaturas. Se ha observado que los filamentos se extraen muy convenientemente de estos polímeros cuando están fundidos. Todo el enfoque del proyecto se centró en el nuevo material y pronto se elaboró ​​un método para producir nailon [13] .

El 28 de febrero de 1935 recibió media onza del polímero, posteriormente denominado poliamida-6,6. Era bastante difícil trabajar con ella debido a su alto punto de fusión, pero Bolton eligió esta poliamida como uno de los materiales comercialmente interesantes. George Grace fue asignado a Carothers en este tema. Finalmente, Grace expulsó a Carothers y se convirtió en líder del proyecto. Además, docenas de químicos e ingenieros han estado trabajando para hacer de la poliamida-6,6 un producto comercial más procesable.

Vida personal, matrimonio y trastornos mentales

En 1931, Carothers se mudó a la casa de Wilmington que luego se conocería como Whiskey Akers con tres colegas de DuPont. No era un recluso, pero su estado de ánimo depresivo a menudo le impedía disfrutar de todos los placeres de la vida, en los que a menudo participaban sus compañeros de habitación. En una carta a un amigo cercano, Francis Spencer, dijo:

“Hay poco que contar sobre mis estudios, además de química. Vivo actualmente con otros tres solteros, y ellos están acostumbrados, según el estatus, a andar con sombreros de copa y corbatas blancas. Y yo, según mi vieja costumbre, me siento tristemente en casa. [catorce]

Por esta época, Carothers le reveló a Julian Hill que siempre llevaba una cápsula de cianuro atada a la cadena de su reloj . Carothers odiaba hablar en público, aunque era necesario para mantener su credibilidad científica. En una carta a Wilco Machetanz en enero de 1932, relata:

“Hablé durante las vacaciones con un informe en una conferencia sobre química orgánica. Mi discurso fue bastante bien recibido por la audiencia. Sin embargo, la anticipación de esta actuación me quitó varias semanas antes de ella, y tuve que recurrir a cantidades significativas de alcohol para calmar mis nervios... Mi nerviosismo, mal humor e inestabilidad mental aumentan con el tiempo, y ya no bebo. el efecto deseado. El futuro año 1932 ya se ve profundamente negro a mis ojos” [16] .

La vida de un científico en ese momento estaba muy agitada. Tuvo una aventura con una mujer casada, Sylvia Moura, quien luego solicitó el divorcio de su esposo en 1933. Al mismo tiempo, estaba preocupado por los problemas financieros de sus padres y planeó mudarlos a Wilmington. Sin pensar en las posibles consecuencias emocionales de esta mudanza, compró una casa en Arden a unas diez millas (16 km) de su lugar de trabajo y se mudó a ella con sus padres. Entonces tenía 37 años. Las relaciones con sus padres pronto se volvieron tensas. Carothers todavía salía con Sylvia Moura, ahora soltera, pero sus padres desaprobaban rotundamente la relación. La familia finalmente se cansó de los constantes desacuerdos y en la primavera de 1934 sus padres regresaron a Des Moines.

Pasaron varios años, y el 21 de febrero de 1936, Carothers se casó con Helen Suitman, con quien había estado saliendo durante dos años en ese momento. Ella era de la familia del contador Willard Suitman. Helen trabajó para DuPont como preparadora de patentes y tenía una licenciatura en química.

Poco después, el 30 de abril de 1936, Carothers fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias , cuya membresía era muy honoraria. Carothers fue, de hecho, el primer químico orgánico industrial en recibir este honor. Sin embargo, en junio de 1936, a pesar del reconocimiento general de su contribución a la ciencia, Carothers todavía no podía librarse de los episodios de melancolía que interferían con su trabajo. A principios de junio, fue admitido en la sucursal de Filadelfia del Hospital de Pensilvania, un prestigioso hospital psiquiátrico, donde el Dr. Kenneth Appel era su psiquiatra. Un mes después, recibió permiso para dejar el instituto para hacer una caminata de dos semanas en los Alpes tiroleses con amigos. Estos incluyeron a Roger Adams y John Fleck . Pronto los amigos se fueron, y él se quedó en las montañas, solo, sin contacto con nadie, ni siquiera con su esposa. Luego, el 14 de septiembre, se presentó en su lugar de trabajo en el laboratorio de DuPont. Desde entonces, no se esperaba que el científico hiciera ningún progreso real en el trabajo científico, solo tenía que visitar periódicamente el laboratorio. Volvió a vivir en Whiskey Akers, a pedido de su esposa, quien no se sentía lo suficientemente fuerte emocionalmente para lidiar con sus problemas psicológicos.

El 8 de enero de 1937, la hermana del científico, Isabelle, murió de neumonía . Wallace y Helen Carothers viajaron a Chicago para la despedida y luego a Des Moines para su entierro. El científico aún viajó a Filadelfia para visitar a su psiquiatra, el Dr. Appel. Este último le dijo a un amigo de Carothers que pensaba que el suicidio era el resultado más probable del caso Wallace.

El 28 de abril de 1937, Carothers estaba trabajando en el laboratorio. Al día siguiente, se suicidó alquilando una habitación de hotel en Filadelfia e ingiriendo cianuro de potasio disuelto en jugo de limón, sabiendo que la ingestión de cianuro en una solución ácida activaría en gran medida la velocidad y el efecto del veneno. No se encontró la nota [17] . El 27 de noviembre de 1937, siete meses después de este incidente, nació su hija, llamada Jane.

Patentes

Notas

  1. ↑ Hermes, Mateo. Suficiente para una vida, Wallace Carothers, el inventor del nailon , Chemical Heritage Foundation, 1996, ISBN 0-8412-3331-4 .
  2. ↑ Roberts, R.M. (1989) Serendipity: descubrimientos accidentales en la ciencia , John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-60203-5
  3. ↑ Wallace H. Carothers Archivado el 13 de octubre de 2018 en Wayback Machine .  
  4. ↑ D. L. Fishel, reminiscencia personal de A. Pardee (1959).
  5. ↑ Zumdahl, Susan y Steven. Química. Nueva York, NY: Houghton Mifflin Company, 2007.
  6. ↑ DL Fishel, conversaciones personales con C. Marvel y A. Pardee (1959).
  7. ↑ Adams, Roger (1940) Una biografía , en High Polymers: A Series of Monographs on the Chemistry, Physics and Technology of High Polymeric Substances Vol.1 Documentos recopilados de WH Carothers sobre High Polymeric Substances , Nueva York, NY: Interscience Publishers, Cía XVIII
  8. ↑ Smith . Wallace H. Carothers y Fundamental Research en Du Pont., págs. 436–442.
  9. ↑ Hermes, Suficiente para una vida p.83.
  10. ↑ Hermes, Suficiente para una vida p.86.
  11. ↑ Hermes suficiente para una vida p.157
  12. ↑ Hermes suficiente para una vida p.197
  13. ↑ Nelson, Richard R. The Economics of Invention: A Survey of Literature  (sin especificar)  // The Journal of Business, ,. - Chicago: The University of Chicago Press, 1959. - Abril ( vol. 32 , no. 2 ). - S. 101-127 . -doi : 10.1086/ 294247 .
  14. ↑ Hermes, Suficiente para una vida p.140
  15. ↑ Hermes, Suficiente para una vida p.135
  16. ↑ Hermes, Suficiente para una vida p.144
  17. ↑ Hermes Enough for One Lifetime p.291, que cita el Wilmington Morning News y el New York Times del 30 de abril de 1937

Literatura

Enlaces

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Genealogía y necrópolis