保罗·弗洛里

人物介绍

1910年6月19日出生于美国伊利诺斯州斯特林市一个牧师家庭。起初在印第安那州曼彻斯特工学院学习，毕业后进入俄亥俄州立大学攻读研究生，着重研究氮氧化合物的光化学和光谱学，1934年获得哲学博士学位。随后即应聘到威尔明顿杜邦公司实验所从事合成纤维，合成橡胶及其他聚合物质研究工作。不久又调到辛辛那提大学作化学教师，1940-1943年在伊丽莎白及橡胶公司任基础研究室主任。同时进行化学基础理论研究。1948年成为康奈尔大学化学教授。1957年任梅隆化学研究所所长。1961年转到加利福尼亚州斯坦福大学担任化学教授。弗洛里对中国人民持友好态度，中美建交以来，他曾两度率领代表团来我国进行访问，并进行学术交流活动，为增进中美两国人民的友谊做出了贡献。他曾获得国内外多所大学的荣誉学位。美国化工学会还曾授给他珀金奖章。

保罗·弗洛里1927年从伊利诺伊州的一所高中毕业后，于1931年获得曼彻斯特大学(印第安纳州)的学士学位，于1934年获得俄亥俄州立大学的博士学位。他第一份工作在杜邦，和华莱士·卡罗瑟斯进行合作。

1961年，弗洛里在斯坦福大学获得教授职位，1966年成为Jackson-Wood教授，1975年退休。1974年荣获诺贝尔化学奖。退休后弗洛里仍然活跃了一段时间，为IBM担任了若干年的顾问。弗洛里与他的妻子Emily Catherine Tabor有三个孩子，Susan、Melinda和John。1985年，弗洛里因心脏病发作，在加利福尼亚州去世。

学术研究

高分子科学

弗洛里在高分子科学中最早的工作，是研究聚合物动力学。在缩聚反应中，弗洛里质疑了末端基团反应活性随链增长而降低的设想，通过论证反应活性与高分子尺寸无关，他成功证明了链数量随尺寸增加而成倍减少这一结论。在加聚反应中，他引入了链转移这个重要概念，改进了动力学方程，使高分子尺寸分布更易被理解。

1938年合作伙伴卡罗瑟斯自杀死后，弗洛里前往辛辛纳提大学的基础科学研究实验室工作。工作期间，他为多官能团化合物的聚合反应以及聚合物交联网络（凝胶）建立了数学理论。

1940年，弗洛里加入了标准石油在新泽西州林登的的实验室，为高分子混合物建立了统计理论。1943年他又加入了固特异的实验室，研究高分子基础理论。1948年，康奈尔大学当时的化学系主任彼得·德拜邀请弗洛里举办一年一度的贝克讲座。同年秋天，弗洛里受聘于康奈尔大学，他把他的讲座内容进行了加工和提炼，最终形成了他的代表作，《高分子化学原理》，1953年由康奈尔大学出版社出版。这本著作很快成为高分子领域的必备参考书之一，直至今日还在被广泛使用。

弗洛里还把排除体积的概念（最早由维尔纳·库恩创造）引入高分子科学。排除体积理论指出，一个长链分子的一部分无法占据已被该分子另一部分占据的体积，由此，溶液中的高分子链末端之间的平均距离比不计排除体积的情况更远。排除体积概念的引入，是高分子物理理论的重要飞跃，这一概念在分析溶液中长链分子的行为时非常有用，有效解释了当时若干与先前理论不符的实验结果。排除体积理论导致了θ条件（或称θ状态）的产生，θ条件是指能够消除排除体积效应的实验条件。在θ条件下，链恢复理想链的特征——因排除体积引起的长程作用被消除，使实验者可以更容易地测量短程特性，比如几何特征、键旋转势、邻近基团的空间位阻效应等。弗洛里准确地指出，在θ条件下，排除体积的影响被消除，高分子熔融物的链尺寸与计算得出的理想溶液中的链尺寸相同。

弗洛里在高分子物理领域建立了众多的理论和数学模型，其中有一种方法用来估算高分子链在良溶剂中的尺寸，即Flory–Huggins溶液理论，还有Flory指数，用来描述高分子在溶液中的运动。

Flory-Huggins溶液理论

Flory-Huggins溶液理论是一种高分子溶液热力学的数学模型，应用了混合熵的一般表达式并考虑了高分子尺寸的差异性。最终结果，可以写成一个吉布斯自由能的方程。吉布斯自由能的通常表达式
Flory和Huggins推导出的结果为：
其中，指溶剂的物质的量，指溶剂的体积分数，和分别指高分子溶质的物质的量和体积分数，这一因子用来计算溶质与溶剂分散过程中的能量变化。

弗洛里在物理化学领域的研究不论在理论和实验方面都取得了极为可观的成就，特别在大分子的研究上卓有成效，从而对塑料等工业的发展做出了突出贡献。他的科学研究大体可分为三个阶段。第一阶段是康奈尔大学工作以前的时期，他着重进行高聚物的研究。他通过实验发现聚合物增长链末端的活性只与它的局部结构有关，而与链的长度即分子的大小无关，进而用统计学方法推导出一种高聚物的分子量分布的简明数学表达式，被称为“弗洛里分布”。他还推导出表明高分子溶液混合熵的著名公式；第二阶段是在康奈尔大学和梅隆研究所工作期间，他把研究重点转移到对纤维蛋白质弹性理论的研究方面，也做出了显著成果；第三阶段是到斯坦福大学任教以后，他进一步深入研究高聚物长链分子的构象与性能的关系。他用图绘出大分子的结构，为现代塑料工业奠定了基础。他的这些研究成果，不仅对高分子物理化学的发展起了巨大的推动作用，为研制新的聚合物开辟了道路，而且这些研究成果，已被广泛应用于塑料、涂料、合成纤维及其纺织品、橡胶及动力轮胎、化学胶片等工业生产部门，从而促进了日用化学工业的发展。同时由于他对生物大分子特性的分析，从而对生物学的研究和发展也做出了相应的贡献。