Wallace Carothers para niños

Datos para niños Wallace Hume Carothers
Información personal
Nacimiento	27 de abril de 1896 Burlington (Estados Unidos)
Fallecimiento	29 de abril de 1937 Wilmington (Estados Unidos)
Causa de muerte	Veneno
Nacionalidad	estadounidense
Educación
Educado en	Universidad de Illinois
Supervisor doctoral	Roger Adams
Información profesional
Área	química orgánica
Conocido por	Invención del nailon
Empleador	Universidad de Harvard
Miembro de	Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos
Distinciones	National Inventors Hall of Fame

Wallace Hume Carothers (27 de abril de 1896 – 29 de abril de 1937) fue un químico estadounidense, inventor y líder del departamento de química orgánica de DuPont. Se le atribuye la invención del nailon.

Carothers era el líder del grupo en los laboratorios de la estación experimental DuPont, cerca de Wilmington, Delaware EE.UU., donde se llevó a cabo la mayoría de investigación sobre polímeros. Carothers fue un químico orgánico que además de ser el primero en desarrollar el nailon, también ayudó a sentar las bases para el desarrollo del Neopreno. Después de recibir su doctorado, fue profesor en diversas universidades antes de ser contratado por la DuPont para trabajar fundamentalmente en desarrollo.

Primeros años y educación

Carothers nació el 27 de abril de 1896 en Burlington (Iowa), de Ira a Mary Evalina Carothers. Fue el mayor de cuatro hijos. Tuvo un hermano y dos hermanas: John, Isobel and Mary. En su juventud, Carothers se fascinaba con las herramientas y artilugios mecánicos gastando su dinero y tiempo en muchas horas de experimentación. Asistió a la escuela pública en Des Moines, Iowa, donde fue conocido como un estudiante concienzudo. Después de la graduación, y bajo la presión de sus padres, Carothers se inscribió en colegio de la ciudad capital (City Commercial College en Des Moines), donde su padre era el vicepresidente, completando el plan de contabilidad y secretariado en julio de 1915.

En 1927, DuPont decidió financiar la investigación pura fundamental: la investigación no dirigida deliberadamente contra el desarrollo de un producto para hacer dinero. Carothers viajó a Wilmington, Delaware, para discutir la posibilidad de dirigir la sección de química orgánica en el nuevo laboratorio de la investigación fundamental de DuPont.

Primeros logros

Neopreno

En Dupont, Carothers recibió un puesto en su nuevo programa de investigación fundamental que acababa de establecerse en Wilmington, Delaware, y la empresa le había permitido elegir cualquier investigación de su elección. Eligió la investigación sobre polímeros porque el tema necesitaba una exploración teórica y tenía inmensas implicaciones comerciales. Carothers comenzó a trabajar en la Estación Experimental de DuPont el 6 de febrero de 1928. La síntesis de un polímero con un peso molecular de más de 4.200, la masa lograda por el doctor Emil Fischer, era su objetivo principal..

Para el verano de 1928, Carothers contaba con una pequeña plantilla de químicos de doctorado y dos asesores: El Dr. Roger Adams, su director de tesis, y el Dr. Carl Marvel, su instructor de química orgánica en la Universidad de Illinois. El laboratorio en el que trabajaban estos científicos de alto nivel llegó a conocerse como "Purity Hall". Resulta desalentador que, a mediados de 1929, "Purity Hall" no haya producido un polímero con un peso muy superior a 4.000.

En enero de 1930, el Dr. Elmer K. Bolton se convirtió en director químico adjunto del departamento químico y, por tanto, en el jefe inmediato de Carothers. Bolton quería resultados prácticos en 1930, y su deseo se cumplió. Bolton pidió a Carothers que examinara la química de un polímero de acetileno con el objetivo de crear caucho sintético. En abril de 1930, uno de los colaboradores de Carothers, el Dr. Arnold M. Collins, aisló el cloropreno, un líquido que polimerizaba para producir un material sólido parecido al caucho. Este producto fue el primer caucho sintético y se conoce hoy en día como Neopreno.

Poliésteres

Ese mismo año, el Dr. Julian W. Hill, otro miembro del equipo de Carothers, comenzó a trabajar de nuevo en el intento de producir un poliéster con un peso molecular superior a 4.000. Sus esfuerzos pronto tuvieron un gran éxito cuando produjo un polímero sintético con un peso molecular de unos 12.000. El elevado peso molecular permitía estirar el polímero fundido en forma de hilos de fibra. Así se creó la primera seda sintética, descrita por los químicos como un superpoliéster.

Los poliésteres y las poliamidas son ejemplos de polímeros de condensación formados por polimerización por etapas. Carothers elaboró la teoría de la polimerización por crecimiento escalonado y derivó la ecuación de Carothers que relaciona el grado de polimerización medio con la conversión fraccional (o rendimiento) del monómero en el polímero. Esta ecuación muestra que para un peso molecular alto, se necesita una conversión fraccional muy alta (sólo para los polímeros de crecimiento escalonado).

Hill también produjo una fibra sintética elástica y resistente combinando glicoles y diácidos y calentando a presión reducida, utilizando un alambique molecular para eliminar los últimos restos de agua producidos en la reacción de condensación. Desgraciadamente, la fibra producida no pudo comercializarse porque volvía a ser una masa pegajosa cuando se colocaba en agua caliente. Carothers abandonó su investigación sobre los polímeros durante varios años.

Carrera posterior y depresión

En 1931, Carothers se mudó a una casa en Wilmington, que se conoció como Whiskey Acres, con otros tres científicos de DuPont. No era un recluso, pero su estado de ánimo depresivo le impedía a menudo disfrutar de todas las actividades en las que participaban sus compañeros de piso. En una carta a una amiga íntima, Frances Spencer, decía: "No parece haber mucho que contar sobre mis experiencias fuera de la química. Ahora estoy viviendo en el campo con otros tres solteros, y ellos, que tienen inclinaciones sociales, han salido con sombreros altos y corbatas blancas, mientras que yo, según mi antigua costumbre, me siento hoscamente en casa". Más o menos en esta época, Carothers le mostró a Julian Hill que guardaba una cápsula de cianuro atada a la cadena de su reloj.

En 1932, el acuerdo por el que se contrató a Carothers fue modificado por el doctor Bolton. "Purity Hall" se centraría ahora en "efectuar una relación más estrecha entre los objetivos finales de nuestro trabajo y los intereses de la empresa" Esto significaba que los fondos se desplazaban de la investigación pura a la investigación práctica. Carothers no se veía a sí mismo como un investigador comercial experto. Propuso que el trabajo fundamental se limitara a dos o tres propuestas, que fueran coherentes con los intereses de DuPont.

La vida personal de Carothers durante esta época fue muy ajetreada. Tenía un romance con una mujer casada, Sylvia Moore, que con su marido solicitó el divorcio en 1933. Concomitantemente se preocupaba por los problemas financieros de sus padres y planeaba llevarlos a Wilmington. Sin pensar en las posibles ramificaciones emocionales de este traslado, compró una casa en Arden a unos 10 kilómetros (6,2 mi) de la Estación Experimental y se mudó a ella con sus padres. En ese momento tenía 37 años. La relación con sus padres pronto se volvió tensa. Carothers seguía viendo a Sylvia Moore, que ahora estaba soltera, y sus padres desaprobaban enormemente la relación. Al encontrar la tensión en el hogar demasiado desgastante, sus padres regresaron a Des Moines en la primavera de 1934.

Logros posteriores

Poliamidas

En 1934, Carothers volvió a centrar su atención en las fibras. Ahora el equipo sustituyó los glicoles por diaminas para producir un tipo de polímero llamado poliamida. Estas sustancias eran mucho más estables que los poliésteres formados con los glicoles. La capacidad de las poliamidas para formar dominios cristalinos mediante enlaces de hidrógeno les confiere mayores propiedades mecánicas. Por tanto, podrían producir una seda sintética que fuera práctica para el uso diario. Su investigación dio lugar a la invención de una serie de nuevas poliamidas. El Dr. W. R. Peterson y el Dr. Donald Coffman llevaron a cabo el trabajo de laboratorio para este proyecto. En 1935, el Dr. Gerard Berchet fue asignado a esta investigación sobre las poliamidas.

Fue durante este productivo periodo de investigación, en el verano de 1934, antes de la eventual invención del nylon, cuando Carothers desapareció. No acudió al trabajo y nadie supo dónde estaba. Se le encontró en una pequeña clínica psiquiátrica, la Clínica Pinel, cerca de la famosa Clínica Phipps asociada al Hospital Johns Hopkins de Baltimore. Al parecer, se había deprimido tanto que condujo hasta Baltimore para consultar a un psiquiatra, que lo internó en la clínica.

Nylon

Poco después de su salida de la clínica, Carothers volvió a DuPont. Bolton encargó a Carothers que trabajara en las poliamidas.

El trabajo de Carothers en superpolímeros lineales comenzó como una incursión sin límites en lo desconocido, sin ningún objetivo práctico en mente. Sin embargo, la investigación se centraba en un nuevo campo de la química y Du Pont creía que cualquier nuevo avance químico sería probablemente valioso para la empresa. En el curso de la investigación, Carothers obtuvo unos superpolímeros que se convertían en sólidos viscosos a altas temperaturas, y se observó que se podían hacer filamentos con este material si se sumergía una varilla en el polímero fundido y se retiraba. Tras este descubrimiento, el proyecto se centró en estos filamentos y el resultado fue el "Nylon".

El 28 de febrero de 1935, Gerard Berchet, bajo la dirección de Carothers, produjo media onza de polímero a partir de hexametilendiamina y ácido adípico, creando la poliamida 6-6, la sustancia que llegaría a conocerse como Nylon. Era difícil trabajar con ella debido a su alto punto de fusión, pero Bolton eligió esta poliamida como la que desarrollaría comercialmente. Seleccionó al Dr. George Graves para que trabajara con Carothers en el proyecto. Con el tiempo, Graves suplantó a Carothers como líder del proyecto de la poliamida. Además, decenas de químicos e ingenieros trabajaron en el perfeccionamiento de la poliamida 6-6 para convertirla en un producto comercial viable.

Patentes

• Patente USPTO n.º 1995291 "Alkylene Carbonate and Process of Making It", filed November 1929, issued March 1935
• Patente USPTO n.º 2012267 "Alkylene Ester of Polybasic Acids", filed August 1929, issued August 1935
• Patente USPTO n.º 2071250 "Linear Condensation Polymers", filed July 1931, issued February 1937

Véase también

En inglés: Wallace Carothers Facts for Kids