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赫尔曼·施陶丁格(1953年诺贝尔化学奖得主)

来自VeritasWiki 真理百科

赫尔曼·施陶丁格(Hermann Staudinger) 1953年诺贝尔化学奖得主

出生 1881年3月23日,德国弗尔姆斯
逝世 1965年9月8日,西德弗莱堡
国籍 德国
身份 有机化学家、高分子化学奠基人
获奖年份 1953年
奖项类别 诺贝尔化学奖
获奖理由 揭示高分子化合物的链结构本质,开创高分子化学

生平

赫尔曼·施陶丁格1881年3月23日出生于德国弗尔姆斯。他父亲是新康德派哲学家,幼年深受哲学思想熏陶,对新事物保持着敏锐的洞察力。中学时他对植物学兴趣浓厚,毕业后考入哈勒大学学习植物学。一位有识之士向他的父母建议:先让施陶丁格打好化学基础,再进入植物学领域。这一建议被采纳,施陶丁格转入达姆施塔特工业大学改读化学。

1903年,他完成关于不饱和化合物丙二酸酯的毕业论文。随后前往施特拉斯堡,师从著名有机化学家丹尼尔·福尔兰德尔。1907年,他以高活性烯酮的研究完成博士论文,获得博士学位。同年被聘为卡尔斯鲁厄理工学院副教授。1912年,他出任亚琛工业大学化学教授,执教14年。1926年,他应聘至弗莱堡大学,专注研究高分子科学直到晚年。1965年9月8日安然去世,享年84岁。

学术生涯

施陶丁格在高分子化学领域的贡献始于1920年代的一场激烈的学术论战。当时,主流化学界认为橡胶、纤维素、淀粉这类大分子物质不过是小分子通过"胶体缔合"聚集形成的,并非真正的分子化合物。

1920年,施陶丁格发表了划时代的论文《关于聚合反应》(Über Polymerisation),首次提出聚合物是由小分子单体通过共价键连接而成的长链大分子,分子量可达数万甚至数百万。1922年,他进一步提出天然橡胶是由异戊二烯通过共价键连接的长链大分子。

这一观点遭到胶体学派的激烈反对。1924年和1926年,在德国博物学及医学会议和德国化学会的会议上,施陶丁格与反对者展开了面对面的辩论。施陶丁格的实验证明,橡胶加氢后得到加氢橡胶而非低分子烷烃,胶体缔合理论无法解释这一结果。他还在粘度和分子量之间建立了定量关系——施陶丁格方程(Staudinger equation),为测定高分子分子量提供了实验方法。

1926年,瑞典化学家斯维德贝格使用超离心机测量蛋白质分子量,证明高分子的分子量确为几万至几百万。这一结果成为大分子理论的决定性证据。曾激烈反对施陶丁格的马克和迈耶尔于1928年公开承认了错误,并加入了发展大分子理论的阵营。

1932年,施陶丁格总结其理论,出版了《高分子有机化合物》一书,标志着高分子科学的正式诞生。

获奖成就

1953年,施陶丁格被授予诺贝尔化学奖,"以表彰他在高分子化学领域的发现"。此时距他首次提出大分子概念已过去三十余年。施陶丁格的高分子链结构理论彻底改变了对聚合物材料的认知,为现代高分子合成工业奠定了理论基础。

历史贡献

一、建立高分子化学学科。施陶丁格确立了"高分子"(Makromolekül)这一概念,奠定了整个高分子化学的理论基础。

二、促进高分子合成工业的崛起。施陶丁格的理论使合成高分子有了明确方向,塑料、合成纤维、合成橡胶等大量新材料被开发出来,使高分子材料与金属、无机非金属材料并列为材料世界的三大支柱。

三、推动分子生物学的萌芽。施陶丁格在1926年就预言大分子化合物在蛋白质等生物有机物中起重要作用,并将大分子概念引入生物化学。他1947年出版的《大分子化学及生物学》描绘了分子生物学的概貌。

四、创立专业期刊。1947年他创办并主编《高分子化学》(Die Makromolekulare Chemie)杂志,为高分子科学提供学术交流平台。

轶事典故

施陶丁格的学术论战是科学史上最著名的交锋之一。面对胶体论者"根本不可能有大分子"的断言,施陶丁格没有退缩,而是坚持实验验证。有人曾劝他"离开大分子这个概念吧",但他始终坚信自己的理论。

更令人感动的是他的主要反对者马克和迈耶尔在事实面前公开承认错误,并转而帮助施陶丁格完善理论——这是真正的科学精神。施陶丁格的第二任妻子玛格达·福特是一位植物生理学家,他们合作研究生物体内大分子的存在形式,利用电子显微镜证明了生物体内存在大分子。

值得一提的是,施陶丁格儿时志在植物学,命运的转折让他走上了化学之路。当他确立了大分子理论后,又回到了早年心爱的植物学领域,将大分子化学与植物生理学结合起来。

参考文献

[1] Nobel Foundation. Hermann Staudinger – Biographical. Nobel Lectures, Chemistry 1942–1962. [2] Staudinger, H. "Über Polymerisation". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 1920, 53: 1073–1085. [3] Staudinger, H. 《高分子有机化合物》, 1932. [4] 百度百科·赫尔曼·施陶丁格词条.