探索诺贝尔化学奖中的高分子①—-赫尔曼·施陶丁格

从这一期开始，我们将历数在一百多年诺贝尔化学奖中，与高分子有关部分。而提到高分子，有一个人不得不提，那就是----赫尔曼·施陶丁格。

赫尔曼·施陶丁格（Hermann Staudinger），是一位德国著名化学家，也是一位化学教育家。提起施陶丁格，很多人会问施陶丁格成就有哪些呢？赫尔曼·施陶丁格于1922年提出大分子概念，研究并证明其存在。施陶丁格证明，小分子形成长链结构的高聚物是由于化学反应结合而成，而不是简单的物理集聚。他认为，这些线型分子可用不同的方法合成并各有其特性。他还证明了构成网状结构聚合物的条件；他还确定了高聚物的黏度与其分子量之间的关系。这些研究成果对于开发塑料具有重大意义。1953年因此获得了诺贝尔化学奖，聚合物化学的以出现在世人面前并引起了高分子工业的产生。现在我们已认识什么是高分子，并建立了颇具规模的高分子合成工业，生产出五光十色的塑料、美观耐用的合成纤维、性能优异的合成橡胶，致使高分子合成材料与金属材料、无机非金属材料并列构成材料世界的三大支柱。但在过去漫长的岁月中，人们虽然天天与天然高分子物质打交道，对它们的本性却一无所知。可以说是一个人影响了整个世界，面对这一辉煌成就，我们不能不缅怀高分子科学的奠基人、德国化学家施陶丁格。

赫尔曼·施陶丁格出生在德国沃尔姆斯，由于父亲在当时已是赫赫有名的哲学家，受到父亲的影响，天资聪慧的他对身边无处不在的植物产生了浓厚的兴趣，他的父亲很快了解到并推荐他学习化学为将来进入植物学打基础。施陶丁格很快展现出他的天赋，1903年撰写了《不饱和化合物丙二酸脂》的论文，获得了博士学位。随后施陶丁格被聘任为卡尔斯鲁厄大学工业大学副教授，又转入楚利希联邦大学任教了14年。在此期间，他逐渐熟悉有机化学的各个领域和理论。

1922年施陶丁格提出了大分子理论，动摇了当时的传统胶体理论并随之与胶体论者展开了激烈的辩论。胶体论者坚持认为，天然橡胶是通过部分价键缔合起来的，这种缔合归结于异戊二烯的不饱和状态。他们自信地预言：橡胶加氢将会破坏这种缔合，得到的产物将是一种低沸点的低分子烷烃，针列这一点，施陶丁格研究了天然橡胶的加氢过程，结果得到的是加氢橡胶而不是低分子烷烃，而且加氢橡胶在性质上与天然橡胶几乎没有什么区别。结论增强了他关于天然橡胶是由长链大分子构成的信念。随后他又将研究成果推广到多聚甲醛和聚苯乙烯，指出它们的结构同样是由共价键结合形成的长链大分子。参加讨论的科学家都是严谨认真，并尊重客观事实的，双方论战者都投入了谨密的研究，后来证明大分子理论的存在，施陶丁格的支持者队伍逐渐壮大并取得大家的公认。原先的两位主要反对者在随后公开自己的错误，并帮助施陶丁格完善和发展这个理论。在1932年，施陶丁格发表了划时代的巨著《高分子有机化合物》，1953年获得诺贝尔化学奖。