El químico estadounidense Wallace Hume Carothers, nació en Burlington, Iowa, Estados Unidos, el 27 de abril de 1896. Fue un, 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 Estados Unidos, donde se llevó a cabo la mayoría de investigación sobre polímeros. 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 DuPont para trabajar fundamentalmente en desarrollo.
En su juventud, 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, se inscribió en el City Commercial College en Des Moines, donde su padre era el vicepresidente, completando el plan de contabilidad y secretariado en julio de 1915.
En septiembre de 1915, entró en la Universidad de Tarkio, en Misuri. Aunque, al principio, se especializó en inglés, cambió a la química bajo la influencia de Arthur Pardee, jefe de ese departamento. Sobresalió tanto en química, que antes de graduarse fue nombrado profesor de química y estudió e impartió el último curso cuando Pardee se marchó para convertirse en director del departamento de química de la Universidad de Dakota del Sur. Se licenció en Ciencias en Tarkio en 1920, a la edad de 24 años. Posteriormente, cursó un máster en la Universidad de Illinois, que obtuvo en 1921 bajo la dirección del profesor Carl Marvel.
Durante el curso 1921-22, Carothers trabajó un año como profesor de química en la Universidad de Dakota del Sur. Fue aquí donde comenzó su investigación independiente que dio lugar a un artículo aceptado por el Journal of the American Chemical Society. En ese artículo midió las propiedades físicas del fenilisocianato y de la diazobenceno-imida (ahora conocida como fenilazida). Las propiedades presentan valores muy similares, lo que le llevó a la conclusión de que la estructura del segundo compuesto es C6H5-N=N=N, con los tres átomos de nitrógeno formando una cadena lineal en lugar de un anillo, como se pensaba anteriormente.
Volvió a la Universidad de Illinois para estudiar el doctorado con Roger Adams. Se licenció en 1924. Se especializó en química orgánica y se especializó en química física y matemáticas. Trabajó como ayudante de investigación durante 1922-1923 y recibió una beca Carr para 1923-24. Se trataba del premio más prestigioso que se concedía en el mundo académico en aquella época.
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. Esas 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.
Fue durante ese productivo periodo de investigación, en el verano de 1934, antes de la eventual invención del nailon, 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. 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 DuPont 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 ese material si se sumergía una varilla en el polímero fundido y se retiraba. Tras ese 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 esa poliamida como la que desarrollaría comercialmente. Seleccionó al Dr. George Graves para que trabajara con Carothers en el proyecto. Con el tiempo, Graves sustituyó 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
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 4200, 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 esos científicos de alto nivel llegó a conocerse como «Purity Hall».
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. 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. Ese producto fue el primer caucho sintético y se conoce hoy en día como neopreno.
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 4000. 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. Esa 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.
En la tarde del 28 de abril de 1937 se registró en un cuarto de hotel de Filadelfia y se suicidó bebiendo un cóctel de jugo de limón mezclado con cianuro de potasio, sabiendo que la ingestión de cianuro en una solución ácida intensificaría enormemente la rapidez y el efecto del veneno. No se encontró ninguna nota
Referencias
- Wallace Carothers. Wikipedia. https://es.wikipedia.org/wiki/Wallace_Carothers
- Wallace Hume Carothers. Enciclopedia Británica. https://www.britannica.com/biography/Wallace-Hume-Carothers