Linus Pauling

Linus Carl Pauling (Portland, Oregon, 28 februari 1901 – Big Sur, Californië, 19 augustus 1994) was een Amerikaans scheikundige. Hij was onder andere biochemicus en fysisch chemicus, die zich onder andere verdienstelijk heeft gemaakt bij de opheldering van de structuur van ingewikkelde verbindingen, zoals van eiwitten. Pauling is de enige wetenschapper die twee ongedeelde Nobelprijzen heeft gewonnen. Hij ontving in 1954 de Nobelprijs voor Scheikunde voor zijn  onderzoek naar de aard van de chemische binding. In 1962 ontving hij de Nobelprijs voor de Vrede in verband met zijn strijd tegen bovengrondse atoomproeven.

Levensloop

Jeugd en opleiding 
Pauling was de enige zoon van Herman William Pauling (apotheker) en Lucy Isabelle Darling, die daarnaast nog twee dochters hadden. In 1910 overleed Paulings vader aan maagkanker. Op twaalfjarige leeftijd begon hij met chemische experimenten in het huis waar hij met zijn moeder woonde, in het dorp Condon, in die tijd las hij vele boeken over mineralogie, chemie en natuurkunde. Zonder diploma verliet Pauling de middelbare school. Toch lukte het hem om tot het Oregon Agricultural College (nu Oregon State University) te worden toegelaten om voor chemisch ingenieur te studeren. Nadat hij daar in 1922 klaar was ging hij verder studeren aan het California Institute of Technology (Caltech), waar hij sterk beïnvloed werd door Arthur A. Noyes, Richard C. Tolman en Roscoe G. Dickinson.

Eerste aanstellingen 
In 1925 studeerde hij summa cum laude af in de chemie aan het Caltech. Een Guggenheim beurs stelde Pauling in staat om zich in 1926 gedurende anderhalf jaar in Europa te verdiepen in de kwantummechanica. Hij studeerde aan het Institute of Theoretical Physics van de Universität München onder leiding van Arnold Sommerfeld, een maand aan het Niels Bohr-instituut evenals een aantal maanden in Zürich onder Erwin Schrödinger. Als enige chemicus tussen de theoretische natuurkundigen, gebruikte Pauling de kwantummechanica (die toen volop in ontwikkeling was) om vraagstukken over chemische verbindingen op te lossen. In 1927 keerde hij terug naar Caltech, waar hij assistent professor theoretische chemie werd. Van 1929 tot 1934 gaf hij les aan de Universiteit van Californië - Berkeley.

Onderzoek aan chemische binding 
In zijn eerste jaren aan Caltech werkte Pauling verder aan zijn kwantummechanische theorie over de chemische binding. Daarin was een belangrijke rol weggelegd voor resonantie, het fenomeen waarbij een molecuul fluctueert tussen twee verschillende toestanden (resonantiestructuren) en aanleiding geeft tot een nieuwe, intermediaire toestand (resonantiehybride). Pauling ontving in 1931 de Langmuirprijs voor de meest veelbelovende onderzoeker op het gebied van de chemie in de Verenigde Staten. In datzelfde jaar werd hij hoogleraar aan Caltech.

Vanaf het begin van de jaren dertig verschoof de focus van Pauling naar organische chemie. Hij was de eerste die de reversibele binding van zuurstof aan ijzer in het hemoglobinemolecuul wist te verklaren. Zijn onderzoek naar hemoglobine leidde tot een bredere interesse in eiwitten. Samen met Alfred Mirsky publiceerde hij een theorie over de driedimensionale structuur van eiwitten. Het verlies van deze specifieke configuratie van eiwitten (denatureren) biedt onder meer een verklaring voor het hard worden van eiwit bij het koken van een ei.  Tijdens een bezoek in 1936 aan het Rockefeller Instituut voor medisch onderzoek in New York ontmoette Pauling Karl Landsteiner, de ontdekker van bloedgroepen, waarna hij zich verdiepte in de immunologie en ideeën ontwikkelde op het gebied van Moleculaire herkenning (moleculaire complementariteit) en biologische specificiteit. Hij schreef belangrijke publicaties op het gebied van de vorming en structuur van antilichamen, onder meer in een standaardwerk van Landsteiner op dat gebied.

In 1939 verscheen van Paulings hand een van de meest invloedrijke wetenschappelijke boeken ooit geschreven: "The nature of the chemical bond and the structure of molecules and crystals".

Tweede Wereldoorlog 
Tijdens de Tweede Wereldoorlog weigerde Pauling mee te werken aan het Manhattanproject. In plaats daarvan leidde hij de ontwikkeling van andere militaire technologie, zoals pantserdoorborende granaten en een nieuw soort explosieven. Ook hield hij zich bezig met het vinden van een synthetisch substituut voor bloedserum. In 1948 werd Pauling door president Truman onderscheiden met de Presidential Medal for Merit vanwege zijn oorlogsverdiensten.

Onderzoek aan hemoglobine 
Aan het einde van de Tweede Wereldoorlog stelde Pauling een moleculaire theorie over sikkelcelanemie op. Hij veronderstelde dat een abnormale structuur van het hemoglobinemolecuul ten grondslag lag aan deze ziekte, in 1949 toonde hij aan dat dit daadwerkelijk ook het geval was. De publicatie, in het vaktijdschrift Science, introduceerde het concept van moleculaire ziekten en wordt gezien als het begin van de moleculaire geneeskunde. Voor Pauling was dit ook de basis van zijn werk op het gebied van de orthomoleculaire geneeskunde.

In 1947 publiceerde Pauling een veel geciteerd artikel waarin hij de metaalbinding verder verklaarde, tot dan toe had Pauling zich voornamelijk met covalente bindingen beziggehouden.

Vredesactivist 
Na de oorlog keerde Linus Pauling zich tegen kernwapens en de in zijn ogen gevaarlijke kernproeven die de vijf grootmachten na de Tweede Wereldoorlog meer dan twee decennia lang in de atmosfeer en onder water uitvoerden. Tijdens de periode van anticommunistische verdachtmakingen in de Verenigde Staten (Mccarthyisme) werd Pauling fel aangevallen om zijn opvattingen. Hij werd tot communist bestempeld, wat onder meer inhield dat zijn onderzoeksgeld werd gestopt. Ook zijn paspoort werd ingetrokken en hij kreeg het nog net op tijd terug om in Zweden, in 1954, de Nobelprijs voor Scheikunde in ontvangst te kunnen nemen. Ondanks zijn bijdragen aan de ontwikkeling van wapensystemen tijdens de Tweede Wereldoorlog, ontwikkelde Pauling zich later tot pacifist en tegenstander van oorlog in alle vormen. Hij noemde het militarisme een van de belangrijkste oorzaken van menselijk lijden. Pauling was ook een tegenstander van de Amerikaanse betrokkenheid bij de Vietnamoorlog en correspondeerde met de Noord-Vietnamese leider Hồ Chí Minh. Dat maakte Pauling verdacht in rechtse kringen. Een proces wegens smaad, door Pauling aangespannen tegen een rechts opinieblad, heeft hij verloren.

In 1958 verscheen zijn boek "No more war" en in datzelfde jaar organiseerde Pauling samen met zijn vrouw Helen een petitie onder wetenschappers, waarbij 11.000 wetenschappers een oproep deden aan de Verenigde Naties om een einde te maken aan kernproeven. Mede als gevolg van de publieke aandacht door Paulings initiatief, stopten de Sovjet-Unie, de Verenigde Staten en Groot-Brittannië in 1958 met alle kernproeven in de atmosfeer.

Onderzoek aan DNA 
Verder deed Pauling mee aan het onderzoek naar het DNA. In januari 1953 stelde hij een drievoudige spiraal voor als DNA-model, waarbij "de helices als in touw om elkaar heen gedraaid zitten". Pauling was in die periode druk met zijn acties tegen kernproeven en kreeg bovendien te maken met het intrekken van onderzoeksgeld en zijn paspoort als gevolg van Mccarthyisme. Mede daarom kon hij onvoldoende meedoen in de race om als eerste de structuur van DNA op te helderen. James Watson kreeg in Engeland de röntgendiffractiefoto's te zien die Rosalind Franklin van DNA had gemaakt en kreeg hierdoor het inzicht dat Paulings triple-helix model verkeerd was. In april 1953 publiceerden Watson en Crick hun dubbelhelix model. Later bleek dit het correcte model te zijn.

Nobelprijzen 
Pauling won in 1954 de Nobelprijs voor Scheikunde wegens "zijn onderzoek naar de aard van de chemische binding en de toepassing daarvan op het ophelderen van de structuur van complexe verbindingen" en in 1962 de Nobelprijs voor de Vrede. Hij is daarmee een van de vier mensen die ooit twee Nobelprijzen hebben gewonnen. De anderen waren Marie Curie, John Bardeen en Frederick Sanger. Pauling was een van twee mensen die Nobelprijzen in twee disciplines won, Marie Curie was de andere, en de enige die ooit twee ongedeelde Nobelprijzen heeft gewonnen.

In 1962 kende het Noorse Nobelprijscomité hem zijn tweede Nobelprijs toe voor zijn strijd tegen bovengrondse atoomproeven; de Nobelprijs voor de Vrede. In 1963 werd een internationaal verdrag gesloten dat kernproeven in de atmosfeer, in de ruimte en onder water verbood. Pauling ontving veel van de credits voor het totstandkoming van dat verdrag. De Sovjet-Unie verleende hem in 1966 haar eigen alternatieve nobelprijs, de Internationale Lenin-Vredesprijs.

Vitamines en orthomoleculaire geneeskunde 
Linus Pauling hield zich in zijn latere leven intensief bezig met de werking van vitamines. Hij constateerde dat de meeste vitamines, in tegenstelling tot farmaca, in hoge doseringen vrijwel niet toxisch zijn. Dit leidde mede tot zijn opvatting dat de optimale dosering van vitamines veel hoger ligt dan wat via een normale voeding aan vitamines wordt binnengekregen. Hij onderbouwde met name het gebruik van hoge doses vitamine C dat bescherming kan bieden ter vermindering van of ter voorkoming van een aantal ziektes. Vanaf 1966 nam hij dagelijks 18 gram vitamine C, 300 keer de toen aanbevolen dagelijkse hoeveelheid. Zijn opvattingen over vitamine C kregen een weerslag in de bestseller "Vitamin C and the common cold", dat in 1970 verscheen.

In 1968 introduceerden hij en zijn assistent, Paul Staunton, de orthomoleculaire geneeskunde, mede geïnspireerd door het werk van een groep psychiaters, waaronder Abram Hoffer, die schizofrene patiënten behandelden met hoge doseringen vitamines. De orthomoleculaire geneeskunde probeert ziekten te genezen door ervoor te zorgen dat de verhoudingen van alle in een gezond lichaam voorkomende stoffen bij de zieke ook voorkomen. Dit wordt vaak gedaan door het toedienen van grote doses vitamines. 

In 1973 werd in Menlo Park, in Californië, "The Linus Pauling Institute of Science and Medicine" opgericht. Het instituut had jarenlang te kampen met financiële problemen. Om zijn werk voort te zetten verhuisde dit instituut, nadat Pauling was overleden, in augustus 1996 naar de Oregon State University. Daar kreeg het de naam The Linus Pauling Institute. In 1977 ontving hij de Gouden Lomonosov-medaille van de toenmalige Academie van Wetenschappen van USSR.

Laatste levensjaren 
In 1990 heeft Linus Pauling een belangwekkende video-bijdrage geleverd aan het Congres 'Engineering a Better World with Chemistry in Den Haag. Dit congres, georganiseerd door de TG Congrescommissie van de TU Delft, is sindsdien de referentie voor alle navolgende congressen gebleken.

Tot op hoge leeftijd bleef Pauling zich bezighouden met vraagstukken op het gebied van oorlog en vrede. Zo protesteerde hij in 1991 tegen de dreigende Golfoorlog via een advertentie in The New York Times.

In 1994 stierf Pauling aan prostaatkanker. Voor hem was dit geen aanleiding zijn visie te herzien, integendeel hij beweerde juist dat hoge doseringen vitamine C het begin van zijn kanker met twintig tot vijfentwintig jaar hadden vertraagd.

Bibliografie 
  The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals, 1939. ISBN 0-8014-0333-2
  General Chemistry: An Introduction to Descriptive Chemistry and Modern Chemical Theory, 1947. ISBN 0-486-65622-5
  met . The Architecture of Molecules, 1964.
  met . Introduction to Quantum Mechanics with Applications to Chemistry, 1985. ISBN 0-486-64871-0
  How to Live Longer and Feel Better, 1987. ISBN 0-380-70289-4
  met . Cancer and Vitamin C: A Discussion of the Nature, Causes, Prevention, and Treatment of Cancer With Special Reference to the Value of Vitamin C, 1993. ISBN 0-940159-21-X
  Linus Pauling On Peace - A Scientist Speaks Out on Humanism and World Survival, 1998. ISBN 0-933670-03-6
  met . A Lifelong Quest for Peace: A Dialogue, 2008.

Externe links 
  Linus Pauling – Biographical. NobelPrize.org. Nobel Media AB 2018.
  The Linus Pauling Institute
  Linus Pauling online, Oregon State University
  The Pauling Blog

Amerikaans hoogleraar
Amerikaans scheikundige
Amerikaans biochemicus
Voedingswetenschapper
Fysisch chemicus
Amerikaans pacifist
Amerikaans vredesactivist
Winnaar van de Nobelprijs voor Scheikunde
Winnaar van de Nobelprijs voor de Vrede
Gouden Lomonosov-medaille
20e-eeuws scheikundige