Su contribución más conocida fue el desarrollo del parámetro de solubilidad de Hildebrand, una magnitud que relaciona la energía de cohesión de una sustancia con su capacidad para mezclarse con otra. Este parámetro permitió formular la conocida regla empírica de que “lo semejante disuelve a lo semejante” sobre una base cuantitativa. Sustancias con valores similares del parámetro de solubilidad tienden a formar mezclas homogéneas, mientras que diferencias grandes dificultan la disolución. Este modelo resultó especialmente útil para predecir la solubilidad de compuestos orgánicos, seleccionar solventes adecuados y comprender el comportamiento de pinturas, polímeros, resinas, combustibles y numerosos materiales industriales. Sus investigaciones también aportaron al estudio de las propiedades termodinámicas de líquidos y mezclas no electrolíticas.
El trabajo de Hildebrand tuvo una influencia duradera en la química física, la ingeniería química, la ciencia de materiales y la industria química. Sus métodos continúan utilizándose como aproximaciones prácticas para seleccionar solventes y diseñar formulaciones químicas. Además de su labor investigadora, fue un reconocido profesor y autor de textos universitarios que contribuyeron a la formación de generaciones de científicos. Recibió numerosas distinciones por sus aportes a la química y permaneció activo académicamente durante una parte importante de su larga vida. Hoy, Joel Henry Hildebrand es recordado como uno de los principales impulsores del estudio moderno de las disoluciones y de las interacciones intermoleculares, cuyos conceptos siguen siendo fundamentales en la química contemporánea.
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