本世紀初，企業(yè)界搞基礎(chǔ)科學(xué)研究還被認為是一種不可思議的事情。1926年美國最大的工業(yè)公司－杜邦公司的的董事斯蒂恩（Charles M. A. Stine，l882～1954)出于對基礎(chǔ)科學(xué)的興趣，建議該公司開展有關(guān)發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)事實的基礎(chǔ)研究。1927年該公司決定每年支付25萬美元作為研究費用，并開始聘請化學(xué)研究人員，到1928年杜邦公司在特拉華州威爾明頓的總部所在地成立了基礎(chǔ)化學(xué)研究所，年僅32歲的卡羅瑟斯（Wallace H. Carothers,1896～1937)博士受聘擔(dān)任該所有機化學(xué)部的負責(zé)人。
卡羅瑟斯1896年4月27出生于美國洛瓦的伯靈頓。他開始受教育的是在得梅因公立學(xué)校，1914年從北方中學(xué)畢業(yè)。卡羅瑟斯的父親在得梅因商學(xué)院任教，后來擔(dān)任過該院的副院長。受他父親的影響卡羅瑟斯18歲時進入該院學(xué)習(xí)會計，他對這一專業(yè)并不感興趣，倒是很喜歡化學(xué)等自然科學(xué)，因此，一年以后轉(zhuǎn)入一所規(guī)模較小的學(xué)院學(xué)習(xí)化學(xué)。1920年獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位。1921年在 伊利諾伊大學(xué)取得碩士學(xué)位，后來在南邊柯他大學(xué)任教，講授分析化學(xué)和物理化學(xué)。1023年又回到伊利諾伊大學(xué)攻讀有機化學(xué)專業(yè)的哲學(xué)博士學(xué)位。 在導(dǎo)師羅杰·亞當斯(Roger Adams,1889－1971）教授的指導(dǎo)下,完成了關(guān)于鉑黑催化氫化的論文，初步顯露了他的才華，獲得博士學(xué)位后隨即留校工作。1926年到哈佛大學(xué)教授有機化學(xué)。由于卡羅瑟斯性格內(nèi)向，他認為搞科學(xué)研究更能發(fā)揮自己的聰明才智，于是1928年受聘來到了杜邦公司。
卡羅瑟斯來到杜邦公司的時候，正值國際上對德國有機化學(xué)家斯陶丁格(Hermann Staudinger,1881～1965) 提出的高分子理論展開了激烈的爭論，卡羅瑟斯贊揚并支持斯陶丁格的觀點，決心通過實驗來證實這一理論的正確性，因此他把對高分子的探索作為有機化學(xué)部的主要研究方向。一開始卡羅瑟斯選擇了二元醇與二元羧酸的反應(yīng)，想通過這一被人熟知的反應(yīng)來了解有機分子的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)間的關(guān)系。在進行縮聚反應(yīng)的實驗中，得到了分子量約為5000的聚酯分子。為了進一步提高聚合度，卡羅瑟斯改進了高真空蒸餾器并嚴格控制反應(yīng)的配比，使反應(yīng)進行得很完全，在不到兩年的時間里使聚合物的分子量達到10000～20000。
1930年卡羅瑟斯用乙二醇和癸二酸縮合制取聚酯，在實驗中卡羅瑟斯的同事希爾在從反應(yīng)器中取出熔融的聚酯時發(fā)現(xiàn)了一種有趣的現(xiàn)象：這種熔融的聚合物能像棉花糖那樣抽出絲來，而且這種纖維狀的細絲即使冷卻后還能繼續(xù)拉伸，拉伸長度可以達到原來的幾倍，經(jīng)過冷拉伸后纖維的強度和彈性大大增加。這種從未有過的現(xiàn)象使他們預(yù)感到這種特性可能具有重大的應(yīng)用價值，有可能用熔融的聚合物來紡制纖維。他們隨后又對一系列的聚酯化合物進行了深入的研究。由于當時所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物，具有易水解、熔點低（<100℃）、易溶解在有機溶劑中等缺點，卡羅瑟斯因此得出了聚酯不具備制取合成纖維的錯誤結(jié)論，最終放棄了對聚酯的研究。順便指出，就在卡羅瑟斯放棄了這一研究以后，英國的溫費爾德T.R.Whinfield,1901-1966)在汲取這些研究成果的基礎(chǔ)上，改用芳香族羧酸(對苯二甲酸)與二元醇進行縮聚反應(yīng)，1940年合成了聚酯纖維-滌綸，這對卡羅瑟斯不能不說是一件很遺憾的事情。
為了合成出高熔點口高性能的聚合物，卡羅瑟斯和他的同事們將注意力轉(zhuǎn)到二元胺與二元羧酸的縮聚反應(yīng)上，幾年的時間里卡羅瑟斯和他的同事們從二元胺和二元酸的不同聚合反應(yīng)中制備出了多種聚酰胺，然而這此物質(zhì)的性能并不太理想。1935年初卡羅瑟斯決定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺（即聚酰胺510），實驗結(jié)果表明，這種聚酰胺拉制的纖維其強度和彈性超過了蠶絲，而且不易吸水，很難溶，不足之處是熔點較低，所用原料價格很高，還不適宜于商品生產(chǎn)。緊接著卡羅瑟斯又選擇了己二胺和己二酸進行縮聚反應(yīng)，終于在1935年2月28 日合成出聚酰胺66。這種聚合物不溶于普通溶劑，具有263℃的高熔點，由于在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上更接近天然絲，拉制的纖維具有絲的外觀和光澤，其耐磨性和強度超過當時任何一種纖維，而且原料價格也比較便宜，杜邦公司決定進行商品生產(chǎn)開發(fā)。
要將實驗室的成果變成商品、一是要解決原料的工業(yè)來源；二是要進行熔體絲紡過程中的輸送、計量、卷繞等生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備的開發(fā)。生產(chǎn)聚酰胺66所需的原料－己二酸和己二胺當時僅供實驗室作試劑用，必須開發(fā)生產(chǎn)大批量、價格適宜的己二酸和己二胺，杜邦公司選擇豐富的苯酚進行開發(fā)實驗，到1936年在西弗吉尼亞的一家所屬化工廠采用新催化技術(shù)，用廉價的苯酚大量生產(chǎn)出己二酸，隨后又發(fā)明了用己二酸生產(chǎn)己二胺的新工藝．杜邦公司首創(chuàng)了熔體絲紡新技術(shù)，將聚酚胺66加熱融化，經(jīng)過濾后再吸入泵中，通過關(guān)鍵部件（噴絲頭）噴成細絲，噴出的絲絲經(jīng)空氣冷卻后牽伸、定型。1938年7月完成中試，首次生產(chǎn)出聚酰胺纖維．同月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷開始投放市場。10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一種合成纖維正式誕生了，并將聚酚胺66這種合成纖維命名為尼龍（nylon），這個詞后來在英語中變成了聚酰胺類合成纖維的統(tǒng)用商品名稱。杜邦公司從高聚物的基礎(chǔ)研究開始歷時11年，耗投2200萬美元，有230名專家參加了有關(guān)的工作，終于在1939年底實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。遺憾的是尼尤的發(fā)明人卡羅瑟斯沒能看到尼龍的實際應(yīng)用。由于卡羅瑟斯一向精神抑郁，有一個念頭使他無法擺脫，總認為作為一個科學(xué)家自己是一個失敗者，加之1936年他喜愛的孿生姐姐去世，使他的心情更加沉重，這位在聚合物化學(xué)領(lǐng)域作出了杰出貢獻的化學(xué)家，于1937年4月29日在美國費城一家飯店的房間里飲用了摻有氰化鉀的檸檬汁而自殺身亡。為了紀念卡羅瑟斯的功績，1946年杜邦公司將烏米爾特工廠的尼龍研究室改名為卡羅瑟斯研究室。
尼龍的合成奠定了合成纖維工業(yè)的基礎(chǔ)，尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新。用這種纖維織成的尼龍絲襪既透明又比絲襪耐穿，1939年10目24日杜邦在總部所在地公開銷售尼龍絲長襪時引起轟動，被視為珍奇之物爭相搶購，混亂的局面迫使治安機關(guān)出動警察來維持秩序。人們曾用"象蛛絲一樣細，象鋼絲一樣強，象絹絲一樣美"的詞句來贊譽這種纖維。到1940年5月尼龍纖維織品的銷售遍及美國各地。從第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)直到1945年，尼龍工業(yè)被轉(zhuǎn)向制降落傘、飛機輪胎簾子布、軍服等軍工產(chǎn)品。由于尼龍的特性和廣泛的用途，第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展非常迅速，尼龍的各種產(chǎn)品從絲襪、衣著到地毯，漁網(wǎng)等，以難以計數(shù)的方式出現(xiàn)。最初十年間產(chǎn)量增加25倍，1964年占合成纖維的一半以上，至今聚酰胺纖維的產(chǎn)量雖說總產(chǎn)量已不如聚酯纖維多，但仍是三大合成纖維之一。
尼龍的發(fā)明從沒有明確的應(yīng)用目的的基礎(chǔ)研究開始，最終卻導(dǎo)致產(chǎn)生了改變?nèi)藗兩蠲婷驳哪嵊犬a(chǎn)品，成為企業(yè)辦基礎(chǔ)科學(xué)研憲非常成功的典型。它使人們認識到與技術(shù)相比科學(xué)要走在前頭，與生產(chǎn)相比技術(shù)要走在前頭；沒有科學(xué)研究，沒有技術(shù)成果，新產(chǎn)品的開發(fā)是不可能的。此后，企業(yè)從事或資助的基礎(chǔ)科研在世界范圍內(nèi)如雨后春筍般地出現(xiàn)，使基礎(chǔ)科研的成果得以更迅速地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。
尼龍的合成是高分子化學(xué)發(fā)展的一個重要里程碑。杜邦公司開展這項研究以前，國際上對高分子鏈狀結(jié)構(gòu)理論的激烈爭論主要是缺乏明晰的毫無疑義的實驗事實的支持。當時對縮聚反應(yīng)研究得還很少，得到的縮聚物并不完滿?？_瑟斯采用了遠遠超過進行有機合成一般規(guī)程的方法，他在進行高分子縮聚反應(yīng)時，對反應(yīng)物的配比要求很嚴格，相差不超過1%．縮聚反應(yīng)的程度相當徹底，超過99.5%，從而合成出分子量高達兩萬左右的聚合物。卡羅瑟斯的研究表明，聚合物是一種真正的大分子，可以通過已知的有機反應(yīng)獲得，其縮聚反應(yīng)的每個分子都含有個或兩個以上以上的活性基團，這些基團通過共價鍵互相連接，而不是靠一種不確定的力將小分子簡單聚集到一起，從而揭示了縮聚反應(yīng)的規(guī)律?？_瑟斯通過對聚合反應(yīng)的研究把高分子化合物大體上分為兩類：一類是由縮聚反應(yīng)得到的縮合高分子；另一類是由加聚反應(yīng)得到的加成高分子?？_瑟斯的助手弗洛里（Paul J. Flory， 1910～1986）總結(jié)了聚酰胺等一系列縮聚反應(yīng)，1939年提出了縮聚反應(yīng)中所有功能團都具有相同的活性的基本原理，并提出縮聚反應(yīng)動力學(xué)和分子量與縮聚反應(yīng)程度之間的定量關(guān)系。后來又研究了高分子溶液的統(tǒng)計力學(xué)和高分子模型、構(gòu)象的統(tǒng)計力學(xué)，1974獲得了諾貝爾化學(xué)獎。尼龍的合成有力地證明了高分子的存在，使人們對斯陶丁格的理論深信不移，從此高分子化學(xué)才真正建立起來。
