En relación con la investigación sus intereses se centran, inicialmente, en la teoría del enlace químico, trabajando con el profesor Dickinson en la determinación de determinadas estructuras cristalinas y avanzando en el trabajo teórico relacionado con la naturaleza del enlace químico.
Posteriormente a su doctorado, Pauling viaja a Europa, donde toma contacto con los científicos más destacados en el campo de la mecánica cuántica (Sommerfeld, Bohr, Schrödinger) interesándose en cómo la mecánica cuántica podría aplicarse a su campo de investigación: la naturaleza del enlace químico y la estructura electrónica de átomos y moléculas desarrollando el campo de la Química Cuántica.
Probablemente, una de las características más notables de la biografía científica de Pauling es su versatilidad. En los años 30 toma contacto con la técnica de difracción de electrones y la aprovecha para el estudio de estructuras moleculares, introoduce el concepto de electronegatividad y establece una escala para la misma y realiza otros trabajos de investigación en el ámbito de la biología molecular describiendo la estructura secundaria de las proteinas.
Estuvo muy cerca de determinar la estructura del ADN pero se le adelantaron James Watson y Francis Crick del laboratorio Cavendish del Reino Unido. Las peripecias de este descubrimiento y los celos y rivalidades profesionales entre estos científicos y Pauling se describen en "La doble hélice" libro publicado por James Watson.
Su trabajo sobre electronegatividades le supone ganar el premio Nobel de Química en 1954 y, en 1962 gana su segundo Nobel, este de la paz. Linus Pauling es la única persona que tiene dos premios Nobel individuales.
Quizaás su trabajo más controvertido es el estudio de la influencia de altas dosis de vitamina C como tratamiento preventivo del catarro común, sus teorías se recogen en el libro "Vitamina C y el resfriado común"
Linus Pauling falleció en 1994.
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