Sau khi lấy được bằng tiến sĩ năm 1925, Pauling nhận học bổng 18 tháng ở
Đức – trung tâm khoa học của thế giới thời bấy giờ. (Lúc đó ngôn ngữ phổ
biến trong khoa học là tiếng Đức, cũng giống như tiếng Anh ngày nay.)
Những gì Pauling học về cơ học lượng tử tại châu Âu nhanh chóng giúp nền
hóa học Mỹ vượt qua Đức và đưa cả bản thân ông lên trang bìa của tạp chí
Time.
Nói ngắn gọn thì Pauling đã tìm ra cách cơ học lượng tử chi phối các liên
kết hóa học giữa những nguyên tử: cường độ liên kết, chiều dài liên kết, góc
liên kết, gần như là mọi thứ. Ông là Leonardo Da Vinci của hóa học. Cũng
giống như cách Leonardo có được cái nhìn chi tiết về mặt giải phẫu của một
người ngay từ lần vẽ đầu tiên, Pauling là người đầu tiên “giải phẫu” hóa học
thành công. Nền tảng của hóa học là nghiên cứu cách thức hình thành và phá
vỡ liên kết giữa các nguyên tử, nên phát hiện của Pauling đã hiện đại hóa
lĩnh vực buồn ngủ này. Ông hoàn toàn xứng đáng với lời ngợi ca bay bổng
nhất trong lịch sử khoa học của một người đồng nghiệp, rằng Pauling đã
chứng minh được “hóa học thật sự có thể hiểu được chứ không chỉ đơn
thuần là học thuộc lòng” (đặc biệt nhấn mạnh phần in nghiêng).
Sau thắng lợi đó, Pauling tiếp tục mày mò hóa học cơ bản. Ông sớm tìm ra
lý do tại sao những bông tuyết có sáu cạnh: là do cấu trúc hình lục giác của
băng. Pauling cũng rất nóng lòng muốn vượt khỏi ngành hóa lý đơn thuần.
Một trong những dự án của ông đã xác định được nguyên nhân gây tử vong
của bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm: do huyết sắc tố mang hình dạng bất
thường trong tế bào hồng cầu không thể giữ được oxy. Công trình về huyết
sắc tố này là nghiên cứu đầu tiên tìm ra mối liên kết giữa bệnh và một phân
tử bất thường*, nhờ đó thay đổi tư duy y học của các bác sĩ. Năm 1948, khi
đang nằm bẹp vì bệnh cúm, Pauling đã quyết định cách mạng hóa ngành
sinh học phân tử bằng cách chỉ ra cách thức protein có thể hình thành các
phân tử hình trụ dài là chuỗi xoắn alpha. Chức năng protein phụ thuộc rất
lớn vào hình dạng của nó, và Pauling là người đầu tiên tìm hiểu các phần
riêng lẻ trong protein “quyết định” hình dạng phù hợp của chúng ra sao.
