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Hermann Mark, ca. 1960, Quelle: Österreichische Nationalbibliothek, Wien, Bildarchiv und Grafiksammlung, P 5630/2, Fotograf(in): unbekannt.

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Nach der Matura am Theresianum in Wien absolvierte Mark seinen Militärdienst als Einjährig-Freiwilliger und leistete nach Beginn des Ersten Weltkriegs als Offizier, mehrfach verwundet und ausgezeichnet, Kriegsdienst. In den letzten Kriegsmonaten geriet er in italienische Gefangenschaft, in der er mehrere Sprachen erlernte und sich mit chemischen Studien befasste. Im Oktober 1919 floh er nach Wien und setzte das schon während eines Genesungsurlaubs begonnene Studium der Chemie an der Universität fort. 1921 wurde er hier bei Wilhelm Schlenk (1879–1943) mit einer Arbeit über die Synthese und die Eigenschaften des Pentaphenylethyl-Radikals zum Dr. phil. promoviert. Im selben Jahr ging Mark mit Schlenk an die Universität Berlin. 1922 wechselte er an das 1911 von Fritz Haber (1868–1934) gegründete Kaiser-Wilhelm-Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie (KWI), an dem er seit 1925 die Abteilung für Faserstoffchemie leitete. Michael Polanyi (1891–1976) entwickelte am KWI seit 1920 die mathematischen Grundlagen für die Analyse der Streuung von Röntgenstrahlen an Fasern und entdeckte, dass die Röntgenstreuung von Cellulosefasern Hinweise auf Mikrokristallite ergab, die so ähnlich auch in Metalldrähten gefunden wurden. Mark untersuchte mit dieser Methode u. a. die Beschaffenheit von Graphit und zeigte, dass kovalent gebundene Moleküle Strukturen bilden, die über die Größe der kristallografischen Einheitszelle hinausreichen. Ferner führte er richtungweisende Studien zu den Bindungsverhältnissen im Diboran-Molekül (B2H6) durch und wurde zum Experten für die Röntgendiffraktometrie von Fasern.

1926 traf Mark während der Tagung der Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte in Düsseldorf Hermann Staudinger (1881–1965), der sich mit der Frage nach der Molekülgröße polymerer Substanzen beschäftigte und dessen These, wonach es sich bei Cellulose und Kautschuk um lange Ketten kovalent verbundener Einzelmoleküle (Makromoleküle) handle, von den meisten Chemikern skeptisch beurteilt wurde. Mark zeigte in seinem Vortrag „Röntgenographische Bestimmung der Struktur organischer, besonders hochmolekularer Substanzen“, dass die in diesen Substanzen wirksamen Gitterkräfte mit echten chemischen Bindungen vergleichbar seien und näherte sich Staudingers Position an. Mark und Staudinger behandelten das Problem der Struktur polymerer Substanzen aus unterschiedlichen Perspektiven: Während Mark aufgrund seiner physikochemischen Orientierung die Frage mittels kristallografischer Methoden zu klären suchte, erforschte Staudinger die chemischen Reaktionen anhand von ihm synthetisierter Modellpolymeren.

1927 übernahm Mark die Leitung der Abteilung für Polymerchemie des Hauptlabors der I. G. Farbenindustrie AG und setzte hier seine röntgenspektroskopischen Untersuchungen der Cellulose fort. 1928 publizierte er mit Kurt Hans Meyer (1883–1952) den Aufsatz „Über den Bau des kristallisierten Anteils der Cellulose“; 1930 verfassten beide die Monografie „Der Aufbau der hochpolymeren organischen Naturstoffe“, in der u. a. die Cellulose, der Kautschuk, die Stärke und die Seidenfaser behandelt werden. Während Staudinger von der Existenz sehr langer Kettenmoleküle in Form starrer Stäbe ausging, vertraten Meyer und Mark die Ansicht, dass die Hochpolymeren aus Bündeln („Micellen“) kürzerer Ketten – eher flexiblen Spiralen – bestünden. Die unterschiedlichen Positionen führten zwischen 1928 und 1936 zu einem teils polemisch geführten Gelehrtenstreit, in dem Staudinger Meyer des Plagiats bezichtigte. Daneben forschte Mark zur Gasphasen-Elektronenbeugung zur Strukturbestimmung freier Moleküle im gasförmigen Zustand.

1932 entließ die Führung der I. G. Farben Mark als „Halbjuden“. Mark nahm im selben Jahr einen Ruf als Professor für Chemie und Physikalische Chemie an der Universität Wien an und entwickelte ein Curriculum für einen Studiengang Polymerwissenschaft. Mit Eugene Guth (1905–1990) erarbeitete er eine statistische Theorie der Kautschukelastizität. Nach dem „Anschluss“ Österreichs an das Deutsche Reich 1938 verlor Mark seine Professur, wurde vorübergehend inhaftiert und floh mit seiner Familie über die Schweiz und England nach Kanada, wo er Forschungsdirektor der International Paper Company in Hawkesbury (Ontario) wurde. Er verbesserte hier die Herstellungsverfahren für Holzzellstoff, Celluloseacetat und modifizierter Cellulose (Viskose), wobei sich eine Verbindung zur Firma E I. du Pont de Nemours and Company (DuPont) ergab, für die er seit 1940 als Berater tätig war. Im selben Jahr wechselte er an das Polytechnic Institute of Brooklyn in New York City und wurde hier 1942 ordentlicher Professor. 1944 gründete er das Institute of Polymer Research, in dem er 1947 den ersten Studiengang für Polymerwissenschaft in den USA etablierte und dem er bis 1964 vorstand. Mark unterstützte bundesdeutsche und österreichische Kollegen, die nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs international ausgegrenzt wurden, bei der Integration in die internationale Wissenschaftlergemeinschaft.