Per molto tempo, la differenza era chiara e facile da ricordare: i metalli conducono l’elettricità, la plastica no. Ora si riconosce che le cose sono in realtà più complicate di così. Perché le materie plastiche sono in realtà in grado di condurre l’elettricità in determinate circostanze. Insieme al suo collega giapponese Hideki Shirakawa e allo scienziato naturale americano Alan J. Heeger, il chimico neozelandese Alan MacDiarmid ha ricevuto il premio Nobel per la chimica per questa scoperta nel 2000. Dieci anni fa, il 7. Febbraio 2007, Alan MacDiarmid è morto all’età di 79 anni.
Come spesso accade, il caso ha giocato un ruolo anche nella scoperta dei polimeri conduttivi: all’inizio degli anni ’70, Hideki Shirakawa stava fabbricando nel suo laboratorio di Tokyo il poliacetilene (PAC), una plastica usata – tra le altre cose – per l’isolamento elettrico. Tuttavia, lo scienziato giapponese fece un piccolo errore durante la sintesi.
Per reticolare l’acetilene, è necessario un catalizzatore, cioè bisogna aggiungere una sostanza che sia in grado di innescare o influenzare una reazione chimica pur rimanendo inalterata. Shirakawa ha usato mille volte la quantità normale di catalizzatore e si è ritrovato con un materiale argentato lucido invece di una polvere bianca.
A un seminario, Shirakawa incontrò Alan MacDiarmid, professore dell’Università della Pennsylvania, e Alan J. Heeger, dell’Università della California a Santa Barbara, che riferirono che anche loro avevano prodotto un materiale metallicamente lucido durante la polimerizzazione dell’acetilene. Gli scienziati hanno discusso i test che avevano effettuato e hanno concordato di fare da collegamento per ulteriori ricerche sui loro materiali. Un’impresa proficua, dato che ha portato in ultima analisi alla consegna del Premio Nobel – il premio più prestigioso che uno scienziato naturale può ricevere per il suo lavoro mentre è ancora in vita.
Aggiungendo iodio al polimero, gli scienziati riuscirono a cambiare/aumentare la conduttività della plastica. Dopo la consegna del premio Nobel, MacDiarmid ha risposto all’incirca così quando gli è stato chiesto il motivo di ciò in un’intervista al New York Times: lo iodio, che è un alogeno e un forte ossidante, attrae molto efficacemente gli elettroni nel polimero. La conseguenza è che i portatori di carica elettrica nel polimero sono imballati meno densamente, diventano più agili e possono scorrere – come nei metalli.
Il poliacetilene fu quindi la prima plastica che si fece un nome come conduttore di elettricità. A livello fisico, le proprietà conduttive erano attribuibili in particolare all’aggiunta di ossidanti, che amavano reagire anche con l’ossigeno atmosferico, il che ha portato a una notevole riduzione del livello di conduttività, che inizialmente era molto buono.
I ricercatori hanno nel frattempo affrontato questa sfida. Oggi sono disponibili sul mercato diversi polimeri conduttivi altamente stabili che hanno livelli di conduttività elettrica paragonabili a quelli del rame. Ci sono ampie aree di applicazione per i polimeri conduttivi, ad esempio nella tecnologia LED, per la produzione di display efficienti o celle solari. A ben guardare, si può dire che il Premio Nobel per la Chimica ha onorato non solo l’eccezionale risultato scientifico di MacDiarmid, Heeger e Shirakawa. Oltre a questo, il premio sottolinea l’enorme importanza delle plastiche conduttive.
Per concludere, torniamo ad Alan MacDiarmid. Il vincitore del premio Nobel ha sofferto di cancro per qualche tempo e non aveva molto tempo da vivere. Per dire addio alla sua famiglia, voleva volare in Nuova Zelanda dagli Stati Uniti. MacDiarmid aveva fretta, non voleva perdere il volo. Nella confusione del giorno della partenza, cadde e si ferì così gravemente che morì. GDeussing