Er is lange tijd een duidelijk en gemakkelijk te onthouden verschil geweest: metalen geleiden elektriciteit, kunststoffen niet. Nu wordt ingezien dat het in werkelijkheid ingewikkelder ligt dan dat. Want kunststoffen zijn onder bepaalde omstandigheden wel degelijk in staat elektriciteit te geleiden. Samen met zijn Japanse collega Hideki Shirakawa en de Amerikaanse natuurwetenschapper Alan J. Heeger kreeg de Nieuw-Zeelandse chemicus Alan MacDiarmid voor deze ontdekking in 2000 de Nobelprijs voor scheikunde. Tien jaar geleden, op 7. Februari 2007, overleed Alan MacDiarmid op 79 jarige leeftijd.

Zoals zo vaak speelt ook bij de ontdekking van geleidende polymeren het toeval een rol: in het begin van de jaren zeventig was Hideki Shirakawa in zijn laboratorium in Tokio bezig met de productie van polyacetyleen (PAC), een kunststof die – onder meer – wordt gebruikt voor elektrische isolatie. De Japanse wetenschapper maakte echter een klein foutje bij de synthese.

Om acetyleen te verknopen is een katalysator nodig, d.w.z. er moet een stof worden toegevoegd die in staat is een chemische reactie op gang te brengen of te beïnvloeden terwijl hij zelf onveranderd blijft. Shirakawa gebruikte duizend maal de normale hoeveelheid van de katalysator en eindigde met een glanzend zilver materiaal in plaats van een wit poeder.

Op een seminar ontmoette Shirakawa Alan MacDiarmid, een professor aan de Universiteit van Pennsylvania, en Alan J. Heeger, van de Universiteit van Californië in Santa Barbara, die meldden dat ook zij een metallisch glanzend materiaal hadden geproduceerd tijdens de polymerisatie van acetyleen. De wetenschappers bespraken de proeven die zij hadden uitgevoerd en kwamen overeen contact op te nemen over verder onderzoek naar hun materialen. Een onderneming die de moeite waard was, want zij leidde uiteindelijk tot de uitreiking van de Nobelprijs – de meest prestigieuze onderscheiding die een natuurwetenschapper voor zijn werk bij leven kan ontvangen.

Door jodium aan het polymeer toe te voegen, slaagden de wetenschappers erin het geleidingsvermogen van het plastic te veranderen/verhogen. Na de uitreiking van de Nobelprijs antwoordde MacDiarmid ongeveer als volgt toen hem in een interview met de New York Times werd gevraagd naar de redenen hiervoor: jodium, dat een halogeen en een sterk oxidatiemiddel is, trekt de elektronen in het polymeer zeer effectief aan. Het gevolg hiervan is dat de elektrische ladingsdragers in het polymeer minder dicht opeengepakt zitten, beweeglijker worden en kunnen stromen – zoals in metalen.

Polyacetyleen was dan ook de eerste kunststof die naam maakte als geleider van elektriciteit. Op fysisch niveau waren de geleidende eigenschappen met name toe te schrijven aan de toevoeging van oxidanten, die ook graag met atmosferische zuurstof reageren, waardoor het geleidingsvermogen, dat aanvankelijk zeer goed was, aanzienlijk daalde.

Onderzoekswetenschappers zijn deze uitdaging intussen aangegaan. Er zijn tegenwoordig verschillende zeer stabiele geleidende polymeren op de markt, die een met koper vergelijkbaar geleidingsvermogen hebben. Er zijn uiteenlopende toepassingsgebieden voor geleidende polymeren, b.v. in de LED-technologie, voor de productie van efficiënte displays of zonnecellen. Bij nader inzien kan worden gezegd dat de Nobelprijs voor scheikunde niet alleen de uitmuntende wetenschappelijke prestaties van MacDiarmid, Heeger en Shirakawa eerde. Daarnaast benadrukt de prijs de enorme betekenis van geleidende kunststoffen.

Terug naar Alan MacDiarmid bij wijze van conclusie. De winnaar van de Nobelprijs leed al enige tijd aan kanker en had niet lang meer te leven. Om afscheid van zijn familie te nemen, wilde hij vanuit de VS naar Nieuw-Zeeland vliegen. MacDiarmid had haast, hij wilde zijn vlucht niet missen. In het gewoel van activiteiten op de dag van zijn vertrek, viel hij en verwondde zich zo ernstig dat hij overleed. GDeussing