Murió a los 90 años Hideki Shirakawa, el nobel japonés que de “casualidad” descubrió los plásticos conductores

Hideki Shirakawa, el científico japonés que fue pionero en el desarrollo de los llamados polímeros conductores, murió a los 90 años. El investigador recibió en el 2000 el Premio Nobel de Química junto a los estadounidenses Alan Heeger y Alan MacDiarmid, por un descubrimiento que desafió la idea de que los plásticos no podían conducir electricidad.

Shirakawa murió el 24 de agosto de este año, según informó la Universidad de Tsukuba, institución en la que enseñó e investigó desde 1979. La universidad no dio a conocer la causa de su muerte. El diario japonés Yomiuri, por su parte, informó que el investigador falleció en un hospital de Yokohama, ciudad ubicada al oeste de Tokio.

Su trabajo junto con Heeger y MacDiarmid demostró que determinados polímeros podían adquirir propiedades eléctricas similares a las de los metales. El hallazgo permitió avanzar hacia materiales conductores más económicos, livianos y flexibles, con aplicaciones que posteriormente alcanzaron áreas como las células solares, las pantallas de teléfonos móviles y los televisores de pequeño formato.

Shirakawa nació en Tokio en 1936. Su formación científica se desarrolló en Japón y en 1966 obtuvo un doctorado en Ingeniería en el Instituto de Tecnología de Tokio.

Una década después, en 1976, se convirtió en investigador de la Universidad de Pensilvania, en Estados Unidos. Allí trabajó junto a Alan MacDiarmid y Alan Heeger, una colaboración que terminaría siendo decisiva para la investigación de los polímeros capaces de conducir electricidad.

La investigación partía de una premisa que hasta entonces parecía difícil de cuestionar: los plásticos eran considerados materiales aislantes. El trabajo de los investigadores mostró que esa característica no era necesariamente permanente y que determinadas modificaciones podían transformar sus propiedades eléctricas.

La historia del descubrimiento tiene uno de sus momentos decisivos en los primeros años de la década de 1970.

El protagonista era el poliacetileno, un hidrocarburo que puede presentarse en dos formas diferentes, conocidas como isómeros cis y trans. Shirakawa había encontrado una nueva manera de sintetizarlo que le permitía controlar la proporción de ambas formas dentro de una membrana de poliacetileno.

En condiciones habituales, en el interior del recipiente de reacción aparecía una membrana negra. Pero en una oportunidad se incorporó por error una cantidad de catalizador mil veces superior a la utilizada normalmente, según destaca el sitio oficial del Nobelprize.

El resultado sorprendió al investigador. En lugar de la membrana negra habitual apareció una plateada, de aspecto metálico.

Shirakawa decidió estudiar aquel resultado. Comprobó que la plateada correspondía al trans-poliacetileno. Al modificar la temperatura de la reacción obtuvo además una membrana de color cobre, que estaba compuesta casi en su totalidad por cis-poliacetileno.

Aquella posibilidad de controlar las características del material mediante cambios en la temperatura y en la concentración del catalizador sería fundamental para los trabajos posteriores.

Mientras Shirakawa avanzaba con sus experimentos en su país natal, MacDiarmid y Heeger trabajaban en Estados Unidos con otro material que también presentaba un aspecto metálico.

Se trataba del nitruro de azufre, un polímero inorgánico que ambos estudiaban por sus particulares propiedades.

MacDiarmid habló sobre esas investigaciones durante un seminario en Tokio. Allí tuvo contacto con Shirakawa, pero el encuentro que terminó cambiando el rumbo de la investigación ocurrió de una manera mucho menos formal.

Los dos científicos coincidieron durante una pausa para el café. MacDiarmid conoció entonces el trabajo de Shirakawa con el poliacetileno y supo que el investigador japonés había conseguido obtener un polímero orgánico que también presentaba un brillo semejante al de la plata.

La coincidencia abrió una nueva posibilidad. MacDiarmid invitó a Shirakawa a continuar las investigaciones en la Universidad de Pensilvania, en Filadelfia.

Una vez en el país de América del Norte, Shirakawa y MacDiarmid comenzaron a modificar el poliacetileno mediante un proceso de oxidación con vapor de yodo.

Shirakawa ya había observado que las propiedades ópticas del material cambiaban durante la oxidación. MacDiarmid propuso entonces que las películas fueran examinadas por Heeger, quien trabajaba en el área de la física.

Uno de los estudiantes de Heeger se encargó de medir la conductividad del trans-poliacetileno tratado con yodo. El resultado fue extraordinario: la conductividad eléctrica había aumentado diez millones de veces.

El experimento mostró que el material no era simplemente un plástico con apariencia metálica. Su comportamiento eléctrico también podía modificarse de manera radical.

El trabajo de los tres investigadores permitió así establecer que un polímero orgánico podía convertirse en un material conductor mediante un proceso de modificación química.

En el verano de 1977, Heeger, MacDiarmid, Shirakawa y sus colaboradores publicaron los resultados de la investigación en The Journal of Chemical Society, Chemical Communications.

El artículo llevó por título «Síntesis de polímeros orgánicos conductores de electricidad: derivados halogenados del poliacetileno (CH)n».

El descubrimiento fue considerado un avance importante porque abrió un campo completamente nuevo dentro de la investigación de materiales.

Así y todo, décadas después, al momento del galardón, Shirakawa aseguró que su descubrimiento fue fruto de la casualidad, y expresó sus dudas sobre si merecía ser premiado con el Nobel.

Sin embargo, la Academia sueca de Ciencias destacó entonces las aplicaciones de su hallazgo en los campos ya destacados.