Hideki Shirakawa Poliasetileni Folyoya Çeviren Kimyager

Hideki Shirakawa yalıtkan sanılan bir plastiğin ince film halinde üretilebildiğini ve kimyasal katkılama ile metal mertebesinde iletken olabildiğini gösteren Japon kimyagerdir.

2000 Nobel Kimya Ödülü’nü Alan G. MacDiarmid ve Alan J. Heeger ile, üçte bir payla paylaştı. Gerekçe: iletken polimerlerin keşfi ve geliştirilmesi. Ödülü İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi verdi. Japonya’nın ilk Nobel’li kimyageri değildir; Kenichi Fukui ödülü 1981’de almıştı.

HİDEKİ SHİRAKAWA BİYOGRAFİSİ

Shirakawa, 20 Ağustos 1936’da Tokyo’da doğdu. Babası askerî hekimdi. Savaş yıllarında ailenin Tayvan ve Mançurya’da kaldığı, 1944’te annenin memleketi Takayama’ya yerleştiği kamu kaydındadır. Ortaokul sonundaki anı defterine, sıradan insanlar için yararlı plastikler üzerinde çalışacak bir bilim insanı olmak istediğini yazdığı sonradan gazetelere çıktı. Bu cümle meslek seçiminin belgesidir; hayat hikâyesi değildir.

1961’de Tokyo Teknoloji Enstitüsü uygulamalı kimya lisansını bitirdi. Kurum bugün Institute of Science Tokyo adını taşır. Yüksek lisans 1963, mühendislik doktorası 1966. Son sınıfta sentez laboratuvarının kontenjanı dolunca polimer fiziği laboratuvarına verildi. Doktorada senteze döndü. 1966’da aynı enstitüde araştırma görevlisi oldu.

1976’da Pennsylvania Üniversitesi’nde misafir araştırmacıydı. 1979’da Tsukuba Üniversitesi Malzeme Bilimi Enstitüsü’ne yardımcı doçent olarak girdi, 1982’de profesör oldu. 1991–1993’te fen ve mühendislik yüksekokulu başkanlığı, 1994–1997’de üçüncü küme dekanlığı kayıtlı idari görevleridir. Mart 2000’de emekli oldu, fahri profesör unvanı aldı. 2001–2003’te Japonya Kabine Ofisi’ne bağlı Bilim ve Teknoloji Politikası Konseyi’nde yer aldı. Ödülün abartılmaması gerektiğini, ödülsüz işlerin de alanı taşıdığını açıkça söyledi.

24 Ağustos 2026’da Yokohama’da, 90 yaşında öldü. Tsukuba Üniversitesi ölümü duyurdu.

HİDEKİ SHİRAKAWA’NIN BAŞARILARI VE KATKILARI

Poliasetilen, asetilenin zincir halinde bağlanmasıyla oluşan, dönüşümlü tek ve çift bağ taşıyan bir polimerdir. 1967 sonbaharına kadar laboratuvarda siyah toz olarak biliniyordu. Ziegler–Natta katalizörüyle polimerleştirme deneyinde bir öğrenci, öngörülenin yaklaşık bin katı katalizör koydu. Kapta toz yerine ince, parlak, gümüşümsü bir film oluştu. Shirakawa sonucu çöpe atmadı. Fazla katalizörün, büyüyen zincirleri çözelti içinde birbirine dolamadan kabın çeperinde kristalimsi bir film halinde dondurduğunu gösterdi. 1974’te koşulları ayırarak bakır renginde cis ve gümüş renginde trans filmleri tekrarlanabilir hale getirdi. Film, toz tablete göre zincirlerin daha düzenli paketlendiği bir numuneydi. İletkenlik henüz metal değildi.

1975’te Tokyo Teknoloji Enstitüsü’nü ziyaret eden MacDiarmid filmi gördü. Kendisi inorganik iletken (SN)_x üzerinde çalışıyordu. Shirakawa’yı Penn’e çağırdı. 1976’da Shirakawa, MacDiarmid ve fizikçi Heeger filmi iyot, brom veya klor buharına tuttu. Yarıiletkendeki katkılamanın organik karşılığıydı. Heeger’in bir öğrencisinin ölçümü, iyotlanmış trans-poliasetilenin iletkenliğini on milyon kat artırdı. Nobel’in halk özeti, iyot buharıyla yükseltgemenin iletkenliği bir milyar kat çıkarabildiğini de yazar. İki sayı aynı deneyin tek sabiti değildir; katkı düzeyi ve film düzenine bağlıdır. En iyi numuneler bazı metallerin iletkenlik mertebesine yaklaştı. Bakırın yerini alan bir kablo olmadı. Poliasetilen havada kararsızdır.

Sonuç 1977’de çıktı: “Synthesis of electrically conducting organic polymers: Halogen derivatives of polyacetylene (CH)_n”, Journal of the Chemical Society, Chemical Communications. Yükseltgeme (p-katkılama) zincirden elektron alır; iyot I₃⁻ olarak yerleşir. İndirgeme (n-katkılama) elektron verir. İkisi de zincir üzerinde hareketli yük bırakır.

1979’da Su Wu-Pei, Robert Schrieffer ve Heeger, SSH modelini yazdı. Shirakawa bu teorinin yazarı değildir. Model, katkılamanın zincirde soliton denen hareketli yapı kusurları oluşturduğunu ve yükün bu kusurlarla taşındığını söyler. Konjuge omurga şarttır; katkı, yalıtkanı iletken yapan kimyasal adımdır.

Ticari bağ abartılmadan kurulur. Antistatik kaplama, elektromanyetik ekranlama ve bazı sensörler iletken polimer kullandı. Polimer LED, 1990’da Cambridge’de Friend grubunun PPV çalışmasıdır; Kodak’ın 1987 OLED’i küçük moleküllüdür. İkisi de poliasetilen değildir. Shirakawa’nın filmi, organik bir katının metal gibi iletebileceğini kanıtladı ve plastik elektronik ile organik fotovoltaik için malzeme sınıfını açtı. Esnek ekranın veya organik güneş pilinin tek mucidi değildir. Poliasetilenin kendisi o ürünlerin etkin maddesi olmadı.