Discorso di ringraziamento – Berna, 24.11.1995

USA

Alan J. Heeger

Premio Balzan 1995 per la scienza dei nuovi materiali non biologici

Per i suoi eccezionali contributi alla scienza dei materiali e, in particolare, per il suo ruolo guida nelle discipline che costituiscono il campo, nuovo e interdisciplinare, dei polimeri semiconduttori e metallici. Egli ha percorso questo nuovo campo in modo completo, dalle scoperte di base alla realizzazione di nuovi materiali che potranno trovare applicazione sia nelle tecnologie avanzate sia nell’industria dei prodotti di largo consumo.

Signor Presidente,
Ministro Cotti,
Membri della Fondazione Balzan,
Signore e Signori,

sono molto onorato di ricevere il primo Premio Balzan destinato alla scienza dei nuovi materiali (non biologici). La scienza dei nuovi materiali è per sua natura interdisciplinare: si trova all’interfaccia tra due discipline ben definite: la fisica e la chimica. Nel creare tali nuovi materiali, cerchiamo di studiare e recepire la natura in profondità tale da permetterci di ottenere materiali con nuove e straordinarie proprietà; proprietà che non sarebbero ottenibili in altro modo. Si tratta di un esercizio elegante e in un certo senso pericoloso: elegante perché richiede la sintesi della conoscenza che deriva dalle due discipline, e pericoloso perché si è sempre spinti verso cose che vanno al di là della conoscenza e dell’esperienza sviluppate nell’ambito dei propri studi. Ho iniziato come fisico e mi sono evoluto (non senza il tormento degli errori) in uno scienziato interdisciplinare. Sono, perciò, particolarmente lieto di essere premiato con il Premio Balzan per la scienza dei nuovi materiali (non biologici).

Ringrazio i cinquantaquattro neo-laureati (troppi per essere qui citati uno per uno), i ricercatori e i colleghi che hanno contribuito all’ottenimento dei risultati scientifici ora premiati. Se ho un pregio, è sicuramente quello di ascoltare le idee e i pareri dei giovani con i quali ho l’opportunità di lavorare.

Mia moglie Ruth ha riempito la mia vita d’amore e mi ha circondato di bellezza. Ha anche eroicamente sopportato le mie stravaganze per più di quarant’anni. Che piacere poter condividere questo momento con lei!

Solo alcuni anni fa l’idea che i polimeri organici potessero rivelare proprietà elettriche e ottiche tipiche dei metalli e dei semi- conduttori sembrava una contraddizione in termini. Le cose cambiarono nel 1976 quando, lavorando con Alan MacDiarmid e Hideki Shirakawa all’ Università di Pennsylvania, scoprimmo i polimeri conduttori e aprimmo un nuovo campo di ricerca. Sebbene ci fossimo basati inizialmente sulla fisica della materia condensata e della chimica sintetica, ci rendemmo ben presto conto che erano implicati concetti del tutto nuovi. L’inversione della relazione tra spin e carica presente nei solitoni del poliacetilene mise alla prova le basi della fisica quantistica. Ricordo con grande piacere le conversazioni con Robert Schrieffer quando intuimmo l’eccezionalità di questi fenomeni.

Si rendevano necessarie nuove metodologie sperimentali da sviluppare. Fin dall’inizio comunque si può dire che quasi tutti i nuovi esperimenti effettuati in direzione degli aspetti della scienza di base portavano alla scoperta di proprietà con notevoli potenziali applicativi. Furono momenti entusiasmanti.

Come in ogni nuovo campo ci imbattemmo in molti ostacoli; i primi polimeri erano instabili e difficili da trattare. Durante gli anni 80 questa nuova area scientifica crebbe, grazie agli importanti contributi di colleghi in tutto il mondo. La “International Conference on the Science and Technology of Synthetic Metals”, che si tiene ogni due anni, continua a rappresentare il vertice nel nostro campo e conta ormai oltre mille scienziati partecipanti.

Nel 1982 trasferii il mio gruppo di ricerca all’Università di California a Santa Barbara, dove con il mio collega, il Prof. Fred Wudl, fondammo l’Istituto di polimeri e solidi organici. Wudl, chimico sintetico ingegnoso e ricco di inventiva, fu colui che veramente introdusse nel nostro campo le potenziali creative della chimica sintetica.

Tuttavia fino al 1990 non si conoscevano ancora esempi di polimeri metallici stabili che potessero essere sottoposti a trattamenti simili a quelli dei metalli (requisito indispensabile per un ampio utilizzo nei prodotti industriali). Fortunatamente Paul Smith arrivò al nostro Istituto verso la fine degli anni 80. Paul portò con sé un bagaglio di conoscenze della scienza pratica dei polimeri e riuscì velocemente a intuire quali fossero i problemi del materiale polimerico conduttore da risolvere affinché fosse sia stabile sia trattabile. Nel 1990 Paul ed io fondammo la UNIAX Corporation. Da questa “pentola in ebollizione” dell’interdisciplinarietà nacque anche la scoperta della possibilità, indotta dai contro-ioni, di manipolare la polianilina e di preparare miscele di polimeri conduttori per un’ampia gamma di prodotti industriali.

Yong Cao, con grande intuito chimico e duro lavoro, mise il concetto in pratica. I polimeri semiconduttori e metallici vengono ora sviluppati per l’utilizzo nell’elettronica basata su componenti in materiale plastico, che già includono diodi, fotodiodi, diodi luminosi e transistor. Il progresso è stato notevole sin dalla prima scoperta nel 1976; questi materiali inizieranno presto ad avere effetti positivi sul modo di vivere della gente.

E il futuro? La scienza dei nuovi materiali è appena agli inizi; gli strumenti e i componenti sono ora disponibili per un progresso rivoluzionario. Possiamo anche non accontentarci di ciò che troviamo in natura: possiamo decidere le proprietà che vogliamo e creare poi nuovi materiali con tali proprietà! La cosa veramente gratificante e stimolante, per quanto riguarda la mia esperienza, è scoprire, nel corso del lavoro, una nuova scienza di base: inaspettata, interessante e importante. Se dovessi immaginare per un momento di ritornare fra cento anni, credo che Mozart verrebbe ancora ascoltato e suonato e che si continuerebbe a insegnare l’elegante teoria BCS della superconduttività; certe cose sopravvivono. Spero che si possano anche ritrovare ovunque i polimeri conduttori e i componenti elettronici in materiale plastico.

Gli stretti confini fra le discipline scientifiche si stanno affievolendo e sfumando. Per mia fortuna, la Fondazione Balzan non si è attenuta alle regole convenzionali, e ha deciso di attribuire il premio 1995 ad un campo veramente interdisciplinare.

Nessuna regola; questo mi porta a concludere con una storia. Nostro nipote Brett venne a trovarci quando aveva sei anni. A quel tempo viveva a Philadelphia; venne in California in aereo, da solo. Poco dopo il suo arrivo, io lo informai dell’esistenza di un regolamento da rispettare nel periodo in cui sarebbe stato con noi. Si intimorì, finché non gli spiegai che il regolamento consisteva nel non applicare alcuna regola. Ci pensò su per un attimo, e poi mi chiese se poteva andare a letto all’ora in cui voleva, se poteva mangiare il gelato quando voleva e se poteva “essere sempre cattivo”. Risposi di sì ad ogni domanda; non c’erano regole. Come potete ben indovinare, passammo un periodo meraviglioso, e lui fu un nipote modello. Tornando all’aeroporto, gli chiesi perché fosse stato così bravo. Con la saggezza di un bambino di sei anni, mi rispose “Non volevo che tu cambiassi le regole”.

La mia speranza e il mio desiderio è che la Fondazione Balzan continui la tradizione di “non avere regole” e che cerchi di riconoscere i meritevoli contributi forniti ai confini delle aree interdisciplinari. Questo perché a tracciare la via del progresso sono coloro che osano spingersi in direzioni completamente nuove.