Alan MacDiarmid
14 Nisan 1927 Masterson- Yeni Zelanda doğumlu olan Alan MacDiarmid, 1977’de daha çok “sentetik metaller” olarak bilinen polimerlere kimyasal doping uygulaması yaparak iletkenliklerinin artmasını sağladı. Bu çalışmasıyla 2000 yılında Nobel Ödülü’ne layık görülmüştür. 1973’te, metalik iletkenliğe sahip sıradışı bir polimerik malzeme olan (SN)x üzerine araştırma yapmaya başladı. Organik iletken polimerlere olan ilgisi 1975 yılında Tokyo Enstitüsü’nde Dr. Hideki Shirakawa tarafından yeni bir poliasetilen biçimine getirildiğinde başladı. MacDiarmid, Shirakawa ve Alan Heeger (daha sonra Pennsylvania Üniversitesi’nde Fizik Bölümü’nde) arasındaki işbirliği, organik bir polimerde metal iletkenliğinin keşfedilmesine yol açtı. Bu başlangıç keşfi ve ardından gelen çalışmalar, Shirakawa ile işbirliği içinde, (CH) x’in ilk kimyasal dopingi ve Heeger ile ayrıntılı fizik çalışmaları ile devam etti. Yapılan bu çalışmalar hem kimya hem de fizik toplulukları için tamamen yeni ve umulmadık bir fenomen haline geldi.Bu, yarı iletken ve metalik organik polimerlerin kimyası, yapısı ve elektronik özellikleri arasındaki karşılıklı ilişkileri içeren, kimya ve fizik alanında dünya çapında bir araştırma halini aldı ve bu da bugüne kadar kesintisiz bir şekilde genişlemeye devam etti. Geçtiğimiz 20 yıl boyunca sadece polimerlerin iletkenliği, özellikle sentez, kimyasal doping, elektrokimya, iletkenlik, manyetik ve optik özellikler ,poliasetilen ve polianilinin işlenmesi ile ilgilendi. MacDiarmid’in mevcut bilimsel çalışmaları, polianilinde yüksek iletkenlik ve geliştirilmiş mekanik özelliklerin geliştirilmesinde en büyük katkıyı yapabilecek bu izomerik formlara özel ilgi duyan, en teknolojik açıdan önemli iletken polimer, polianilin ve oligomerlerinin etrafında toplandı. Ayrıca birkaç ppm’e kadar uçucu organik bileşikler için geri dönüşümlü sensörlerde anilin oligomerlerinin çalışmasına aktif olarak katıldı. Yaklaşık 600 araştırma makalesi ve 20 patentin ortak yazarıdır. Ulusal düzeyde çok sayıda ödül ve fahri derecenin sahibidir. En son olarak, Mart 1999’da Anaheim, CA’daki Ulusal Toplum Toplantısında sunulacak olan Malzeme Kimyasında 1999 Amerikan Kimya Topluluğu Ödülü sahibi olarak seçildi. 7 Şubat 2007 yılında Amerika Birleşik Devletleri’nde hayata veda etti.
Yaşamı ve Çalışmaları
14 Nisan 1927’de Yeni Zelanda-Masterton’da Yeni Zelanda yasalarına göre bir Kiwi olarak doğdu. Oy hakkına sahip olmak için uzun yıllar önce bir Birleşik Devletler vatandaşı oldu.Bir mühendis olan babası, 1930’ların başında Yeni Zelanda’yı şiddetli bir şekilde vuran Büyük Buhran döneminde dört yıl işsiz kaldı. İşlerin, Kuzey Adası’nın en altındaki Yeni Zelanda’nın başkenti Wellington’da daha fazla olduğu düşüncesi onu ve ailesini Wellington’dan birkaç kilometre uzaktaki Lower Hutt’a taşınmaya zorladı.MacDiarmid ve küçük kız kardeşi hala ilkokuldayken iki büyük abisi ve ablası iş bulabilmeyi başardı. Annesi ve babası, sıcak, sevgi dolu insanlardı. Kendi evsel ihtiyaçlarının çok olmasına rağmen Alan’ın ailesi ihtiyacı olan diğer ailelere de yardım etti. Büyükleri Alan’ı yemek masasında daha fazla yemek istememesi için her zaman uyarıyorlardı.
Telefonları ya da buzdolapları yoktu. Lower Hutt’ta yaşadıkları evlerden birinde, sıcak su, oturma odasındaki açık şömine arkasındaki tuğlaya gömülmüş su borularından geliyordu. Küçük çocuklara banyo sırası büyüklerden sonra geliyor ve kullanılmış suyla banyo yapıyorlardı.İlkokulda geçirdiği çoğu zaman için çıplak ayakla okula gitti. Ayak tabanları kelimenin tam anlamıyla nasırlaştı.
Yaklaşık 50 yıl boyunca Yeni Zelanda’dan ayrılmış olsa da, kardeşleri ve MacDiarmid birbirine çok yakından bağlıydı. On yıl boyunca her on günde bir birbirlerine telefon ettiler. Nobel Ödülü sahibi olduğunu öğrendiğinde hemen Yeni Zelanda’daki kardeşlerinden biriyle telefonla konuştu, sevgi dolu ve fakir bir ailede büyümekten ne kadar şanslı olduğunu dile getirdi. Zavallı olmalarının gerçeği onu ve ailesini ve paranın değerinden haberdar olarak yaşamaya itti.
Yaşam boyu gelişmek Alan’ın hayatı oldu, hayatında sahip olabileceği başarıların tek önemli faktörün kendisi olduğunu düşündü. Ailesi her zaman ” Bir sınıfın notu bir başarı işareti değildir.Başarı, elinizden gelenin en iyisini yaptığınızı ve tanrı tarafından verilen veya gen tarafından verilen yetenekleri bir üst seviyede istismar ettiğinizi bilmektir. Bundan daha fazlasını kimse yapamaz.” demişti.
Ortaokuldaki bir dönem, okul kilometrelerinin çoğunun Maori erkek ve kızlarından olduğu çok miktarda öğrendiğim Keri Keri’de (şehir nüfusu, 600 kişi) iki odalı bir okula katıldı. Okul öncesi dönemde, yakındaki bir padokda (hipodromda yarış atlarının yedekte gezdirildikleri yer) birkaç ineğe sahip olan Bay Bradley için bisikleti ile gittiği işi vardı. Annesi ona göre olağanüstüydü ,sabahları Alan’ı göndermek ve ona sıcak çay yapmak için karanlıkken kalkıyordu. Liseye başladığında Bay Bradley için çalışmaktan vazgeçmesi gerekti. Bunun yerine, okuldan sonra bisikletiyle “Akşam Postası” isimli gazeteyi dağıttı. Babası emekli olup Wellington’dan uzaklaştıklarında, Alan 16 yaşındayken, sadece üç yıl sonra Hutt Vadisi Lisesini terk etmesi gerekti.Victoria Üniversitesi Kimya Bölümünde düşük ücretli ve yarı zamanlı olarak laboratuvar görevlisi oldu.Toplam öğrenci nüfusu 1200 olan üniversitede kimya bölümü 2 kişilik bir fakülteye sahipti. Yarı zamanlı öğrenci olarak kimya ve matematik olmak üzere sadece iki ders aldı. Bu süre zarfında, erkekler için üniversite yurdu olan Weir House’da ikamet etti. Bu, hayatının en keyifli ve olgunlaştırıcı zamanlarından biriydi ve orada diğer doksan sakin arasında çok iyi arkadaşlıklar kurdu. Lisans hayatı boyunca Victoria Üniversitesi’nde yarı zamanlı bir öğrenciydi.Buradan asistan olarak mezun oldu. 17 yaşından bu yana kendisini maddi olarak destekledi, daha sonra okul ve kurum burslarını yakalamaya çalıştı, bunun için kendiyle gurur duydu. Kimyaya olan ilgisi, yaklaşık on yaşında olduğunda ortaya çıktı, o zamanlar babasının eski kimya ders kitaplarından birini buldu.Sayfaları tam bir karışıklığa dökmekle birlikte bitmeyen bir merakla saatlerce okudu. Laboratuarda çalışan olarak görevlerinden biri, kirli laboratuvar bulaşıkları veya zemin süpürgelerini yıkamak değil, Bay A.N.D’nin gösterdiği kimyasalları hazırlamaktı. Bir seferinde MacDiarmid’den bazı S4N4 – güzel parlak turuncu kristaller hazırlamasını istedi. Yüksek lisans programına başlama zamanı geldiğinde tezi için Bay Monro’ya ”S4N4 kimyasından bazılarını inceleyebilir miyim” diye sordu. Bay Monro da kabul etti. Tez çalışması 1949’daki ilk yayını ile sonuçlandı. S4N4 türevleri oldukça renkliydi. Renk, MacDiarmid’in kimyada gelecekteki kariyerindeki itici güçlerden biri olma özelliğini sürdürdü. MacDiarmid renkleri seviyordu.Otuz yıl sonra bunun mesleki hayatını şekillendirecek önemli bir faktör olacağını çok az biliyordu. 1950’de, doktora yapmak için ABD Dışişleri Bakanlığından bir Fullbright bursu kazanma şansını elde etti. 14C etiketli kompleks metal siyanürlerdeki değişim oranını inceleyen Wisconsin Üniversitesi’nde Profesör Norris F. Hall başkanlığında İnorganik Kimya bölümünde okudu.Kampüsün en büyük öğrenci organizasyonu olan Uluslararası Kulüp’ün başkanlığını yaptı ve gelecekteki eşi Marian Mathieu ile Uluslararası Kulüp dansında buluştuğunda hayatının önemli şans toplantısına girdi.
Bu süre zarfında Kimya Bölümü tarafından Knapp Araştırma Görevlisi pozisyonuna seçildi ve Mendota Gölü kıyısındaki eski valinin güzel konağında ücretsiz yaşama ayrıcalığı oldu.
Wisconsin Üniversitesi’ndeyken, Profesör H.J. Emeléus’un idaresi altındaki İngiltere’deki Cambridge Üniversitesi’nde silikon hidridleri incelemek üzere Yeni Zelanda Shell lisansüstü bursunu kazandı. Marian ve Alan üniversitelerindeki şapelde, Sidney Sussex College’da evlendi. İskoçya’daki St. Andrews Üniversitesi Queens Koleji’nde kısa bir çalışma yürüttükten sonra, Pennsylvania Üniversitesi’nde Kimya Bölümü öğretim görevlisi olarak çalıştı. Gelecekteki arkadaşı ve meslektaşı, Pennsylvania Üniversitesi’nden Fizik Profesörü Alan J. Heeger’le tanışma fırsatı buldu. Bir vesileyle ofisine gelen Heeger ,Tapınak Üniversitesi’nden Kimya Profesörü olan Mort Labes’in oldukça iletken bir materyal üzerine bir makale yayınladığını bildirdi. Heeger’e formülünü sordu ve “sss-nnn-ex” cevabını aldı. Bir inorganik kimyager olarak, “(Sn)x” olarak bir yere yazdı ve Heeger’e “Tabii ki iletken olmasını beklersin, bu bir metal!” dedi. Heeger’in kağıda “Hayır, (Sn)x değil, (SN)x! ” yazdı ve bu birbirlerinin bilimsel dillerini öğrenmelerinin başlangıcıydı.Yeni Zelanda’daki yüksek lisans tez çalışması sırasında Heeger Alan’a altın kristaller olarak bazı (SN)x bileşikleri yapabilir mi diye sordu. Sonuçta başarılı oldular ve bu iletken polimer üzerinde birlikte birçok makale yayınladılar. Japonya’daki Kyoto Üniversitesi’nde Misafir Profesör olarak moleküler silikon bileşiklerini anlatırken, 1975’te Tokyo Teknoloji Enstitüsünü ziyaret etti ve (SN)x, Hideki Shirakawa’ya çalışmasını anlattı ve bir dersin ardından bir fincan yeşil çay ile sohbet ettiler. Alan, altın (SN)x’den bir örnek gösterirken Hideki Shirakawa gümüşi (CH)x örneklerini gösterdi. Gümüşi film poliasetileni nasıl yaptığını soran Alan, bunun sebebinin gruba yeni katılan yabancı bir öğrencinin yanlış anlaşılmasından kaynaklandığını öğrendi.
Shirakawa, sıradan asetilen kaynak gazını bir Ziegler-Natta katalizörü kullanarak polimerize ediyordu ve oldukça ilginç siyah-kahverengi bir toz elde ediyordu. Yeni öğrenciye, bu işi molar-molar olan bir katalizör konsantrasyonu kullanarak tekrarlamasını söyledi.
Birkaç gün sonra öğrenci geri döndü ve karıştırma çubuğunun balonun etrafında dolaşmayacağını söyledi. Shirakawa laboratuvara gitti ve siyah kahverengi toz yerine, yüzen gümüşi-pembemsi jöle parçaları vardı.
Shirakawa öğrencinin yaptıklarını sordu ve öğrenci, Shirakawa’nın söylediği gibi yaptığını söyledi; Katalizörü “x-molar” konsantrasyonuyla yapmıştı – başka bir deyişle, katalizörü Shirakawa’nın söylediğinden 1000 kat daha yoğun hale getirmişti! Bütün kimyagerlerin bildiği gibi, bir katalistin yalnızca bir kimyasal reaksiyon hızını arttırması ve ürünün niteliğini değiştirmemesinden dolayı, Shirakawa’nın dikkatini en çok bu durum çekmişti. Shirakawa, bu gümüşi poliasetilen formunu araştırmaya başladı.
MacDiarmid, altın (SN)x filmleri gibi materyalleri yönetmekle ilgilendiği için Shirakawa’ya Pennsylvania Üniversitesi’nde bir yıl çalışıp çalışamayacağını sordu.Çalışmak için geldiğinde gümüşi poliasetilen (CH)x’‘i daha saf hale getirmeye ve dolayısıyla iletkenliğini arttırmaya çalıştılar.Bununla birlikte, elementel analizle (CH)x‘i ne kadar fakir buldukça, iletkenliğinin de o kadar düşük olduğunu gördüler. Daha önce altın (SN)x maddesine brom ekleyerek iletkenlik çalışmaları yaptıklarından, belki de poliasetilendeki safsızlığın bir dopant olarak hareket ettiğini ve aslında poliasetilenin iletkenliğini azaltmaktan daha çok arttırdığını düşündüler. Bu nedenle gümüşi (CH)x filmlerine bir miktar brom ilave etmeye karar verdiler ve hemen oda sıcaklığında birkaç dakika içinde iletkenlik milyonlarca kez arttı. Daha sonra, materyali geliştirmek adına meslektaşları olan Alan Heeger ile işbirliği yaptılar ve bir çok çalışma yayınladılar. 2000 yılında Nobel Kimya Ödülü’ne layık görülen Alan ve arkadaşları ödülü paylaştılar.
