A los 90 años murió Hideki Shirakawa, el Nobel que convirtió el plástico en conductor de electricidad

La muerte de Hideki Shirakawa, premio Nobel de Química en el año 2000, reavivó la historia del científico japonés que ayudó a demostrar que ciertos plásticos podían conducir electricidad, un hallazgo que cambió el campo de los polímeros conductores y abrió aplicaciones posteriores en electrónica. El investigador falleció a los 90 años en un hospital de Yokohama, la ciudad donde residía.

Hideki Shirakawa nació el 20 de agosto de 1936 en Tokio y estaba afiliado a la Universidad de Tsukuba, en Japón, cuando recibió el Premio Nobel de Química. Compartió la distinción con Alan J. Heeger y Alan G. MacDiarmid, y obtuvo un tercio del galardón.

El Nobel reconoció un avance que convirtió a ciertos plásticos en materiales conductores

La motivación oficial del premio señaló que Shirakawa fue distinguido “por el descubrimiento y desarrollo de los polímeros conductores”. La formulación resume un cambio de enfoque sobre materiales asociados de manera habitual a los plásticos, que en condiciones normales no conducen electricidad.

El desarrollo de ese campo tomó forma a fines de la década de 1970, cuando Shirakawa y sus colegas demostraron que ciertos polímeros podían adquirir conductividad bajo condiciones específicas. La Academia Sueca de Ciencias destacó entonces que esa línea de trabajo tenía aplicaciones en áreas como células solares, teléfonos móviles y pantallas de pequeño formato.

Ese reconocimiento colocó a Shirakawa entre los científicos japoneses de mayor visibilidad internacional de su tiempo, aunque su propio relato sobre el hallazgo se apartó de la idea de un avance lineal. Tras conocerse la concesión del Nobel, el químico dijo que parte del descubrimiento había tenido un componente casual y llegó a expresar dudas sobre si merecía la distinción.

Takayama marcó la infancia en la que empezó su vínculo con la ciencia

Según la ficha oficial de Nobel Prize, Shirakawa vivió desde tercer grado de primaria hasta el final de la secundaria en Takayama, una ciudad del centro de Japón con menos de 60.000 habitantes por entonces, adonde su familia se estableció en 1944, en los últimos meses de la guerra.

En ese entorno, pasaba el tiempo coleccionando insectos y plantas y construyendo radios. Fue allí donde empezó a consolidarse su afinidad por la ciencia. También evocó un ensayo escolar escrito en su último año de secundaria, en el que decía querer convertirse en científico e investigar plásticos útiles para la vida cotidiana. Ese texto se perdió durante años y volvió a aparecer de una manera inesperada.

Shirakawa relató que, después del anuncio del Nobel del año 2000, los diarios japoneses reprodujeron aquel escrito juvenil. Según contó en esa autobiografía, habían pasado 45 años desde que lo redactó hasta que pudo leerlo otra vez completo.

Su carrera académica comenzó en Tokio y derivó hacia la química de polímeros

Shirakawa era el tercero de los hijos de Hatsutarou, médico, y Fuyuno, hija del sacerdote principal de un templo budista. Su formación universitaria comenzó en abril de 1957, cuando ingresó al Instituto Tecnológico de Tokio.

Al iniciar sus estudios superiores, dudaba entre tres áreas: química de polímeros, horticultura y electrónica. Finalmente se orientó hacia la primera. Durante la licenciatura estudió sobre todo química aplicada y, en el último tramo de la carrera, intentó incorporarse a un laboratorio dedicado a la síntesis de nuevos polímeros. No pudo hacerlo por la cantidad de postulantes y terminó en un grupo enfocado en física de polímeros, una experiencia que después consideró decisiva para su trabajo posterior.

En marzo de 1966 obtuvo el doctorado en Ingeniería. Ese mismo año se casó con Chiyoko Shibuya, con quien tuvo dos hijos. También en 1966 comenzó el trabajo con poliacetileno que, tiempo después, lo llevaría al Nobel.

Un resultado imprevisto en el laboratorio abrió el camino del poliacetileno en película

El objetivo inicial de aquellas investigaciones era estudiar el mecanismo de polimerización del poliacetileno con catalizadores Ziegler-Natta. Sin embargo, uno de los episodios que marcaron su carrera surgió a partir de un resultado inesperado: en lugar del material negro en polvo que los químicos obtenían de forma habitual, apareció una película irregular.

Shirakawa revisó una y otra vez las condiciones del experimento hasta detectar el factor decisivo. La concentración del catalizador había sido muy superior a la prevista, en una proporción de mil veces más alta que la esperada. Esa diferencia aceleró la reacción y permitió que el gas acetileno se polimerizara sobre la superficie del catalizador en forma de película fina.

El poliacetileno tenía dos propiedades que favorecían ese resultado: era insoluble en los disolventes y, visto al microscopio, estaba compuesto por microfibras largas entrelazadas. Más tarde, mediante mediciones espectroscópicas, su equipo determinó la estructura molecular de esa película delgada.

La colaboración en Pensilvania fue decisiva para observar el salto de conductividad

La aparición de aquella película plateada llamó la atención de Alan G. MacDiarmid, quien invitó a Shirakawa a trabajar en Estados Unidos. En septiembre de 1976, el químico japonés viajó a la Universidad de Pensilvania, donde también trabajaba Alan J. Heeger.

En su autobiografía, recordó con precisión el 23 de noviembre de 1976, cuando participó junto con el investigador posdoctoral C. K. Chiang en una medición de conductividad eléctrica del poliacetileno tras añadir bromo. El aumento fue tan rápido que los electrómetros no pudieron ajustarse al rango necesario.

La conductividad del material se volvió 10 millones de veces mayor que antes de la adición del bromo. Shirakawa identificó ese episodio como la primera observación del efecto del dopaje químico, una pieza central en el desarrollo posterior de los polímeros conductores.

Tsukuba concentró gran parte de su trayectoria científica en Japón

En noviembre de 1979, Shirakawa se trasladó del Instituto Tecnológico de Tokio al Instituto de Ciencia de Materiales de la Universidad de Tsukuba, donde asumió como profesor asociado. En octubre de 1982 fue ascendido a catedrático y continuó trabajando con poliacetileno y otros materiales del mismo campo.

La universidad ocupó un lugar central en su trayectoria. Además de la tarea de investigación, su biografía señala que fue catedrático de la Escuela de Posgrado en Ciencias e Ingeniería entre 1991 y 1993 y vicerrector del tercer grupo de facultades entre 1994 y 1997. Al momento del Nobel, en 2000, su afiliación oficial seguía siendo esa institución japonesa.

Shirakawa destacó dos aportes de la etapa en Tsukuba. Uno fue la preparación de películas orientadas de poliacetileno, útiles para estudiar propiedades unidimensionales del material. El otro fue la síntesis de polímeros conjugados de cristal líquido con características ópticas y térmicas particulares.

El reconocimiento de 2000 llegó al final de su vida académica activa

Shirakawa se retiró de la Universidad de Tsukuba a finales de marzo de 2000, el mismo año en que recibió el Nobel. Su biografía publicada por la fundación sueca indica que, desde entonces, se apartó de la investigación científica y de otras actividades docentes.

Ese año también acumuló otros reconocimientos en Japón. Entre ellos figuran la distinción como Persona de Mérito Cultural y la Orden de la Cultura, según el repaso biográfico incluido por Nobel Prize. Antes había recibido premios de la Sociedad de Ciencia de Polímeros de Japón por sus investigaciones en ese campo.

La noticia de su muerte cerró la trayectoria de un químico que vinculó un episodio experimental imprevisto, una colaboración internacional y décadas de trabajo universitario con uno de los desarrollos más citados de la ciencia de materiales del siglo XX.