世界著名化学家

白川英树

投稿作者 漂泊

白川英树(Hideki Shirakawa),日本著名化学家,第一种导电聚合物聚乙炔的发现者,因其在导电高分子领域的开创性贡献,他与艾伦·黑格、艾伦·马克迪尔米德一起分享了2000年的诺贝尔化学奖。

经历

  • 1961年在日本东京工业大学聚合体化学专业取得学士学位。
  • 1963年在日本东京工业大学聚合体化学专业取得硕士学位。
  • 1966年在日本东京工业大学聚合体化学专业取得工学博士学位。
  • 1966-1979年日本东京工业大学资源利用研究学会、研究实验室。
  • 1976-1977年宾夕法尼亚大学化学系,博士后。
  • 1979-1982年筑波大学材料科学学院副教授。
  • 1982-2000年筑波大学材料科学学院教授。
  • 1991-1993年筑波大学研究生院科学与工程学位委员会主席。
  • 1994-1997年筑波大学第三学群教务长。
  • 2000年4月退休,筑波大学退休教授。
  • 2001-2002年日本内阁科技政策理事会成员。

所获荣誉

  • 1979-2000《SyntheticMetals(Elsevier)》地区编辑。
  • 2001-《SyntheticMetals(Elsevier)》退休名誉地区编辑。
  • 1983年5月日本聚合体协会奖(1982)。
  • 2000年5月日本聚合体协会,聚合体科学促进组织“杰出服务奖”(1999)。
  • 2000年11月《PersonofCulturalMerits》和《OrderofCulture》奖。
  • 2000年12月2000年诺贝尔化学奖。
  • 2002年1月日本学院奖。

Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid, and Hideki Shirakawa

 

主要研究工作及学术成就

白川英树主要的研究领域是导电聚合物材料,他对导电聚合物研究的主要贡献在于他首次合成出高性能的膜状聚乙炔。他发明了一种用改性的齐格勒·纳塔型催化剂,在高浓度下得到具有金属光泽的膜状聚乙炔的有效方法。采用该方法所制得的聚乙炔是一种结构相当规整的半导体材料,具有有较高的结晶度,并且有利于掺杂。

白川英树在后续工作中通过碘掺杂实现了第一个全有机导电聚合物,碘掺杂聚乙炔的导电性提高了7个数量级。这一结果震惊了世界,它标志着导电聚合物这一高分子科学的重要分支的大门被打开了,白川英树也因此与同样在导电聚合物领域做出突出贡献的艾伦·黑格和、艾伦·马克迪尔米德共同获得了2000年的诺贝尔化学奖。

导电聚合物可以用于制造“合成金属”、分子导线,在柔性显示、集成电路等领域具有巨大的应用前景,潜力巨大。

聚乙炔结构式聚乙炔样品聚乙炔导电薄膜

 

评论与其他

  1. 导电聚乙炔的发明其实源于一次实验失误,在一次聚合实验中,白川英树的一位学生误将高于正常用量1000倍的催化剂加入反应体系,这在催化溶液的表面上形成一层具有银白色光泽的膜状物。白川英树注意到了这个奇怪的现象,他以此作为切入点,进行了深入细致的研究,终于发现了用一种改性的齐格勒纳塔型催化剂,在高浓度下得到具有金属光泽的膜状聚乙炔的有效方法。
  2. 大约与白川英树研究聚乙炔薄膜导电性的同时,美国宾夕法尼亚大学化学系的马克迪尔米德教授从1973年开始,也一直在从事着不同寻常的导电无机聚合物(SN)x的研究。1975年,马克迪尔米德在日本东京报告了他们的研究工作,并展示出他们制得的无机聚合物(SN)x的金黄色晶体和薄膜。在会间休息时,白川英树与马克迪尔米德相遇,再一次详细观看了马克迪尔米德的样品,同时也将自己的银白色聚乙炔薄膜样品展示给马克迪尔米德。当时,两位素不相识的化学家都被对方的样品所迷住,马克迪尔米德立即邀请白川英树去美国宾夕法尼亚大学与他和黑格合作研究。1976年,白川英树应马克迪尔米德的邀请赴美国宾夕法尼亚大学与黑格、马克迪尔米德合作研究半导性聚乙炔膜电导性的改进问题。经过了无数个日日夜夜的实验与失败,白川英树通过碘掺杂终于实现了世界上第一个全有机导电聚合物——碘掺杂聚乙炔,他具有接近金属的导电性,震惊世界。

代表性论文

  1. Shirakawa H, Louis E J, MacDiarmid A G, et al. Synthesis of electrically conducting organic polymers: halogen derivatives of polyacetylene, (CH)x. J ChemSoc, ChemCommun,1977, 16, 578.DOI: 1039/C39770000578
  2. Chiang, C. K., Fincher Jr, C. R., Park, Y. W., Heeger, A. J., Shirakawa, H., Louis, E. J., … & MacDiarmid, A. G. (1977). Electrical conductivity in doped polyacetylene. Physical review letters39(17), 1098.DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.40.1472

参考文献

  1. 诸平, 张文根. 白川英树与导电聚合物的发现[J]. 大学化学, 2003, 18(1): 60-62.
  2. 周襄楠, 卫未. 一个诺贝尔奖得主的科学之路——记白川英树先生[J]. 国际人才交流, 2004 (7): 16-17.
  3. Shirakawa H. The discovery of polyacetylene film: the dawning of an era of conducting polymers (Nobel lecture)[J]. Chem. Int. Ed.,2001, 40: 2574-2580.DOI: 10.1002/1521-3773(20010716)40:14<2574::AID-ANIE2574>3.0.CO;2-N
  4. Hideki Shirakawa – Facts (Nobel Prize)

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