美国加利福尼亚大学圣 · 巴巴拉分校的艾伦 · 黑格(Alan Heeger)、宾夕法尼亚大学的艾伦 · 马克迪尔米德(Alan MacDiarmid)和日本筑波大学的白川英树(见图)由于发现了塑料也可以导电,而分享了今年的诺贝尔化学奖——这一发现具有重大的应用价值。目前导电塑料已经广泛地应用于许多工业领域,如移动电话的彩色显示装置、抗电磁辐射的计算机视保屏等。将来,人们还可以利用此项发现来制造用单分子;组成的计算机器件和廉价的大面积太阳能电池。

发现导电塑料,最初是一件非常偶然的事情。70年代初,白川英树的一个学生在做实验时一不小心在一批聚乙炔塑料的配料中加入了过量的催化剂,结果却产生了亮晶晶的银色薄膜。1975年,白川英树在马克迪尔米德访问筑波大学期间把这一发现告诉了他。白川说道:“当时马克迪尔米德看到这个现象时,感到非常吃惊。”

那时,马克迪尔米德和黑格(当时他也在宾夕法尼亚大学工作)正在用无机聚合物制成的类金属薄膜做实验。他们想更详细地了解在绝缘体变成导体的过程中发生了什么变化。黑格说,我们之所以对无机聚合物感兴趣,那是因为它们能够显示出这些变化来:可是它们却不如有机聚合物那样容易变化。所以当马克迪尔米德回到宾夕法尼亚,把白川的工作告诉黑格时,黑格说道:“这正是我们所期望的!”

后来,马克迪尔米德邀请白川访问宾夕法尼亚大学。在那里,他们立刻着手进行改变聚合物导电性的研究。他们一次又一次地做实验,并反复测试实验结果。有一次,他们用碘蒸气氧化这种薄膜,他们知道这样做会改变薄膜的光学性质。但是,他们同时还发现:薄膜的电导率忽然间猛增了1000万倍。聚乙炔与当时已经发现了的其他导电聚合物一样,是链状分子,各单体之间由双键和单键交替连接。剩余电荷在加入分子(正如在氧化过程中所发生的那样)之后,可以比较容易地沿着交替的化学键跳跃。就这样,以他们的这一发现为起点,一个崭新的领域生机勃勃地发展起来了,至今仍方兴未艾。

虽然,这3位由诺贝尔奖评选委员会选出的科学家在化学界有广泛的赞誉,他们获奖实属当之无愧。但是,普林斯顿大学的材料学家斯蒂芬 · 福里斯特(Stephen Forrest)认为评选还是“相当有争议的”。月前,导电塑料的许多应用都是基于最近发现的,与黑格、马克迪尔米德和白川当初研究的金属聚合物相近的一些聚合物,它们的行为与硅以及其他半导体相类似。新泽西朗讯技术公司贝尔实验室的化学家包振安(音译)说道:“虽然现在的研究更集中于半导体聚合物,但它们都是建立在(黑格、马克迪尔米德和白川的)早期概念之上的。”这些议论根本抑制不住获奖者内心的喜悦。黑格说道:“这个星期真是太美好了。”他认为这次获奖“完全是一个惊喜。”马克迪尔米德说,当朋友把从因特网上获知的消息告诉他时,他简直不敢相信那是真的。他说:“我想那肯定是个恶作剧。可是后来我又陆续收到从法国和德国打来的电话,这时我才意识到那可能是真的。”在日本,人们的情绪尤其高涨。白川是日本19年来第一次获得诺贝尔化学奖的科学家。消息发布的次日早晨,日本各大媒体纷纷在主要版面报道白川获奖的消息。他们希望这次白川的获奖能够成为一味催化剂,来“更新国家破烂不堪的科研设施”。

[Science,2000年10月20日]