MACDIARMID ALAN G. (1927-2007)

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La carrière du chimiste néo-zélandais et américain Alan MacDiarmid, né à Masterton (Nouvelle-Zélande) le 14 avril 1927 et mort à Drexel Hill (Pennsylvanie) le 7 février 2007, illustre l'ambivalence de maintes découvertes scientifiques, à la fois fortuites et ancrées dans des faits acquis. Cet inventeur de nouveaux matériaux se vit décerner le prix Nobel de chimie en 2000, conjointement avec Alan J. Heeger (né en 1936) et Shirakawa Hideki (né en 1936), pour leur découverte de polymères électriquement conducteurs (1976). Ces derniers font l'objet d'applications en tout genre, qui vont de détecteurs de mines antipersonnel à des traceurs de l'origine des plants de café ; à ces petits émetteurs lumineux ubiquitaires que sont les diodes électroluminescentes, qu'il s'agisse de téléphones mobiles, d'appareils de photos numériques ou de rasoirs électriques ; ainsi qu'à des déchargeurs d'électricité statique pour la protection d'équipements électroniques.

Cette découverte était anti-intuitive. Les matières plastiques, à la différence des métaux, sont réputées être des isolants électriques. De fait, on les utilise couramment comme tels, autour des fils de cuivre des câbles électriques ordinaires. Ces trois chercheurs montrèrent qu'un polymère peut conduire l'électricité et servir de « métal synthétique ».

Issu d'un milieu modeste, Alan MacDiarmid vécut une enfance très heureuse en Nouvelle-Zélande. À l'âge de dix ans, il découvrit la chimie dans un vieux manuel scolaire de son père, ingénieur de profession. À seize ans, il devint aide de laboratoire au Victoria University College de Wellington. Dans ce cadre, il eut à préparer le tétranitrure de soufre, S4N4, un composé aux beaux cristaux orange. MacDiarmid, qui était et resta fasciné par les composés aux belles couleurs, continua à étudier ce dérivé et d'autres qui lui sont apparentés pour son travail de maîtrise (1949). Il quitta son pays en 1950 pour des études à l'université du Wisconsin, où il obtint en 1953 un doctorat en chimie inorganique. Une bourse de New Zealand Shell lui ayant été décernée, il partit pour l'université de Cambridge en Angleterre y étudier des hydrures du silicium, obtenant son second doctorat en 1955. Nommé à un poste d'assistant professor à l'université de Pennsylvanie, à Philadelphie, où se déroula toute la suite de sa carrière, il y fut promu professeur titulaire en 1988 seulement. À l'université de Pennsylvanie, MacDiarmid poursuivit ses études de dérivés du silicium, en particulier des hydrures de silicium, de métaux carbonyles siliciés, de monomères et polymères organosiliciés. Il reçut à ce titre le prix Frederic Stanley Kipping de la chimie du silicium en 1971.

Peu après, comme il préparait des cristaux d'aspect doré et de formule (SN)x, à l'instigation de son collègue physicien Alan J. Heeger, de la même université, son premier travail sur S4N4 lui revint en mémoire et lui fut utile. Ils étudièrent ensemble ce polymère conducteur. Lors d'une visite à T̄okȳo en 1975, MacDiarmid y rencontra le professeur Shirakawa, qui lui montra un échantillon argenté d'un autre polymère conducteur (CH)x, une forme de polyacétylène jusque-là inédite. Elle résultait d'une erreur d'un étudiant : s'étant trompé dans la quantité du catalyseur, de type Ziegler-Natta, employé dans une proportion environ mille fois trop élevée, celui-ci avait obtenu ce polymère à l'aspect métallique surprenant.

MacDiarmid invita son collègue nippon dans son laboratoire américain. Ils commencèrent à étudier ce polyacétylène conducteur. MacDiarmid avait déjà noté que doper (SN)x par du brome en augmentait la conductivité électrique. Lorsqu'ils firent de même avec le polyacétylène, la conductivité du polymère augmenta d'un facteur de plusieurs millions. Le recours à l'iode, élément halogène lui aussi capable d'oxyder le polyacétylène, augmenta la conductivité d'un facteur 108 (1976). La conductivité de ce matériau organique dopé devient alors comparable à celle de l'argent. Le gros avantage des polymères conducteurs est leur prix de revient, très largement inférieur à celui d'un métal, puisqu'ils sont issus de la chimie du pétrole. La collaboration avec Heeger reprit, pour caractériser le nouveau matériau. Elle s'interrompit en 1982, lorsque Heeger quitta l'université de Pennsylvanie. MacDiarmid se mit alors à collaborer avec un autre physicien, Arthur J. Epstein, de l'u [...]

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  • : professeur honoraire à l'École polytechnique et à l'université de Liège (Belgique)

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Pierre LASZLO, « MACDIARMID ALAN G. - (1927-2007) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 avril 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/alan-g-macdiarmid/