મેકડાયાર્મિડ, એલન જી. (જ. 14 એપ્રિલ 1927, માસ્ટરટન, ન્યૂઝીલૅન્ડ; અ. 7 ફેબ્રુઆરી 2007, પેન્સિલવેનિયા, યુ. એસ.) : રાસાયણિક રૂપાંતરણ દ્વારા ધાતુની માફક વિદ્યુતનું ઝડપથી સંવહન કરી શકે તેવા (સંશ્લેષિત ધાતુઓ તરીકે ઓળખાતા) પ્લાસ્ટિક બહુલકોની શોધ બદલ 2000ના વર્ષના રસાયણશાસ્ત્ર માટેના નોબેલ પુરસ્કારના સહવિજેતા. યુનિવર્સિટી ઑવ્ ન્યૂઝીલૅન્ડ-માંથી ઉચ્ચ શિક્ષણ મેળવ્યા બાદ તેમણે 1953માં વિસ્કોન્સિન યુનિવર્સિટી(મેડિસન)માંથી અને 1955માં યુનિવર્સિટી ઑવ્ કેમ્બ્રિજમાંથી રસાયણશાસ્ત્ર વિષયમાં પીએચ.ડી.ની પદવી પ્રાપ્ત કરી. તે પછી તેઓ યુનિવર્સિટી ઑવ્ પેન્સિલવેનિયાની ફૅકલ્ટીમાં જોડાયા અને 1964માં પ્રાધ્યાપક બન્યા. 1988માં તેઓ બ્લૅન્કાર્ડ પ્રોફેસર ઑવ્ કેમિસ્ટ્રી બન્યા.
1973માં મેકડાયાર્મિડે ધાત્વિક વીજવાહકતા ધરાવતા એક અસામાન્ય બહુલકી પદાર્થ (SN)X ઉપર સંશોધન શરૂ કર્યું. દરમિયાન 1974માં યુનિવર્સિટી ઑવ્ સુકુબા (Tsukuba) ખાતે શિરાકાવા અને તેમના સહકાર્યકરોએ આકસ્મિક રીતે પૉલિએસિટિલીનનું ચાંદી જેવી ફિલ્મના રૂપમાં સંશ્લેષણ કરેલું. જોકે આ પદાર્થ સ્પષ્ટ ધાત્વિકી દેખાવ ધરાવતો હોવા છતાં વિદ્યુતરોધક (insulator) હતો. એક વર્ષ બાદ મેકડાયાર્મિડની જાપાનની મુલાકાત દરમિયાન ટોકિયો ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ટૅક્નૉલૉજી ખાતે શિરાકાવાએ તેમને પૉલિએસિટિલીનના આ નવતર સ્વરૂપની જાણ કરતાં મેકડાયાર્મિડે કાર્બનિક સંવાહક બહુલકો ઉપર સંશોધન શરૂ કર્યું.
1977માં મેકડાયાર્મિડ, શિરાકાવા અને તે સમયે યુનિવર્સિટી ઑવ્ પેન્સિલવેનિયાના ભૌતિક વિભાગના એલન હીગરે યુનિવર્સિટી ઑવ્ પેન્સિલવેનિયા ખાતે સાથે મળીને સંશોધન કરવા દરમિયાન પૉલિએસિટિલીનને આયોડિનની બાષ્પ વડે ઉદભાસિત કર્યું (exposed). તેમનો આશય અર્ધવાહકોના સંવાહક ગુણધર્મો યોગ્ય માત્રામાં લાવવા માટે વપરાતી ડૉપિંગ (doping) વિધિની માફક બહુલકમાં અશુદ્ધિઓ દાખલ કરવાનો હતો. આયોડિન દ્વારા ડૉપિંગને કારણે પૉલિએસિટિલીનની સંવાહકતા એક કરોડ જેટલી વધી ગઈ અને તે ધાતુની માફક વિદ્યુતવાહક બન્યું. આ એક ઐતિહાસિક શોધ હતી.
આ શોધ અને ત્યારબાદનાં સંશોધનોએ દર્શાવ્યું કે કાર્બનિક બહુલકને ડૉપિંગ દ્વારા ધાત્વિક ક્ષેત્રમાં લાવી શકાય છે. આ ઘટના રસાયણશાસ્ત્ર અને ભૌતિક-વિજ્ઞાનના ક્ષેત્રમાં તદ્દન નવી અને અણચિંતવી હતી. આ શોધે સમગ્ર વિશ્વમાં આ બંને ક્ષેત્રોમાં અર્ધવાહકોના રસાયણશાસ્ત્ર, સંરચના અને ઇલેક્ટ્રૉનીય ગુણધર્મો અને ધાત્વિક કાર્બનિક બહુલકો વચ્ચેના આંતરસંબંધો વચ્ચે સંશોધન અંગેના જાણે દરવાજા ખુલ્લા મૂકી દીધા.
આ પછી તો વૈજ્ઞાનિકોએ અન્ય સંવાહક બહુલકો શોધી કાઢ્યા છે, જેમાં વિદ્યુતીય રીતે ઉત્તેજિત થતાં પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરતા બહુલકોનો સમાવેશ થાય છે. તેઓએ આ સમૂહના ચાવીરૂપ ગુણધર્મો પણ પ્રસ્થાપિત કર્યા છે. પૉલિએસિટિલીનમાં જેમ એસિટિલીન (HC ≡ CH) અણુઓ જોડાયેલા હોય છે તેમ બહુલકો પણ એકબીજા સાથે લાંબી શૃંખલામાં જોડાયેલા અણુઓના બનેલા હોય છે. સંવાહક બનવા માટે બહુલક પાસે તેના કાર્બન-કાર્બન માળખામાં એકાન્તરિક (conjugated) દ્વિબંધ (– C = C – C = C –) હોવા જોઈએ. આ ઉપરાંત પદાર્થ વધારાના – ઇલેક્ટ્રૉન અથવા ઇલેક્ટ્રૉન ન હોય તેવાં છિદ્રો રૂપે વીજભાર-વાહકો (charge carriers) ધરાવતો હોવો જોઈએ. સંવાહક બહુલકમાં અશુદ્ધિરૂપ પરમાણુઓ, અથવા ડૉપન્ટ્સો (dopants) આવા ઇલેક્ટ્રૉન અથવા છિદ્રો પૂરાં પાડે છે. બહુલકને વિદ્યુતપ્રવાહ-પસાર આપવામાં આવે ત્યારે આ પ્રવાહ ઋણભારિત ઇલેક્ટ્રૉનની ગતિને કારણે અથવા ધનભારિત કણ તરીકે વર્તતા છિદ્રોના સ્થાનાંતરણ(migration)ને લીધે વહે છે.
પુન: વીજભારણીય (rechargable) બૅટરીઓ, વીજચુંબકીય વ્યતીકરણ કવચન (electromagnetic interference shielding), સ્થિરવિદ્યુત પ્રતિકારી અપવ્યય (antistatic dissipation), સંક્ષારણ (corrosion), નિરોધન (inhibition), ચૌર્ય-વિનિયોગ (stealk applications), નમ્ય (flexible), ‘પ્લાસ્ટિક’ ટ્રાન્ઝિસ્ટરો અને વીજધ્રુવો, વીજસંદીપ્ત બહુલક પ્રદર્શકો (electroluminescent polymer displays) જેવાં ક્ષેત્રોમાં આ બહુલકોના ઉપયોગની ઘણી તકો રહેલી છે. આણ્વિક (molecular) ઇલેક્ટ્રૉનિક્સ જેવા નવા વિકસતા જતા ક્ષેત્રમાં પણ સંવાહક બહુલકો ઉપયોગમાં લઈ શકાય તેવી શક્યતા છે. આને કારણે કમ્પ્યૂટરોની ઝડપ વધશે તેમજ તેમનું કદ ઘટી જતાં તે કાંડાઘડિયાળમાં સમાઈ શકશે.
મેકડાયાર્મિડને હાલમાં તકનીકી ર્દષ્ટિએ અગત્યનો એવો સંવાહક પૉલિઍનિલિન બહુલક અને તેના અલ્પભાગો (oligomers) કે જે બહુલકમાં વધુ સંવહન પ્રેરી શકે અને તેના યાંત્રિક ગુણો વધારી શકે તેમાં રસ છે. દસ લાખે થોડાક ભાગ જેટલા હાજર હોય તેવાં બાષ્પશીલ કાર્બનિક સંયોજનો માટેના પ્રતિવર્તી (reversible) સંવેદકો(sensors)ના અભ્યાસ સાથે પણ તેઓ સક્રિયપણે સંકળાયેલા છે. ઉત્સર્જનકારી સ્તરમાં આયનિક જાતિ(species)ની અલ્પમાત્રિક (traces) હાજરીથી પ્રકાશ-ઉત્સર્જક કાર્બનિક બહુલકોના ઇચ્છનીય ગુણધર્મો કેવી રીતે વધારી શકાય તેના અભ્યાસમાં પણ તેઓ રસ ધરાવે છે. છેલ્લાં 20 વર્ષ થયાં તેઓ પૉલિએસિટિલીન અને પૉલિઍનિલિન જેવાં સંવાહક બહુલકોનાં પ્રક્રમણ, સંશ્લેષણ, વીજરસાયણ, તેમના ચુંબકીય અને પ્રકાશિક ગુણધર્મો સાથે ગાઢ રીતે સંકળાયેલા છે. તેમના સંશોધનના ફળસ્વરૂપે તેમણે 600 જેટલા સંશોધનલેખો પ્રકાશિત કર્યા છે અને 20 જેટલી પેટન્ટ લીધી છે. તેમણે રાષ્ટ્રીય અને આંતરરાષ્ટ્રીય એવી અનેક પદવીઓ અને ઍવૉર્ડ મેળવ્યાં છે. 1999માં તેમને અમેરિકન કેમિકલ સોસાયટીનો મટીરિયલ્સ કેમિસ્ટ્રી માટેનો ઍવૉર્ડ એનાયત કરવામાં આવેલો.
પ્રહલાદ બે. પટેલ