શિરાકાવા હિડેકી

શિરાકાવા હિડેકી (જ. 20 ઑગસ્ટ 1936, ટોકિયો, જાપાન) : વીજસંવાહક બહુલકોની શોધ અને તેમના વિકાસ બદલ 2000ના વર્ષના રસાયણશાસ્ત્ર માટેના નોબેલ પુરસ્કારના સહવિજેતા. ટોકિયો ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ટેક્નૉલોજીમાંથી 1966માં પીએચ.ડી. પદવી મેળવ્યા બાદ શિરાકાવા તે જ વર્ષે યુનિવર્સિટી ઑવ્ સુકુબાના ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ મટીરિયલ્સ સાયન્સના અધ્યાપક તરીકે જોડાયા અને 1982માં ત્યાં રસાયણશાસ્ત્રના પ્રાધ્યાપક બન્યા. તેઓ 20 કરતાં વધુ વર્ષો સુધી આ સંસ્થામાં રહ્યા છે અને પોતાનું જીવન સંશોધન અને શિક્ષણકાર્યને સમર્પિત કર્યું છે. વિદ્યુતઅવાહક એવા પૉલિએસેટિલીનને વિદ્યુતવાહક પદાર્થમાં ફેરવી શિરાકાવાએ બહુલક વિજ્ઞાન(polymer science)ના ક્ષેત્રે અપૂર્વ કહી શકાય તેવી દિશા ખોલી છે.

રોજિંદા ઉપયોગમાં લેવાતાં રબર, પ્લાસ્ટિક વગેરે બહુલકો સામાન્ય રીતે વિદ્યુતના અવાહકો હોય છે. ઝીગ્લર-નાટ્ટા ઉદ્દીપકની શોધ બાદ નાટ્ટા અને સહકાર્યકરોએ 1958માં એસેટિલીનમાંથી પૉલિએસેટિલીન (CH)x બનાવવાનો પ્રયત્ન કર્યો. પ્રક્રિયાની મુખ્ય નીપજ તરીકે કાળો, અર્ધસ્ફટિકમય પાઉડર મળ્યો. 1971માં શિરાકાવા અને ઇકેડાએ જોયું કે એક અન્ય રીતે પણ પૉલિએસેટિલીન મેળવી શકાય છે, જે બહુસ્ફટિકીય (polycrystalline) / નમ્ય (flexible) ફિલ્મ રૂપે મળે છે. 1971-74 દરમિયાન આ અંગે તેમણે સારું એવું સંશોધન કર્યું. તેમની શોધે પૉલિએસેટિલીનના રસાયણશાસ્ત્ર અને ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ક્રાંતિ આણી અને વીજવાહક બહુલકોના ક્ષેત્રને ખુલ્લું મૂક્યું. શિરાકાવા પૉલિએસેટિલીન [S(CH)x] તરીકે કેટલીકવાર ઓળખાતા આ પદાર્થની શોધ તેઓ ટોકિયો ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ટેક્નૉલોજીની કેમિકલ રિસોર્સીઝ લૅબોરેટરીમાં સંશોધક સહાયક હતા ત્યારે એક આકસ્મિક ભૂલને લીધે  બહુલકના સંશ્ર્લેષણ વખતે 1,000 ગણો વધુ ઉદ્દીપક ઉમેરાઈ જવાથી થઈ હતી. પણ તેને કારણે ચાંદી જેવી સુંદર ફિલ્મ મળી જેના કેટલાક ગુણધર્મો ધાતુઓ કરતાં પણ વધુ સારા હતા.

1975માં જાપાન ખાતે ભરાયેલ એક આંતરરાષ્ટ્રીય કૉન્ફરન્સ દરમિયાન શિરાકાવાએ આ શોધ અંગે ફિલાડેલ્ફિયાની યુનિવર્સિટી ઑવ્ પેન્સિલ્વેનિયાના પ્રો. મૅકડાયાર્મિડને વાત કરતાં મૅકડાયાર્મિડે તેમને પેન્સિલ્વેનિયા યુનિવર્સિટીમાં પોસ્ટડોક્ટરલ ફેલો તરીકે સહસંશોધન માટે આવવાનું આમંત્રણ આપ્યું. ત્યાં મૅકડાયાર્મિડ, શિરાકાવા અને ભૌતિકશાસ્ત્ર વિભાગના એલન હીગરે અવાહક બહુલકોમાં સંવાહકતાના ઉદ્ભવની કાર્યરીતિ અંગે સાથે કામ કર્યું અને એવા તારણ ઉપર આવ્યા કે ડોપિંગ દ્વારા હેલોજન બાષ્પ વડે ઉપચયન કરી પૉલિએસેટિલીનનું રૂપાંતરણ કરવાથી તેમાં વાહકો (carriers) દાખલ કરી શકાય છે. 1977માં શિરાકાવા, મૅકડાયાર્મિડ અને અન્યોએ તેમની શોધ ‘ધ જર્નલ ઑવ્ કેમિકલ સોસાયટી, કેમિકલ કૉમ્યુનિકેશન્સ’માં પ્રકાશિત કરી. બહુલક રસાયણના ક્ષેત્રે આ શોધ મહત્વની ગણાઈ છે અને આ ક્ષેત્રે તેનો સારો એવો વિકાસ થયો છે.

એકાંતરિક બહુલકો (conjugated polymers) અંગે છેલ્લા બે દાયકા દરમિયાન થયેલાં સંશોધનોને કારણે તેમની ઉપયોગિતા રસપ્રદ નીવડી છે. દા.ત., પ્રકાશ ઉત્સર્જક ડાયૉડ (LED), સૌર કોષો (solar cells), ટ્રાન્ઝિસ્ટર્સ, હોલોગ્રાફિક સ્ટોરેજ (holographic storage), રાસાયણિક અને જૈવિક સંવેદકો (sensores), વીજધારિત્રો (capacitors), ઍન્ટિસ્ટેટિક (antistatic) આવરણો (coatings), વીજચુંબકીય વ્યતિકરણ – પરિરક્ષણો (electromagnetic interference shieldings), સંક્ષારણ પ્રતિરોધક (corrossion resistant) આવરણો, વાયુ અને પ્રવાહી માટેનાં અલગન-પટલો (separation membranes), કૃત્રિમ સ્નાયુઓ (artificial muscles), શિલાછપાઈ અશ્મમુદ્રણ (lithography) અને ધાતુલેપન (metallisation), પ્રકાશ-ઇલેક્ટ્રૉનિક પ્રયુક્તિઓ (photoelectric devices), ઝેરોગ્રાફિક ફોટોરિસેપ્ટરો, સંપૂર્ણ-બહુલકી એવા ઇલેક્ટ્રૉનિક પરિપથ (circuit) વગેરેમાં.

એમ કહેવાય છે કે આ શોધ 21મી સદીમાં હાલમાં વપરાતા સિલિકોન આધારિત ઇલેક્ટ્રૉનિક્સમાંથી બહુલક આધારિત ઇલેક્ટ્રૉનિક પરિપથ અને તેથી આગળ વાસ્તવિક અણુઆધારિત (real molecular based) નૅનો-સ્કેલ ઇલેક્ટ્રૉનિક પરિપથ તરફ આગળ વધશે. આથી ઇલેક્ટ્રૉનિક પરિપથનાં પરિમાણો 200 નૅ.મી.થી ઘટીને 1 નૅ.મી. થઈ જશે અને કમ્પ્યૂટરની ઝડપ તથા યાંત્રિક સ્મૃતિ (dynamic memory) 106 ગણી વધી જશે.

પ્ર. બ. પટેલ