Нобелови лауреати – 1963 година

Джулио Ната (Giulio Natta)

26 февруари 1903 г. – 1 май 1979 г.

Нобелова награда за химия (заедно с Карл Циглер)

(За откритията му в областта на химията и технологията на високомолекулните полимери.)

Италианският химик Джулио Ната е роден в семейството на известния адвокат и съдия Франсиско Ната и Елена (Чреспи) Ната в Империя, курортно градче на брега на Средиземно море. Момчето расте в намиращия се наблизо град Генуа. На дванадесет години прочита за първи път книга по химия. Тази наука събужда извънредния му интерес. Като завършва през 1919 година средно училище с научен профил в Генуа, Ната постъпва в Генуезкия университет, за да учи математика, но скоро се мести в Миланския политехнически институт в търсене на такава научна област, която да предлага повече възможности за практическо приложение на получените знания. Подходящо съчетание на теория и практика той намира в химическата технология. През 1924 г. Миланският политехнически институт му присъжда докторска степен.

Като остава да работи в института, Ната преминава за три години пътя от преподавател до професор. През този период провежданите от него изследвания засягат определянето на структурата на твърдите неорганични вещества с помощта на дифракция на рентгеновите лъчи. През 1932 г. Ната посещава Фрайбургския университет в Германия, за да проучи относително новия метод електронография (дифракция на електрони). Във Фрайбург той се запознава с Херман Щаудингер и с неговата работа в областта на химията на полимерите – съединения, чиито огромни молекули са вериги, състоящи се от голям брой повтарящи се молекулни звена, наречени мономери. Като използва резултатите от своите изследвания в химията на полимерите, Ната преминава от неорганична към органична химия.

Връщайки се през 19333 г. в Италия, Ната заема длъжността професор и директор на Института по обща химия към университета в Павия. След две години той става ръководител на катедрата по физическа химия в Римския университет, а през 1937 г. е назначен за професор по промишлена химия и директор на Института по промишлена химия към Торинския политехнически институт. Назначаването му за професор и директор на Научно-изследователския център по промишлена химия през 1938 година го връща обратно в Милано.

Интересът на Ната към химията на полимерите съвпада по време с приетата от италианското правителство преди Втората световна война програма, насочена към самоосигуряването с определени жизнено важни ресурси. И през 1938 г. Ната получава предписание да оглави научните изследвания в областта на изкуствените заменители при предметите за потребление, особено на каучука. По време на войната ученият се занимава и с каталитичния синтез на такива важни химически вещества като метанола, бутадиена, формалдехида и масления алдехид. След войната едрата миланска химическа компания „Монтекатини“ започва да субсидира неговата работа.

Ната използва резултатите от изследванията, проведени от немския химик Карл Циглер, който също се интересува от катализата на полимерите. Като слуша през 1952 г. във Франкфурт лекция на Циглер, той проучва допълнително механизма на реакцията полимеризация (съединяване на два или повече мономера и образуване на полимер), като едновременно с това прави и паралелни изследвания. През следващата година Циглер открива, че определени неорганични катализатори, такива като титанов тетрахлорид, в съчетание с алуминиеви алкили действат като катализатори при полимеризацията на етилена (един от наситените въглеводороди). Полученият от него полиетилен с висока плътност притежава желаните свойства, значително превъзхождащи тези, които има полученият по-рано полиетилен с ниска плътност. Тогава Ната обръща внимание на следващия по величина олефин (представител на наситените въглеводороди) – пропилена, страничен продукт, който се образува при преработката на нефт и струва десет пъти по-евтино от етилена. През 1954 г. той и неговите колеги откриват метод за каталитична полимеризация на пропилена, подобна на открития от Циглер метод за полимеризация на етилена. Ната открива, че новият полимер е здрав, притежава висока точка на топене, висока степен на кристализация и в много отношения превъзхожда високоплътния полиетилен, получен от Циглер.

Като използва знанията си по физическа химия, Ната подлага на рентгенография и електронография новия полипропилен, за да установи неговата молекулярна структура. Резултатите от изследванията показват, че катализаторите на Циглер (известни оттогава като катализатори на Циглер-Ната) предизвикват образуване на макромолекули с необикновено регулярни атомни пространствени съотношения – така наречените стереорегулярни полимери. Този метод за катализа става ключ към опознаването на забележителните свойства на тези полимери. Що се отнася до полипропилена на Ната, всички странични вериги на всяко мономерно звено в него са разположени от едната страна на молекулата, а не са ориентирани безразборно, като например при съществуващите още тогава пластмаси с по-ниско качество. Когато Ната моли своята съпруга (преди женитбата – Росита Бенати), професор по литература в Миланския университет, да намери подходящо наименование за описание на тази структура, тя предлага термина „изотактическа“ (означаващ „всичко на едната страна“) и този неологизъм влиза моментално в химическата литература.

Съпроводен от високопоставен официален представител на компанията „Монтекатини“, Ната пътува през юни 1956 г. до Ню Йорк, където по време на пресконференция обявява за откриването на изотактическия полипропилен.

От неговото съобщение следва, че материалът може да бъде отлят или щампован във вид на твърди предмети, от него могат да се образуват нишки, здрави като найлоновите, и въпреки това достатъчно леки, за да се държат на повърхността на водата, или фолио, прозрачно като целофана. Скоро в Италия започва промишлено производство на полипропилен, а по-нататък разрешение за използване на технологията е дадено на всичките страни по света.

Продължавайки изучаването на каталитичната полимеризация, Ната постига значителен прогрес в разбирането на механизма на реакцията, в разработването на нови технологии и в получаването на нови материали. Сред многообразието от пластмаси, създадени в резултат от неговите изследвания, са новият полистерол и полибутадиен. Работата на Ната „въоръжава“ учените в областта на химията на полимерите с възможността да контролират строго точността на размерите и формите на анализираните от тях макромолекули.

Ната и Циглер се допълват идеално. Ако Циглер е типичен химик-органик, интересуващ се преди всичко от чистата наука, Ната подхожда към химията на полимерите преди всичко от позициите на физиката. Освен това той се интересува както от научните аспекти, така и от проблемите на промишленото производство.

Извънредно настойчив и работоспособен изследовател, Ната е известен като мек, приятен и общителен човек, който обича много природата. Той се жени за Росита Беати през 1935 г. Семейството има син и дъщеря. През последните две десетилетия от своя живот Ната е все повече ограничен в своята дейност заради болестта на Паркинсън. Умира в Бергамо.

Освен с Нобелова награда Ната е удостоен с медала Лавоазие на Френското химическо дружество (1936 г.) и златния медал Ломоносов на Академията на науките на СССР (1969 г.). Присвоени са му почетни степени от университетите в Торино, Майнц, Генуа, Белгийския и Парижкия университет, а също така от Бруклинския политехнически институт в Ню Йорк. Ученият е член на Италианската национална академия на науките и почетен член на Нюйоркската академия на науките.

Превод от руски: Павел Б. Николов