Manuel Ballester i Boix (Barcelona, 27 de juny de 1919 – 5 d’abril de 2005)
Científic català de renom mundial, es va dedicar a la investigació en química orgànica, descobrint un nou tipus de substàncies, els radicals lliures inerts i treballant també, entre d’altres línies d’investigació, en l’obtenció de plàstics conductors de l’electricitat.
Biografia
Neix a Barcelona el 1919. El seu pare, Manuel Ballester Vigo, funcionari de la companyia d’electricitat “Riegos y Fuerza del Ebro” de Barcelona, dedicava el seu temps lliure a conèixer com podia millorar els circuits radiotelefònics. Manuel Ballester va declarar el 2003, quan li va ser concedit el Premi de la Fundació Catalana per a la Recerca i la Innovació, que als seus 13 anys, aquelles activitats del seu pare li van fascinar profundament. Segons Javier Zuloaga, que ha escrit recentment (2009) una biografia de Manuel Ballester, el pare va llegar al fill un patrimoni intangible de curiositat, inconformisme i afany de superació personal (3).
Manuel Ballester es va educar a l’Institut Escola de Barcelona, que seguia l’esperit de la Institución Libre de Enseñanza, projecte pedagògic renovador de gran prestigi que es va desenvolupar a Espanya durant el mig segle anterior a la Guerra Civil. El director de l’Institut Escola i professor de química, Josep Estalella, va anar un dia a casa dels Ballester per dir-los que Manuel “havia de ser químic”, més que enginyer com pensava el pare fins aleshores.
Amb el parèntesi de la Guerra Civil, Manuel es va llicenciar en Química a la universitat de Barcelona el 1944 i es va doctorar a Madrid el 1948. Casat amb Montserrat Rodès, entre 1949 i 1951 va viure i investigar a Harvard, Boston, EUA, enviat per el seu director de tesi i mentor científic, el Dr. Josep Pascual Vila. El Dr. Pascual, va ser el creador de l’Institut de Química Orgànica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas a Barcelona i de l’anomenada “escola de química orgànica catalana”, de la que Manuel Ballester seria un dels seus principals exponents. Durant els dos anys d’estada a Harvard, Manuel va treballar amb Paul Bartlett, primeríssima figura de la química orgànica i la família Ballester Rodès va tenir ocasió de copsar l’estil de vida americana, tan diferent de la penúria amb la que es vivia a Espanya en els anys posteriors a la Guerra Civil. Tornat a Barcelona, comença la seva dedicació a l’Institut de Química Orgànica, que dirigia el Dr. Pascual i te el seu primer gran èxit en la síntesi del perclorotoluè, un potent agent de cloració, buscada per els investigadors des de feia 130 anys.
El 1961 la família Ballester es trasllada de nou als EUA, a Dayton, Ohio, on Manuel va treballar com professor visitant amb Leonard Spialter, director de la Secció de Química Orgànica del Laboratori d’Investigació Aeroespacial (OAR, sigles de Office of Aerospace Research). El contacte amb l’OAR ja venia de la seva primera època en EUA i la col·laboració es va materialitzar el 1958, establint un programa de recerca que es va desenvolupar durant quinze anys, fins el 1973, quan el president Nixon va decidir retallar els suports públics a la recerca privada. Aquesta col·laboració va permetre a l’Institut de Química Orgànica concedir beques i adquirir material per portar a terme una feina investigadora de primera línia mundial. Tornat a Barcelona el 1962, Manuel Ballester va continuar a l’Institut de Química Orgànica i és en aquesta època quan fa el seu principal descobriment: els radicals lliures inerts. Quan el 1971 es va jubilar el Dr. Pascual, el Dr. Ballester va ocupar la direcció de l’Institut.
Va tenir multitud de premis i distincions: el 1969 va elegit membre de la Real Acadèmia de Ciències de Madrid, el 1980, de la de Barcelona, el 1982, va rebre el Premi Príncep d’Astúries. Entre els anys 1967 i 1988, va ser nomenat en onze ocasions per el Premi Nobel de Química.
(1) (2) (3).
El primer gran èxit
L’any 1954 te lloc un dels grans descobriments del Dr. Ballester, la síntesi del perclorotoluè
(C6Cl5-CCl3). La síntesi es feia com aquelles operacions dels vells alquimistes, bullint durant moltes hores una solució a la que s’havia d’afegir a poc a poc i contínuament alguns reactius Carlos Molinet, el doctorand que portava la investigació i feia el treball de laboratori, va tenir un descuit en el curs de l’operació, amb el que es va formar una massa fosca i espesa, una “resinota” en el argot químic. El Dr. Ballester li va fer separar els components que pogués identificar en aquella massa, cosa que a Molinet li semblava poc menys que impossible. Però, pocs dies més tard, Molinet es va presentar entusiasmat al despatx de Ballester amb una pols cristal·lina, blanca, que l’anàlisi va demostrar que era la substància que buscaven. (3)
Radicals lliures inerts
Des de mitjans del segle XIX, amb els coneixements que s’anaven adquirint sobre les molècules orgàniques, aquelles que estaven formades per agrupacions d’àtoms formant cadenes i ramificacions, s’especulava sobre si els fragments de molècules (que anomenem radicals) podrien tenir existència lliure real i independent. Moses Gomberg, químic americà, anuncià el 1900 que havia obtingut un fragment de molècula orgànica, el radical trifenilmetil, en estat lliure. En realitat, es va demostrar després que havia obtingut el dímer d’aquest compost, o sigui, la unió de dos radicals que formen ja una molècula sencera i no un radical i que només en dissolució es dividia en els dos radicals.
Diferents tipus de radicals lliures neutres i exemple de positiu (catió) i negatiu (anió). Imatge Wikimedia Commons.
Des d’aleshores es van descobrir infinitat de radicals lliures que tenien però una vida molt breu, de fracció de segon a algunes hores, ja que reaccionaven amb molt facilitat amb les molècules del medi i particularment amb l’oxigen. La imatge mostra alguns exemples de radicals basats en el carboni i en l’oxigen.
El 1964 en els curs de les seves investigacions sobre cloració, apareix una nova substància d’un color vermell ataronjat, de la que sospiten pugui tractar-se d’un radical lliure de gran estabilitat. El fet de que un radical tingui un electró lliure, com el que es veu a les figures, li dona unes característiques magnètiques especials (paramagnetisme), de forma que fan la primera comprovació amb un potent electroimant, amb resultat positiu. L’anàlisi posterior confirma que es tracta del primer radical lliure inert, és a dir, estable. Aquesta estabilitat permet estudiar a fons els radicals lliures i les seves possibles aplicacions que el Dr. Ballester enumera inicialment: bateries elèctriques recarregables, lubricants i additius de pressió extrema, materials sintètics (compòsits), semiconductors orgànics, ….
(3)(4)
Una petita nota al marge, per posar de manifest la importància d’aquestes substàncies: en els darrers anys els radicals lliures han estat als mitjans de comunicació com les substàncies que contribueixen al procés d’envelliment, la producció de les quals depèn de l’alimentació, el regim de vida i l’exercici. L’eliminació dels radicals lliures s’aconsegueix amb el consum d’antioxidants presents, per exemple, a les fruites i verdures.
Plàstics conductors
O metalls orgànics com els anomenava Manuel Ballester. En un article publicat el juliol de 1985 a la revista “Materiales de construcción” (5), Ballester es referix al procediment per el que es pot fer conductor un plàstic o compost orgànic. Es tracta d’aprofitar fenòmens ben coneguts en química orgànica com la “deslocalització” o “ressonància” electrònica, que vindrien a ser les diferents posicions que podem assignar als electrons dins d’una molècula orgànica. La conducció es pot aconseguir dopant el plàstic, és a dir, introduint dins la seva estructura alguna substància que alteri la configuració electrònica i afavoreixi la conducció. Per exemple, cita Alan MacDiarmid, químic americà que dopa el plàstic poliacetilè amb pentafluorur d’arsènic. Ballester diu que aquest procés de dopat dona al plàstic el caràcter de radical lliure, i que ell i els seus col·laboradors l’han estudiat d’ençà 1967. El cas és que, en aquesta ocasió, la glòria del descobriment de la conducció dels plàstics se la van emportar el mateix Alan MacDiarmid, citat abans per Ballester, Alan Heeger, també americà i Hideki Shirakawa, japonès, que van ser guardonats amb el premi Nobel de 2000, per aquest descobriment. (5) (6).
(1) Real Acadèmia de Ciències i Arts de Barcelona
http://www.racab.es/academics/historics/numeraris-h/b/ballester
(2) Galeria de científics catalans. Secció de Ciències Biològiques de l’IEC.
http://scbcientifics.iec.cat/index.php?option=com_content&task=view&id=99&Itemid=1&lang=ca
(3) Javier Zuloaga, Fundació Catalana per a la Recerca i la Innovació. “Manuel Ballester Boix”. 2009. http://www.fcr.es/publi/Biografia_Ballester.pdf
(4) Manuel Ballester, Radicales lliures inerts, Accounts of Chemical Research, 1985, 18, 380-387
http://web.uvic.ca/~chem426/1985_ACR_Ballester_PTM.pdf
(5) Manuel Ballester. Metales orgánicos. Materiales de construcción. Vol. 35. num. 199. 1985.
http://materconstrucc.revistas.csic.es/index.php/materconstrucc/article/view/913
(6) Pàgina oficial dels Premis Nobel. Premi Química 2000.
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2000/
Emissió de Ràdio Banyoles, dins del programa d’Astrobanyoles
“Sopa d’estrelles” del 22 de maig de 2014.
Àudio de l’emissió