Giulio Natta

Nota biografica in occasione del centenario della nascita

 

La cerimonia di assegnazione dei Premi Nobel è tra le più formali che si possano immaginare. Condotta alla presenza dei reali svedesi, la cerimonia assume l'aspetto e le cadenze di un rito, per gli abiti, le decorazioni, i ritmi solenni. Giulio Natta ricevette il Premio Nobel per la chimica il 12 dicembre 1963, condividendo questo onore con il chimico tedesco Karl Ziegler, e come in tutte le volte precedenti i neo-laureati furono presentati alle "Loro Maestà", e al resto del pubblico, da un membro dell'Accademia. La motivazione del Premio assegnato a Natta fu particolarmente entusiasta: "Professor Natta. Lei è riuscito a preparare mediante un nuovo metodo macromolecole che hanno una struttura spaziale regolare. Le conseguenze scientifiche e tecniche della sua scoperta sono immense, e ancora non possono essere valutate pienamente". Sono frasi molto significative. La prima indica l'assoluta novità della scoperta di Natta, la sintesi di alti polimeri stereoregolari, in grado di fornire materiali con eccellenti proprietà meccaniche, chimiche e di sicurezza. La seconda cerca di qualificare l'enorme rilevanza della scoperta, ma l'accademico svedese deve confessare che non si possono 'ancora' stimare tutte le conseguenze dell'innovazione introdotta da Natta. In realtà è sempre così quando grandi scoperte aprono nuovi orizzonti scientifici e tecnologici, e per Natta, allora sessantenne, i tempi era stati relativamente rapidi, in quanto la scoperta dei nuovi polimeri era stata annunciata nel dicembre 1954, nove anni prima. Hermann Staudinger, il padre della chimica macromolecolare, aveva ricevuto il Nobel per la chimica a 73 anni, nel 1953, venti anni dopo che le sue teorie erano state accettate dalla comunità scientifica. In ogni caso il Premio a Natta segnava il culmine di una carriera costellata di successi, iniziata al Politecnico di Milano negli anni '20. 

Giulio Natta nacque a Porto Maurizio (ora Imperia) il 26 febbraio 1903, in una famiglia di giudici e avvocati. Dopo brillantissimi studi medi conclusi a 16 anni presso il liceo Colombo di Genova, stupì genitori e parenti iscrivendosi al biennio di ingegneria del capoluogo ligure, per poi studiare ingegneria chimica al Politecnico di Milano. Il diciottenne Natta arrivò a Milano nel 1921, ed entrò presto come allievo interno nel laboratorio di Giorgio Renato Levi. Al Politecnico era appena giunta un'apparecchiatura tedesca (in conto riparazioni belliche!) adatta per lo studio dei cristalli con i raggi X, e il giovane Natta si impegnò con estrema energia in questa nuova area di ricerca. Appena dopo la laurea Natta ha il suo primo incarico nel 1925, e diventa libero docente nel 1927, a ventiquattro anni. Nel 1932, alla vigilia della cattedra, il nostro chimico fruisce di una borsa, e va a Friburgo nel laboratorio del fisico Seemann per imparare le tecniche di diffrazione elettronica. A Friburgo lavorava anche Staudinger, e Natta ebbe qui un incontro precoce con gli alti polimeri. In cattedra dal 1933, dopo essere stato in diverse sedi, nel 1939 Natta ritornò al Politecnico di Milano, sulla cattedra di Chimica industriale che era stata di Mario Giacomo Levi, un esperto di combustibili, cacciato in seguito alle leggi razziali fasciste del 1938. 

Erano tempi oscuri, e non solo per la democrazia. Di lì a poco l'alleanza voluta da Mussolini con la Germania nazista avrebbe coinvolto la Nazione in una guerra atroce, a cui era del tutto impreparata. I chimici e l'industria chimica erano impegnati a dotare il Paese di strutture produttive che permettessero di resistere all'impatto devastante della guerra, e l'eccezionalità della situazione era indicata dal fatto inusitato che la presidenza dell'organizzazione imprenditoriale degli industriali chimici fosse affidata ad un professore universitario, Nicola Parravano. Parravano era anche presidente del comitato per la chimica del CNR, e nel 1938 compì una scelta adeguata alle necessità del momento, assegnando a Natta 200.000 lire in due anni, per ricerche connesse alla produzione di idrogeno. La cifra in sé era allora notevolissima, ma il suo significato diventa ancora più chiaro quando si tiene conto che Parravano aveva a disposizione 285.000 lire in tutto, e che quindi diede a Natta esattamente il 70% del finanziamento statale alla ricerca chimica. 

La posizione di eccellenza di Natta nella chimica italiana era ben meritata. Fin dal 1929, sulla base di ricerche avanzatissime sui catalizzatori, aveva infranto il monopolio che l'industria chimica tedesca deteneva sulla sintesi del metanolo, e nel 1932 aveva realizzato la sintesi della formaldeide e la sua polimerizzazione per conto della Montecatini. Durante la guerra Natta mise a punto la preparazione del butadiene con la Pirelli, e nel 1945 con la Bombrini Parodi Delfino si cimentò con una reazione difficile, che i chimici chiamano ossosintesi, e che consiste nel far reagire una miscela di ossido di carbonio e di idrogeno con olefine per ottenere particolari aldeidi e alcoli. Inoltre, a partire dal 1938, Natta contribuì alla costruzione dell'impianto per la produzione della gomma sintetica a Ferrara. Al momento della Liberazione Natta aveva 43 anni, ed era quindi nel pieno del vigore scientifico. Con quella tempestività che talvolta favorisce le persone di valore avvenne l'incontro fra Giulio Natta e Pietro Giustiniani, ancora prima che questi diventasse il massimo dirigente della Montecatini. I due personaggi, il tecnologo e l'imprenditore, nell'estate del 1947 compirono insieme un lungo viaggio negli Stati Uniti per constatare da vicino sia il livello tecnico dell'industria chimica americana, sia gli orientamenti del management. Entrambi furono colpiti da due fatti che non avevano riscontro in Europa: le strutture di ricerca industriale impiegavano migliaia di ricercatori, e la produzione aveva in gran parte abbandonato il carbone come materia prima, per orientarsi verso la petrolchimica. Al ritorno dal viaggio Giustiniani strinse con Natta un accordo di collaborazione strategica, con cui metteva a disposizione del grande chimico industriale uomini e mezzi adeguati per stabilire al Politecnico di Milano un centro di ricerca avanzata. Il programma di collaborazione ebbe un'impennata imprevista nel 1952. Durante un Convegno a Francoforte Natta ascoltò una conferenza di Karl Ziegler sulla reazione di Aufbau da lui recentemente scoperta. Questa reazione permetteva di ottenere dei bassi polimeri dell'etilene 'lineari'. Ziegler aveva già pubblicato e parlato su questo, ma nessuno, apparentemente, ne era stato scosso. Giulio Natta, invece, lo fu e convinse Giustiniani ad invitare Ziegler a Milano, dove si firmò un accordo con il quale la Montecatini acquistava i diritti per lo sviluppo industriale in Italia delle scoperte di Ziegler, e Natta otteneva l'accesso agli studi del chimico tedesco. Nel febbraio 1953 tre giovani ricercatori del gruppo di Natta arrivarono all'Istituto di Mülheim diretto da Ziegler. 

A Milano Natta era costantemente informato sui progressi di Ziegler dai suoi giovani allievi distaccati a Mülheim, e così venne subito a sapere della scoperta del nuovo polimero quando Ziegler ottenne polietilene lineare in condizioni di temperatura e pressione blande, utilizzando il tetracloruro di titanio come catalizzatore. Ma Natta e Piero Pino, suo assistente e ottimo chimico organico, erano più interessati alla gomma sintetica che ad altri materiali plastici, così il propilene fu il monomero scelto per le ricerche 'esplorative' da condurre a Milano. L'undici marzo 1954, per 'vedere' cosa era successo, Paolo Chini seguì un procedimento di frazionamento particolare, che non rientrava nella routine di altri laboratori. Chini ne ricavò una polvere bianca, cristallina e con alto punto di fusione. Il giorno dopo Paolo Corradini ottenne un diagramma di diffrazione con i raggi X, che confermava un alto grado di cristallinità. La proprietà più straordinaria del nuovo polimero venne alla luce quando gli spettri di diffrazione furono interpretati, assumendo che tutti gli atomi di carbonio asimmetrici della catena principale avessero la stessa configurazione sterica, almeno per lunghi tratti della catena. Si trattava della scoperta straordinaria di un ordine totalmente inaspettato, e 'artificiale', nel senso che questa stereoregolarità non era nota in nessuna macromolecola naturale. 

Nell'Istituto milanese la ricerca si estese subito alla polimerizzazione di diversi monomeri, incluso lo stirene. Tra il marzo 1954 e il giugno successivo tutto il laboratorio di Natta fu mobilitato con un lavoro che Italo Pasquon ricorda come "frenetico, ma organizzato", e finalmente cominciarono ad essere spedite le prime richieste di brevetti. Nel dicembre 1954 Natta presentò i principali risultati all'Accademia dei Lincei, e mandò una breve lettera al Journal of the American Chemical Society. La lettera fu pubblicata sul fascicolo del 20 marzo 1955. Tra l'altro veniva proposta una struttura ad elica per il polimero, con il periodo di tre unità monomeriche. Il risultato eccezionale della stereoregolarità era opportunamente sottolineato, ed era coniato un nuovo termine, destinato ad entrare a pieno titolo nel linguaggio scientifico: "Proponiamo di designare come 'catene isotattiche' le catene polimeriche che hanno una struttura così eccezionalmente regolare, contenente serie di atomi di carbonio asimmetrici con la medesima configurazione sterica". Natta non aveva atteso la pubblicazione per inviare dei preprints ad un certo numero di scienziati, e già il 21 gennaio 1955 Paul Flory, uno dei 'padri' della chimica macromolecolare statunitense, scrisse a Natta una lettera in cui si legge: "I risultati esposti nel vostro manoscritto sono di interesse straordinario, forse si dovrebbe definirli di significato rivoluzionario". L'impatto sulla comunità internazionale fu notevolissimo, rafforzato da un continuo flusso di articoli e di brevetti provenienti dal gruppo di Milano. Sotto la guida di Natta furono pubblicati oltre 1200 articoli; egli stesso ne firmò 540, oltre a circa 500 brevetti. La Montecatini cominciò la produzione commerciale del polipropilene nel 1957. Nel 1962 la produzione mondiale del polietilene ad alta densità di Ziegler e del polipropilene di Natta raggiungeva le 250.000 t; come si è visto l'anno successivo i due scienziati ricevettero congiuntamente il premio Nobel per la chimica. 

Il successo di Natta fu reso possibile dall'unione di due forze diverse. Da una parte vi era stata la disponibilità della Montecatini, e dall'altra Natta aveva dimostrato di essere in grado di organizzare con ricercatori di vaglia e strumenti di avanguardia un vero centro di eccellenza. Questa sinergia fra mondo accademico e mondo economico, così insolita nel panorama italiano, e la decennale esperienza di Natta come chimico industriale fecero sì che alla scoperta dei polimeri isotattici seguisse un duplice trionfo, scientifico ed economico, veramente impressionante. 

Giulio Natta morì a Bergamo il 2 maggio 1979. Piero Pino, il chimico organico che gli fece da 'spalla' nel processo di scoperta del polipropilene, parlò di lui come uomo di "immaginazione, conoscenza scientifica ampia e profonda, volontà di decidere, costanza, e capacità incredibili, miscelate armonicamente". I ritratti di Natta rappresentano una persona dall'atteggiamento riservato, che se si rivolge all'obbiettivo propone uno sguardo indefinito, dimesso. Anche le testimonianze degli allievi sottolineano una certa 'separatezza' tra l'uomo e il ricercatore. Così lo ha ricordato il suo allievo Italo Pasquon: "Profondo e attento conoscitore di uomini, Egli sapeva mantenere con tutti rapporti sinceramente umani che, a causa di un'innata timidezza e riservatezza, si manifestavano soprattutto nelle pause del suo incessante lavoro di scienziato". 

Il centenario della nascita di Natta è celebrato dalla comunità scientifica italiana con diverse iniziative, e il culmine si avrà a Torino, alla fine del prossimo giugno, durante il Congresso Nazionale della Società Chimica Italiana, Società a cui Natta fu iscritto fin dalla prima giovinezza.

Luigi Cerruti

 

 

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