Натта (Natta), Джулио

Итальянский химик Джулио Натта родился в семье известного адвоката и судьи Франсиско Натта и Елены (Чреспи) Натта в Империи, курортном городке на побережье Средиземного моря. Мальчик рос в близлежащем городе Генуе. Натта было 12 лет, когда он впервые прочел книгу по химии. Наука эта его чрезвычайно заинтересовала. Окончив в Генуе в 1919 г. среднюю школу с научным уклоном, Натта поступил в Генуэзский университет, чтобы изучать чистую математику, но вскоре перешел в Миланский политехнический институт в поисках такой научной области, которая открывала бы большие возможности для практического приложения полученных знаний. Подходящее сочетание теории и практики он нашел в химической технологии. В 1924 г. Миланский политехнический институт присудил ему докторскую степень.

Оставшись работать в этом институте, Натта за три года прошел путь от преподавателя до полного профессора. В этот период проводимые им исследования касались определения структуры твердых неорганических веществ с помощью дифракции рентгеновских лучей. В 1932 г. Натта посетил Фрейбургский университет в Германии, чтобы изучить относительно новый метод электронографии (дифракции электронов). Во Фрейбурге он познакомился с Германом Штаудингером и его работой в области химии полимеров – соединений, огромные молекулы которых представляют собой цепи, состоящие из большого числа повторяющихся молекулярных звеньев, называемых мономерами. Применив результат своих исследований к химии полимеров, Натта переключился с неорганической химии на органическую.

Возвратившись в 1933 г. в Италию, Натта занял должность профессора и директора Института общей химии университета в Павии. Два года спустя он стал заведующим кафедрой физической химии в Римском университете, а в 1937 г. был назначен профессором промышленной химии и директором Института промышленной химии при Туринском политехническом институте. Назначение профессором и директором Научно-исследовательского центра промышленной химии привело его в 1938 г. обратно в Милан.

Интерес Натта к химии полимеров совпал по времени с принятой итальянским правительством перед второй мировой войной программой, нацеленной на самообеспечение определенными жизненно важными ресурсами. И в 1938 г. Натта получил предписание возглавить научные исследования в области искусственных заменителей предметов потребления, особенно каучука. Во время войны ученый занимался также каталитическим синтезом таких важных химических веществ, как метанол, бутадиен, формальдегид и масляный альдегид. После войны крупная миланская химическая компания «Монтекатини компани» начала субсидировать его работу.

Натта воспользовался результатами исследований, проведенных немецким химиком Карлом Циглером, который тоже интересовался катализом полимеров. Услышав в 1952 г. во Франкфурте лекцию Циглера, Натта провел дополнительное изучение механизмов реакции полимеризации (соединения двух или более мономеров с образованием полимера), которое он осуществлял параллельно с другими исследованиями. В следующем году Циглер обнаружил, что определенные неорганические катализаторы, такие, как тетрахлорид титана, в сочетании с алюминийалкилами действуют в качестве катализаторов в реакции полимеризации этилена (одного из ненасыщенных углеводородов). Полученный им полиэтилен высокой плотности обладал желаемыми свойствами, значительно превосходившими те, что были у полученного ранее полиэтилена низкой плотности. Тогда Натта обратил внимание на следующий по величине олефин (представитель класса ненасыщенных углеводородов) – пропилен – побочный продукт, который образуется при переработке нефти и стоит в 10 раз дешевле, чем этилен. В 1954 г. он и его коллеги открыли метод каталитической полимеризации пропилена, подобный открытому Циглером методу полимеризации этилена. Натта обнаружил, что новый полимер был прочным, обладал высокой точкой плавления, высокой степенью кристалличности и во многих отношениях превосходил высокоплотный полиэтилен, полученный Циглером.

Применив свои знания физической химии, Натта провел рентгенографию и электронографию нового полипропилена, чтобы установить его молекулярную структуру. Результаты исследований показали, что катализаторы Циглера (известные с тех пор как катализаторы Циглера – Натта) вызывали образование макромолекул с необыкновенно регулярным атомным пространственным соотношением – так называемые стереорегулярные полимеры. Этот метод катализа стал ключом к познанию замечательных свойств таких полимеров. Что касается полипропилена Натта, то все боковые цепи каждого мономерного звена были расположены по одну сторону молекулы, а не ориентированы как попало, как, например, в существовавших уже тогда пластиках более низкого качества. Когда Натта попросил свою жену (в девичестве Роситу Беати), профессора литературы Миланского университета, найти подходящее название для описания этой структуры, она предложила термин «изотактическая» (означающий «все на одной стороне»), и этот неологизм моментально вошел в химическую литературу.

В сопровождении высокого официального представителя «Монтекатини компани» Натта совершил в июне 1956 г. поездку в Нью-Йорк, где провел пресс-конференцию, на которой объявил об открытии изотактического полипропилена.
Из его сообщения следовало, что этот материал может быть отлит или отштампован в форме твердых предметов, из него можно вырабатывать нити – такие же прочные, как нейлон, и тем не менее достаточно легкие, чтобы держаться на поверхности воды, – или пленку, такую же прозрачную, как целлофан. Вскоре в Италии было начато промышленное производство пропилена, а позднее разрешение на использование технологии его получения было дано и всем остальным странам мира.

Продолжая изучение каталитической полимеризации, Натта добился значительного прогресса в понимании механизма реакций, разработке новых технологий и в получении новых материалов. Среди многообразия пластмасс, созданных в результате его исследований, были новый полистерол и полибутадиен. Проведенная Натта работа «вооружила» ученых в области химии полимеров возможностью вести строгий контроль за точностью размеров и форм анализируемых ими макромолекул.

В 1963 г. Натта совместно с Циглером была присуждена Нобелевская премия по химии «за открытия в области химии и технологии высокомолекулярных полимеров». Во вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук Арне Фредга заявил, что открытия Натта разрушили «монополию природы» в области стереорегулярных полимеров. В своей Нобелевской лекции Натта подчеркнул, что «знания, приобретенные в последние 10 лет в области стереоспецифичности процессов полимеризации, показывают, что стереорегулярные и особенно изотактические полимеры могут быть получены в присутствии подходящих катализаторов, действующих через ионный (как анионный, так и катионный) координационный механизм». «Однако, – добавил он, – они, как правило, не могут быть получены в ходе процессов, характеризующихся радикальным механизмом».

Натта и Циглер прекрасно дополняли друг друга. Если Циглер был типичным химиком-органиком, интересующимся прежде всего чистой наукой, Натта подходил к химии полимеров главным образом с позиции физики. К тому же его интересовали как научные аспекты, так и проблемы промышленного производства.

Чрезвычайно настойчивый и работоспособный исследователь, Натта был известен как мягкий, приятный в обращении человек, который очень любил природу. Он женился на Росите Беати в 1935 г. У них были сын и дочь. В течение двух последних десятилетий своей жизни Натта был все более ограничен в своей деятельности из-за болезни Паркинсона. Он умер в Бергамо в возрасте 76 лет.

Помимо Нобелевской премии, Натта был награжден медалью Лавуазье Французского химического общества (1963) и золотой медалью имени Ломоносова Академии наук СССР (1969). Ему были присвоены почетные степени университетов Турина, Майнца, Генуи, Бельгийского и Парижского университетов, а также Бруклинского политехнического института в Нью-Йорке. Ученый являлся членом Итальянской национальной академии наук и почетным членом Нью-Йоркской академии наук.