John B. Goodenough
fisico e chimico statunitense (1922-2023) Da Wikipedia, l'enciclopedia libera
fisico e chimico statunitense (1922-2023) Da Wikipedia, l'enciclopedia libera
John Bannister Goodenough (Jena, 25 luglio 1922 – Austin, 25 giugno 2023[1]) è stato un fisico e chimico statunitense.
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Premio Nobel per la chimica 2019Il 10 dicembre 2019 gli viene assegnato il premio Nobel per la chimica, insieme allo statunitense Michael Stanley Whittingham e al giapponese Akira Yoshino, "per lo sviluppo delle batterie agli ioni di litio".[2] È stata la persona più anziana ad aver ricevuto un premio Nobel (all'età di 97 anni).
Goodenough è nato a Jena, in Germania (all'epoca parte della Repubblica di Weimar) da Erwin Ramsdell Goodenough (1893-1965) ed Helen Miriam Lewis. All'epoca della sua nascita, i genitori vivevano a Oxford dove il padre stava studiando per il dottorato di ricerca e trascorrevano lunghi periodi di tempo in Germania.[3]
Goodenough ha servito nella seconda guerra mondiale con il grado di capitano come meteorologo stanziato nell'arcipelago delle Azzorre.[4] Nel 1943 si è laureato con lode in matematica all'università Yale, dove era membro degli Skull and Bones.[3][5]
Nel 1951 ha conseguito la laurea magistrale e nel 1952 il dottorato di ricerca in fisica all'università di Chicago sotto la supervisione di Clarence Zener, teorico della rottura dielettrica, lavorando e studiando con fisici quali Enrico Fermi e John A. Simpson.[5]
Mentre si trovava a Chicago, ha conosciuto e sposato Irene Wiseman, all'epoca studentessa di storia.
John era il fratello più giovane dell'antropologo Ward Goodenough dell'università della Pennsylvania.[3]
Dopo gli studi, Goodenough è stato per 24 anni ricercatore e capogruppo di ricerca presso il MIT Lincoln Laboratory. Ha fatto parte di un gruppo interdisciplinare responsabile per lo sviluppo di memorie magnetiche ad accesso casuale. I risultati della ricerca sulla RAM lo hanno portato a sviluppare il concetto di ordinamento cooperativo per rimuovere la degenerazione degli orbitali d, noto anche come effetto Jahn-Teller cooperativo.[6]
Successivamente ha individuato che l'ordinamento orbitale a corto raggio produce disomogeneità chimiche che consentono il controllo del ciclo di isteresi magnetica per i nuclei di memoria di ferrospinelli. Ha applicato il concetto di ordinamento cooperativo per spiegare l'ordine anisotropo magnetico nel sistema La1-xCaxMnO3 e ha formulato le regole per il segno delle interazioni spin-spin, oggi note come regole di Goodenough-Kanamori.[6]
Nel 1960 ha scoperto che la transizione del comportamento degli elettroni d da localizzato a itinerante non solo risolveva l'origine della conduttività metallica osservata in alcune perovskiti ma ha anche portato a riconoscere che questa transizione è del primo ordine ed è evidente nelle onde di densità di carica.[6]
Dal 1976 al 1986 Goodenough ha proseguito la sua carriera come capo dell'Inorganic Chemistry Laboratory dell'università di Oxford.[4] Tra i suoi lavori a Oxford, Goodenough ha compiuto ricerche essenziali allo sviluppo delle batterie ricaricabili commerciali agli ioni di litio.
Goodenough è stato capace di sviluppare il lavoro precedente di Michael Stanley Whittingham sui materiali per batterie e nel 1979 ha scoperto che utilizzando un ossido di litio cobalto (Li1-xCoO2), un materiale leggero e ad alta densità di energia, come catodo, poteva duplicare la capacità delle batterie agli ioni di litio.[5] Il lavoro di Goodenough è stato commercializzato attraverso la Sony da parte di Akira Yoshino, che contribuì con miglioramenti aggiuntivi alla costruzione delle batterie, dando inizio alla diffusione dei dispositivi elettronici portatili.[6]
Goodenough ha ricevuto nel 2001 il premio Giappone per le sue scoperte dei materiali decisivi per lo sviluppo di batterie ricaricabili al litio leggere e ad alta densità di energia.[7] Nel 2019 ha ricevuto, assieme a Whittingham e Yoshino, il premio Nobel per la chimica per le loro ricerche sulle batterie agli ioni di litio.[2]
Dal 1986 è stato professore all'università del Texas ad Austin all'interno dei dipartimenti di ingegneria meccanica ed elettrica, dove attualmente occupa la cattedra in ingegneria intitolata a Virginia H. Cockrell.[8] Ha proseguito la ricerca sui solidi ionici conduttivi e sui dispositivi elettrochimici, con l'obiettivo di promuovere lo sviluppo dei veicoli elettrici e di aiutare a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili.[9]
Il suo gruppo di ricerca ha identificato materiali al litio che non si basano sul cobalto, come gli ossidi di litio-manganese (utilizzati attualmente nella maggior parte delle batterie dei veicoli elettrici) e i fosfati di litio-ferro (utilizzati per dispositivi di ridotte dimensioni come gli utensili elettrici). Inoltre, ha identificato diversi promettenti elettrodi e materiali elettrolitici per pile a combustibile a ossido solido.[10]
Per quanto riguarda la ricerca di base, Goodenough si è focalizzato sul magnetismo e sulla trasformazione del comportamento degli ossidi dei metalli di transizione da isolanti magnetici a metalli. Negli anni cinquanta e sessanta, Goodenough ha sviluppato un insieme di regole semi-empiriche (chiamate regole di Goodenough-Kanamori) per prevedere il magnetismo di questi materiali. Queste regole stanno alla base del superscambio, una proprietà centrale per la superconduttività ad alta temperatura.[11][12][13]
Goodenough è stato membro della National Academy of Engineering, dell'Accademia nazionale delle scienze statunitense, dell'Accademia francese delle scienze, della Reale accademia delle scienze esatte, fisiche e naturali spagnola e dell'Accademia nazionale delle scienze indiana.[14]
Nel 2009 è stato co-vincitore del premio Enrico Fermi per il suo lavoro sulle batterie agli ioni di litio, assieme a Sirgried S. Hecker dell'università di Stanford che ha ricevuto il premio per il suo lavoro sulla metallurgia del plutonio.[15]
Nel 2010 è stato eletto membro straniero della Royal Society.[16] Il primo febbraio 2013 Goodenough è stato insignito della National Medal of Science da parte del presidente degli Stati Uniti Barack Obama.[17] Ha ricevuto il premio Draper per l'ingegneria. Nel 2017 ha ricevuto il premio Welch per la Chimica e nel 2019 la medaglia Copley da parte della Royal Society.[18]
In suo onore la Royal Society of Chemistry ha istituito il premio John B. Goodenough.[6]
Nel 2017 Goodenough ha ricevuto il premio onorario C. K. Prahalad da parte del Corporate EcoForum (CEF). Il fondatore del CEF Rangaswami ha commentato: "John Goodenough è prova dell'immaginazione messa al lavoro per il bene maggiore. Siamo entusiasti di premiare la sua vita di successi e speranzosi che la sua ultima scoperta avrà maggiori implicazioni per il futuro delle batteria sostenibili.[19]
Nel 2019 gli viene assegnato il premio Nobel per la chimica, insieme allo statunitense Michael Stanley Whittingham e al giapponese Akira Yoshino, "per lo sviluppo delle batterie agli ioni di litio".
È stato autore di più di 550 articoli scientifici, 85 capitoli di libri e rassegne, e cinque libri. Tra i suoi libri, figurano due importanti lavori: Magnetism and the Chemical Bond (1963)[20] e Les oxydes des metaux de transition (1973).[10]
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