کاربر:Hamidreza/صفحه تمرین

آلن جی. هیگر
متولد	۲۲ ژانویهٔ ۱۹۳۶
محل زندگی	سانتا باربارا، کالیفرنیا، ایالات متحده
ملیت	آمریکایی
جوایز	جایزهٔ نوبل شیمی ۲۰۰۰؛ جایزهٔ الیور ای. باکلی؛ جایزهٔ بالزان
همسر	روت هیگر

آلن جی. هیگر ( Alan Jay Heeger؛ زادهٔ ۲۲ ژانویهٔ ۱۹۳۶) فیزیک‌دان و پژوهشگر آمریکایی در زمینهٔ فیزیک ماده چگال، شیمی پلیمر و علم مواد است. او از پیشگامان پژوهش درباره پلیمرهای رسانا و نیمه‌رسانا به‌شمار می‌رود. هیگر در سال ۲۰۰۰، به‌طور مشترک با آلن جی. مک‌دیارمید و هیدکی شیراکاوا، جایزه نوبل شیمی را «برای کشف و توسعهٔ پلیمرهای رسانا» دریافت کرد.

پژوهش‌های هیگر نشان داد که برخی مواد پلیمری، برخلاف تصور رایج دربارهٔ نارسانابودن پلاستیک‌ها، می‌توانند با تغییر ساختار شیمیایی و فرایندی موسوم به «دوپینگ» رسانای جریان برق شوند. این کشف زمینهٔ توسعهٔ الکترونیک آلی، دیودهای نورگسیل پلیمری، نمایشگرهای انعطاف‌پذیر، حسگرها و سلول‌های خورشیدی پلیمری را فراهم کرد.

زندگی و تحصیلات

آلن جی. هیگر در ۲۲ ژانویهٔ ۱۹۳۶ در سیوکس‌سیتی در ایالت آیووا، ایالات متحده، به دنیا آمد. خانوادهٔ پدری او از مهاجران یهودی روس‌تبار بودند که در آغاز قرن بیستم به ایالات متحده مهاجرت کرده بودند.

پدرش صاحب یک فروشگاه عمومی در شهر کوچک اَکرن در آیووا بود و پس از درگذشت او، مادرش فرزندان خانواده را بزرگ کرد.

هیگر دوران دبستان را در اَکرن گذراند و دبیرستان را یک سال زودتر از معمول به پایان رساند. او در ابتدا قصد داشت مهندس شود، اما پس از ورود به دانشگاه به فیزیک علاقه‌مند شد. هیگر در دانشگاه نبراسکا در رشته‌های فیزیک و ریاضیات تحصیل کرد و در همین دوره با فیزیک کوانتومی و علوم نوین قرن بیستم آشنا شد.

او تحصیلات دکترا را در رشتهٔ فیزیک در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، ادامه داد. هیگر ابتدا قصد داشت رسالهٔ خود را در زمینهٔ فیزیک نظری انجام دهد، اما با توصیه چارلز کیتل به گروه پژوهشی آلن پورتیس پیوست و به پژوهش تجربی در فیزیک ماده چگال روی آورد. او در برکلی در زمینهٔ ویژگی‌های مغناطیسی مواد و فیزیک حالت جامد پژوهش کرد.

فعالیت دانشگاهی و پژوهشی

پس از دریافت دکترا، هیگر به گروه فیزیک دانشگاه پنسیلوانیا پیوست و بیش از بیست سال در آن دانشگاه فعالیت کرد. پژوهش‌های نخستین او در زمینهٔ ناخالصی‌های مغناطیسی در فلزات، اثر کوندو و خواص الکترونی مواد بود.

در دههٔ ۱۹۷۰، همکاری علمی هیگر با آلن مک‌دیارمید آغاز شد. مک‌دیارمید شیمی‌دان بود و هیگر از منظر فیزیک ماده چگال به بررسی مواد جدید می‌پرداخت. آن‌ها دربارهٔ پلیمرهای معدنی و مواد دارای ویژگی‌های فلزی مطالعه کردند.

هیگر همچنین با هیدکی شیراکاوا، شیمی‌دان ژاپنی، همکاری کرد. شیراکاوا در ژاپن روش‌هایی برای تولید فیلم‌های پلی‌استیلن ایجاد کرده بود. این فیلم‌ها در شکل معمولی رسانایی الکتریکی اندکی داشتند، اما با افزودن مواد مناسب می‌توانستند به رساناهای مؤثر تبدیل شوند.

کشف پلیمرهای رسانا

پلاستیک‌ها معمولاً به‌عنوان مواد عایق شناخته می‌شوند. در مواد پلیمری معمولی، الکترون‌ها به‌گونه‌ای در ساختار شیمیایی ماده قرار دارند که امکان حرکت آزادانهٔ آن‌ها و ایجاد جریان برق محدود است. هیگر و همکارانش نشان دادند که می‌توان با طراحی مناسب ساختار زنجیرهٔ پلیمری و افزودن مواد شیمیایی خاص، این ویژگی را تغییر داد.

یکی از مواد مهم در این پژوهش‌ها پلی‌استیلن بود. پلی‌استیلن از زنجیره‌ای طولانی از اتم‌های کربن تشکیل شده است که در آن پیوندهای یگانه و دوگانه به‌صورت متناوب قرار می‌گیرند. این ساختار موسوم به ساختار مزدوج، امکان حرکت مؤثرتر الکترون‌ها را در امتداد زنجیرهٔ پلیمری فراهم می‌کند.

بااین‌حال، وجود پیوندهای مزدوج به‌تنهایی برای رسانایی کافی نیست. پژوهشگران با فرایندی به نام «دوپینگ» تعداد الکترون‌های آزاد یا حفره‌های الکترونی را در پلیمر افزایش دادند. در دوپینگ اکسایشی، الکترون‌ها از زنجیرهٔ پلیمری خارج می‌شوند و در دوپینگ کاهشی، الکترون‌هایی به آن افزوده می‌شود. در نتیجه، حامل‌های بار می‌توانند در امتداد زنجیره‌های پلیمری حرکت کنند.

در سال ۱۹۷۷، هیگر، مک‌دیارمید، شیراکاوا و همکارانشان مقاله‌ای دربارهٔ تولید پلیمرهای آلی رسانای الکتریسیته منتشر کردند. آن‌ها نشان دادند که اکسیدکردن فیلم پلی‌استیلن با بخار ید می‌تواند رسانایی الکتریکی آن را به‌شدت افزایش دهد. این نتیجه، آغازگر حوزه‌ای تازه در شیمی پلیمر و فیزیک ماده چگال شد.

سازوکار رسانایی پلیمرها

در فلزات، الکترون‌ها در ساختار ماده آزادی نسبی برای حرکت دارند و با اعمال میدان الکتریکی جریان ایجاد می‌کنند. در پلیمرهای رسانا، زنجیره‌های کربنی مزدوج شرایطی ایجاد می‌کنند که الکترون‌ها یا حفره‌های الکترونی بتوانند در امتداد زنجیره حرکت کنند.

در فرایند دوپینگ، بار الکتریکی ایجادشده در زنجیرهٔ پلیمری می‌تواند به شکل‌هایی مانند پولارون و سولیتون توصیف شود. این حامل‌های بار در رسانایی الکتریکی پلیمر نقش دارند. مقدار رسانایی به نوع پلیمر، ساختار زنجیره‌ها، میزان نظم آن‌ها و نوع و مقدار مادهٔ دوپ‌کننده بستگی دارد.

این کشف نشان داد که مرز میان پلیمرها و مواد رسانای سنتی مانند فلزات مطلق نیست. پلیمرها می‌توانند علاوه بر ویژگی‌های معمول پلاستیک، ویژگی‌های الکتریکی و نوری قابل‌کنترل نیز داشته باشند.

جایزهٔ نوبل شیمی ۲۰۰۰

در سال ۲۰۰۰، آکادمی سلطنتی علوم سوئد جایزهٔ نوبل شیمی را به‌طور مشترک به آلن جی. هیگر، آلن جی. مک‌دیارمید و هیدکی شیراکاوا اعطا کرد. انگیزهٔ رسمی اعطای جایزه، «کشف و توسعهٔ پلیمرهای رسانا» اعلام شد.

این جایزه به پژوهش‌هایی تعلق گرفت که در اواخر دههٔ ۱۹۷۰ امکان تبدیل برخی پلاستیک‌ها به مواد رسانای برق را نشان دادند. این دستاورد از نظر علمی اهمیت داشت، زیرا پلیمرها را از موادی صرفاً عایق به موادی با قابلیت‌های الکتریکی، نوری و الکترونیکی تبدیل کرد.

هیگر سخنرانی نوبل خود را در ۸ دسامبر ۲۰۰۰ در دانشگاه استکهلم ارائه کرد. عنوان این سخنرانی «پلیمرهای نیمه‌رسانا و فلزی: نسل چهارم مواد پلیمری» بود. او در این سخنرانی تاریخچهٔ کشف پلیمرهای رسانا و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن‌ها را توضیح داد.

کاربردهای پلیمرهای رسانا

پژوهش‌های هیگر و همکارانش کاربردهای گسترده‌ای در فناوری پیدا کرد. یکی از مهم‌ترین زمینه‌ها، ساخت دیودهای نورگسیل آلی و پلیمری است. در این فناوری، لایه‌ای از پلیمر نیمه‌رسانا با دریافت انرژی الکتریکی نور تولید می‌کند.

پلیمرهای رسانا و نیمه‌رسانا در ساخت نمایشگرهای سبک و انعطاف‌پذیر نیز اهمیت دارند. این مواد می‌توانند برای تولید نمایشگرهای تلفن همراه، تلویزیون‌های باریک، تابلوهای نوری و سطوح نوری انعطاف‌پذیر به کار روند.

از دیگر کاربردهای این مواد می‌توان به پوشش‌های ضدالکتریسیتهٔ ساکن، محافظت در برابر تداخل الکترومغناطیسی، حسگرهای زیستی، ترانزیستورهای آلی و سلول‌های خورشیدی پلیمری اشاره کرد. ویژگی مهم پلیمرها در این کاربردها، سبکی، انعطاف‌پذیری و امکان تولید آن‌ها در قالب فیلم‌های نازک است.

فعالیت‌های صنعتی

هیگر در سال ۱۹۹۰ شرکت UNIAX را بنیان گذاشت. این شرکت در زمینهٔ پلیمرهای رسانا و فناوری‌های مرتبط با آن فعالیت می‌کرد و در سال ۲۰۰۰ به شرکت دوپون واگذار شد.

او همچنین در تأسیس چند شرکت دیگر در زمینهٔ فناوری مواد، سلول‌های خورشیدی پلیمری، حسگرها، زیست‌فناوری و دارورسانی هدفمند مشارکت داشت. فعالیت‌های صنعتی هیگر بخشی از تلاش او برای انتقال یافته‌های پژوهشی از آزمایشگاه به حوزهٔ فناوری و کاربردهای تجاری بود.

فعالیت‌های علمی و افتخارات

آلن جی. هیگر استاد بازنشستهٔ دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا، است و پژوهش‌های او در این دانشگاه بر پلیمرهای نیمه‌رسانا و فلزی، ترانزیستورهای اثر میدانی پلیمری، سلول‌های خورشیدی کم‌هزینه و حسگرهای زیستی متمرکز بوده است و بیش از ۸۰۰ مقالهٔ علمی و بیش از ۵۰ اختراع ثبت‌شده دارد.

وی عضو آکادمی ملی علوم ایالات متحده و آکادمی ملی مهندسی ایالات متحده است و عضویت افتخاری یا علمی چند آکادمی دیگر را نیز در کارنامه خود دارد.

از جوایز و افتخارات او می‌توان به جایزهٔ نوبل شیمی در سال ۲۰۰۰، جایزهٔ الیور ای. باکلی در فیزیک ماده چگال، جایزهٔ بالزان در علم مواد نوین، مدال دانشگاه کالیفرنیا و چندین دکترای افتخاری از دانشگاه‌های ایالات متحده، اروپا و آسیا اشاره کرد.

حمایت از مقاومت ایران

نام آلن هیگر در فهرست امضاکنندگان چند بیانیهٔ مشترک برندگان جایزهٔ نوبل در حمایت از مردم ایران و برنامهٔ سیاسی شورای ملی مقاومت ایران آمده است.

در ژوئیهٔ ۲۰۲۲، نام آلن هیگر در فهرست امضاکنندگان بیانیه‌ای مشترک از برندگان جایزهٔ نوبل قرار داشت که از گردهمایی «ایران آزاد ۲۰۲۲» حمایت می‌کرد. این بیانیه دربارهٔ وضعیت حقوق بشر در ایران ابراز نگرانی کرده و از آزادی، انتخابات آزاد، برابری زنان و مردان، برابری مذهبی و قومی و یک ایران غیراتمی حمایت می‌کرد.

در ماه مه ۲۰۲۳ نیز نام آلن هیگر در فهرست امضاکنندگان نامهٔ مشترک برندگان جایزهٔ نوبل به رهبران جهان درج شد. این نامه از خواسته‌های دموکراتیک مردم ایران و طرح ده‌ماده‌ای مریم رجوی حمایت می‌کرد و خواستار توجه دولت‌ها به وضعیت حقوق بشر در ایران بود.

در این بیانیه بیش از ۱۰۰ برنده جایزه نوبل در نامه‌ای مشترک به دبیرکل سازمان ملل (جولای ۲۰۲۵) نگرانی عمیق خود را نسبت به وضعیت وخیم حقوق بشر در ایران اعلام کردند. آن‌ها به بیش از ۱۰۰۰ اعدام در سال ۲۰۲۴ (از جمله ۳۴ زن) و ادامه سرکوب شدید شهروندان، اقلیت‌ها و زندانیان سیاسی اشاره کردند و ایران را همچنان یکی از بالاترین نرخ‌های اعدام سرانه در جهان دانستند.

امضاکنندگان از مطالبات مردم ایران برای برقراری جمهوری دموکراتیک (که در قیام ۱۴۰۱ و تحریم انتخابات نمایشی بیان شد) حمایت کردند و با طرح ۱۰ماده‌ای مریم رجوی (برای دموکراسی، جدایی دین از دولت، برابری جنسیتی و ایران غیرانمی) همسو شدند.

این طرح پیش‌تر مورد حمایت بیش از ۴۰۰۰ نماینده پارلمان و ۱۳۰ رئیس‌جمهور سابق قرار گرفته بود. نامه خواستار پایان اعدام‌ها و سرکوب و حمایت از مقاومت دموکراتیک ایران برای دستیابی به صلح پایدار در منطقه است.