Linus Carl Pauling

 

Linus Carl Pauling nasce il 28 febbraio del 1901

 Biografia della rubrica “Vita da genio” a cura di Chiara Oppedisano

Questo mese raccontiamo la vita di un chimico, uno scienziato con una personalità spiccata e, a dir poco, dinamica, due premi Nobel all’attivo e un impegno serio e concreto per la pace nel mondo. No, non è davvero facile definire Linus Pauling semplicemente come un eccellente chimico e anche per questo la sua vita merita di essere raccontata!

Linus Carl Pauling nacque a Portland, nell’Oregon, il 28 febbraio del 1901, primo di 3 figli. Pauling frequentò la scuola pubblica fino al 1917 quando entrò all’Oregon State College (ora Oregon State University). La scuola superiore in realtà non gli aveva conferito il diploma poiché gli mancavano due crediti di educazione civica. Pauling dovette quindi pagarsi interamente il college e per farlo lavorò ai cantieri navali e consegnò latte a domicilio. Si laureò in ingegneria chimica nel 1922. Al college incontrò Ava Helen Miller, che sarebbe divenuta la signora Pauling di lì a poco. Nel 1919 Pauling, all’età di 18 anni, fu assunto al College come insegnante di analisi quantitativa e, in seguito al conseguimento del titolo di studio, fu promosso assistente in chimica al California Institute of Technology dove aveva deciso di proseguire i suoi studi. Nel 1925 ottenne al Caltech il dottorato di ricerca in chimica fisica con il massimo dei voti.

Fin dall’inizio della sua attività si interessò della struttura molecolare e della natura dei legami chimici. Nel 1921 progettò un esperimento per lo studio dell’orientazione degli atomi di ferro in campo magnetico. Nel 1922 iniziò uno studio sui legami chimici in collaborazione con il professor R.G. Dickinson, dal quale apprese i segreti della diffrazione con raggi X per lo studio della struttura dei cristalli.

Nel 1925 divenne ricercatore associato e ottenne diverse borse di studio, tra le quali una della Fondazione Hohn Simon Guggenheim che gli permise, nel 1926-1927, di lavorare all'interno di università europee per studiare la meccanica quantistica proprio là dove era nata, e direttamente da fisici del calibro di Sommerfeld, Schröedinger e Bohr. Nel 1927, rientrò al Caltech, venne nominato prima professore assistente di chimica, poi professore associato nel 1929 e infine, nel 1931, professore ordinario.

Nel 1930, durante un viaggio in Germania, Pauling apprese la tecnica della diffrazione di elettroni che utilizzò, una volta rientrato in California, per studiare la struttura di diverse molecole. Queste osservazioni sperimentali lo portarono ad elaborare una scala per definire il potere di un atomo di attrarre elettroni in legami covalenti, ovvero l’elettronegatività degli atomi. Pauling utilizzò la meccanica quantistica come fondamento teorico dei suoi studi arrivando a sviluppare una teoria dei legami chimici e delle strutture molecolari, descritta poi nel suo libro “La natura del legame chimico e la struttura delle molecole e dei cristalli”, pubblicato per la prima volta nel 1939.

 

Figura 1: Carl Linus Pauling.

A Caltech lavorava il genetista Thomas Hunt Morgan, che stimolò l’interesse di Pauling per molecole biologiche. A metà degli anni ’30, Pauling iniziò quindi studi sulle proprietà magnetiche dell’emoglobina, proteina contenuta nel sangue. Nel 1936, in collaborazione con il biochimico Alfred Mirsky che lavorava a New York, pubblicò un articolo sulla struttura delle proteine nel quale ne descriveva le configurazioni a elica, rivelate in esperimenti di diffrazione con raggi X, e come, in conseguenza della rottura di alcuni legami più deboli, le proteine assumessero configurazioni casuali. Durante uno dei suoi viaggi di lavoro a New York, Pauling incontrò Karl Landsteiner, che nel 1900 aveva scoperto i gruppi sanguigni e che divenne la sua guida qualificata nel campo dell’immunochimica. Pauling infatti iniziava ad essere affascinato dalle reazioni tra anticorpi e antigeni.

Purtroppo la Seconda Guerra Mondiale interruppe le sue ricerche e Pauling dovette dedicarsi a problemi decisamente meno speculativi come la preparazione di siero per i soldati feriti o rivelatori di ossigeno per sottomarini e aeroplani da guerra. Fu anche lui contattato da Robert Oppenheimer per unirsi agli scienziati del progetto Manhattan, ma un’infiammazione ai reni gli impedì di accettare.

Nel dopoguerra iniziò a studiare le cellule falciformi, responsabili dell’anemia, e ipotizzò che la causa potesse risiedere in una mutazione genetica delle cellule di emoglobina; fu così che Pauling scoprì la prima malattia a livello molecolare. Nel 1948, mentre era visiting professor all’Università di Oxford, tornò a studiare la struttura tridimensionale delle molecole.

Si racconta che mentre piegava un foglio di giornale sul quale aveva disegnato una catena di amminoacidi scoprì una possibile configurazione, ora nota come elica-α. I suoi studi permisero di determinare il numero di amminoacidi presenti per ogni segmento dell’elica.

Nel 1953 pubblicò in collaborazione con R. Corey, esperto di cristallografia sulle proteine, una loro idea sulla struttura dell’acido deossiribonucleico (DNA). Quello stesso anno James Watson e Francis Crick pubblicarono la struttura corretta del DNA: l’affascinante doppia elica. L’anno precedente Pauling aveva dovuto rimandare una visita a Londra a Rosalind Franklin, la vera scopritrice della struttura del DNA. Forse, se avesse potuto vedere le foto ai raggi X del DNA della Franklin, molto più nitide e chiare delle sue grazie alla miglior strumentazione, sarebbe giunto anche lui ad una formulazione corretta della struttura del DNA.

La sua carriera non risentì comunque di questa mancata scoperta: nel 1954 Pauling fu insignito del premio Nobel in chimica “per la sua ricerca sulla natura dei legami chimici e l’applicazione alla delucidazione della struttura di sostanze complesse”.

Ma una parte molto importante della sua vita doveva ancora cominciare! Dagli anni ’50 Pauling e sua moglie divennero noti per le loro crociate contro i test nucleari in atmosfera. Nel 1958 presentarono alle Nazioni Unite un appello per proibire tali test. Pauling era riuscito a raccogliere l’approvazione e la firma di oltre 9.000 tra scienziati e personalità da 44 diversi paesi. Nel 1958 scrisse un libro “Mai più guerra!”, una lucida analisi delle implicazioni di una guerra nucleare. Nel 1960 fu convocato da una commissione del Congresso degli Stati Uniti e gli fu chiesto di rivelare i nomi di coloro che lo avevano aiutato a raccogliere oltre 9.000 firme. Pauling rifiutò di fare nomi, rischiando così la prigione. Nel 1962 il suo accorato sforzo gli valse un secondo premio Nobel, quello per quello per la pace. A questo punto la sua scuola superiore di Portland considerò i 2 crediti di educazione civica raggiunti e gli conferì il diploma, con soli 47 anni di ritardo!. Nel 1963 l’accordo per il divieto dei test nucleari divenne realtà.

Un giornale dell’epoca che mostra Pauling, il “vincitore di Nobel”, durante una manifestazione contro i test atomici.

Pauling è entrato nell’esclusiva cerchia di coloro che hanno collezionato due premi Nobel, insieme a Marie Curie (fisica e chimica), John Bardeen (entrambi in fisica) e Frederick Sanger (entrambi in chimica). Lui solo, però, fu in entrambi i casi vincitore unico del premio.

Purtroppo però il conseguimento del Nobel per la pace generò molto antagonismo e, crediamo, molta invidia nei vertici di Caltech e Pauling preferì lasciare l’istituto nel 1963. Dichiarò che non rimpiangeva il suo attivismo per la pace, nonostante avesse danneggiato la sua reputazione scientifica per certa gente e certe istituzioni. Divenne membro del Centro di studi democratici di Santa Barbara in California dove riuscì a portare avanti i suoi sforzi in campo umanitario.

Nel 1967 ottenne un posto all’Università di San Diego. In questo periodo pubblicò un articolo di psichiatria, sempre incentrato sulle sue amate molecole, in cui suggeriva come alcune sostanze normalmente presenti nel corpo umano potessero favorire il benessere mentale. Nel 1969 accettò un posto all’Università di Stanford dove rimase fino al 1972.

In questi ultimi anni di attività scientifica, Pauling si interessò all’acido ascorbico, la vitamina C. Scoprì che in dosi massicce può aiutare contro raffreddore e influenza. Nel 1973 fondò un istituto che poi avrebbe preso il suo nome, il Linus Pauling Institute of Science and Medicine e che dal 1996 è diventato un noto centro di ricerca. Gli studi ai quali si dedicò negli ultimi anni, come ad esempio la possibilità di curare tumori con la vitamina C (scrisse anche un libro sull’argomento seppur non ci fosse un supporto scientificamente provato alla sua ipotesi), gli valsero un diffuso scetticismo da gran parte dell’ambiente scientifico.

Figura 2: Pauling nel 1987 durante una conferenza sui quasicristalli.

Purtroppo sia Pauling sia la moglie si ammalarono di cancro. La moglie morì nel 1981, Pauling il 19 Agosto del 1994, all’età di 93 anni, lasciando quattro figli, 15 nipoti e un bell’esempio di devozione alla scienza, senza per questo trascurare il suo lato umano.

Fonti delle immagini

Ritratto in copertina: AIP Emilio Segrè Visual Archives, W. F. Meggers Gallery of Nobel Laureates

Figura 1: Acc. 90-105 - Science Service, Records, 1920s-1970s, Smithsonian Institution Archives, No restrictions, via Wikimedia Commons

Figura 2: AIP Emilio