Giornata internazionale della donna: Stephanie Kwolek e il Kevlar

In occasione della Giornata internazionale della donna, Plastmagazine.it vuole ricordare il contributo di una grande scienziata, Stephanie Kwolek, l’inventrice del Kevlar®, il materiale cinque volte più resistente dell’acciaio.

Nel 1965, Stephanie Kwolek (1923-2014) mentre svolgeva ricerche per individuare una fibra destinata a rafforzare pneumatici radiali, fece una scoperta inaspettata che portò alla creazione di fibre sintetiche così resistenti che nemmeno i proiettili d’acciaio potevano penetrarle. Durante la sua analisi di lunghe catene di molecole a basse temperature, Kwolek ha osservato come le molecole di poliammide si allineano per formare soluzioni polimeriche cristalline liquide di eccezionale resistenza e rigidità. Quella scoperta ha fatto spazio all’invenzione di Kwolek delle fibre industriali che oggi proteggono e salvano migliaia di vite. Il più notevole tra questi è il Kevlar®, introdotto suo mercato nel 1971, un materiale resistente al calore che è cinque volte più resistente dell’acciaio, a causa dell’impacchettamento delle sue rigide molecole lineari, ma più leggero della fibra di vetro. Oggi, il Kevlar è utilizzato in centinaia di prodotti, inclusi giubbotti antiproiettile, veicoli spaziali, caschi, racchette da tennis, pneumatici e guanti protettivi.

Nata a New Kensington, Pennsylvania, Kwolek ha sviluppato l’amore per i tessuti e il cucito da sua madre, una casalinga. Aveva anche un forte interesse per l’insegnamento, la chimica e soprattutto la medicina. Dopo essersi laureata in chimica presso il Margaret Morrison Carnegie College nel 1946, Kwolek fece domanda per un posto di chimico presso la DuPont.

Dalla medicina alla chimica

Appassionata della ricerca sui polimeri alla DuPont, Kwolek abbandonò i suoi piani nella facoltà di medicina per diventare una chimica. Kwolek si è specializzato nello sviluppo di processi a bassa temperatura per la ricerca di fibre sintetiche a base di petrolio di incredibile forza e rigidità. Determinata a trovare la prossima generazione di fibre in grado di resistere a condizioni estreme, il lavoro di Kwolek ha coinvolto la preparazione di intermedi, la sintesi di poliammidi aromatiche ad alto peso molecolare, la dissoluzione delle poliammidi in solventi e la filatura di queste soluzioni in fibre.

Inaspettatamente, ha scoperto che in determinate condizioni, un gran numero di molecole di poliammide si allinea in parallelo per formare soluzioni cristalline liquide. La maggior parte dei ricercatori avrebbe rifiutato la soluzione perché era fluida e torbida piuttosto che viscosa e limpida. Ma Kwolek ha colto l’occasione e ha trasformato la soluzione in fibre più forti e rigide di quanto non fossero mai state create. Questa svolta ha aperto le possibilità per una serie di nuovi prodotti resistenti a lacrime, proiettili, temperature estreme e altre condizioni.

Il ricordo nella Giornata internazionale della donna

Stephanie Kwolek ha diretto la ricerca sui polimeri presso il Pioneering Lab di DuPont fino al suo pensionamento nel 1986. Ha ricevuto numerosi premi per i suoi risultati, tra cui l’ammissione alla National Inventors Hall of Fame nel 1994, la National Medal of Technology (1999) e la Perkin Medal – tutti rari onori per le donne. Ha servito come mentore per altre scienziate e ha partecipato a programmi che introducono i bambini alla scienza.