Laurea magistrale honoris causa in Chimica Industriale a Gerhard Ertl
Il 5 novembre 2010 L'Università di Pisa ha conferito la Laurea magistrale honoris causa in Chimica Industriale a Gerhard Ertl.
- Motivazioni del conferimento, di Pierangelo Terreni
- Laudatio, di Severino Zanelli
- Lectio Magistralis, di Gerhard Ertl
Profilo di Gerhard Ertl
Mario Agostino Rocca,
Professore di Struttura della Materia presso l’Università di Genova
Gerhard Ertl ha contribuito come nessun’altro nella nostra comunità scientifica ad influenzare e indirizzare la ricerca nella Scienza delle Superfici. E’ pertanto da aspettarsi che la sua supervisone ed il suo consiglio fossero ricercati a livello sia nazionale che internazionale. Effettivamente lo incontrai per la prima volta nel 1982 ad scuola estiva in Svezia a cui partecipavo come giovane dottorando. Fui molto impressionato e motivato dalle lezioni e dalle discussioni con i docenti, ma non potevo immaginare che quella scuola avrebbe indirizzato in maniera determinante i miei futuri interessi scientifici. Il secondo incontro con Gerhard Ertl avvenne un paio di anni dopo in occasione della sua visita, in qualità di membro del panel di valutazione quinquennale, dell’Istituto di Fisica delle Superfici del Centro di Ricerca di Juelich dove stavo concludendo la mia tesi di dottorato. Era un evento importante dal quale sarebbe dipeso il futuro dell’Istituto e dei suoi direttori uno dei quali era il supervisore della mia tesi. Dovevamo pertanto presentare i nostri risultati nel modo più convincente possibile. La mia relazione riguardava l’effetto da poco scoperto della tensione superficiale sulle frequenze fononiche di superficie, un fenomeno legato alla ricostruzione superficiale su cui sapevo che Ertl stava lavorando. A tal fine preparai uno strumento per mostrare l’analogia dell’effetto da noi trovato con gli strumenti musicali a corda che possono essere accordati agendo sulla tensione delle corde stesse. In effetti apprezzò il mio show e le mie argomentazioni, ma non potevo sapere (anche se forse il mio relatore sapeva) quanto Ertl amasse la musica! Lo incontrai successivamente in altre occasioni in svariate parti del mondo, apprezzando sempre i suoi interventi e cercando di farmi consigliare sui miei progetti e diventammo amici.
Gerhard Ertl nacque il 10 Ottobre del 1936 a Bad Cannstadt, vicino a Stoccarda, in Germania. Studiò fisica all’Università di Stoccarda diplomandosi nel 1961 con una tesi su “Esperimenti di salto di temperatura per lo studio di reazioni di dissociazione rapide usando impulsi di microonde” sotto la supervisione di Heinz Gerischer, che a quel tempo lavorava presso l’Istituto Max Planck di Stuttgart. Lo seguì come assistente all’Università Tecnica di Monaco e lo ebbe come Relatore della tesi di dottorato in chimico-fisica su “Cinetica della ossidazione catalitica dell’idrogeno su monocristalli di Germanio”. Quindi iniziò il suo lavoro di abilitazione, concluso in appena due anni su “Studi sulla struttura e la reattività superficiale usando la diffrazione di elettroni a bassa energia (LEED)”. A tal fine egli adoperò uno dei primi diffrattometri commerciali introducendo in tal modo il campo, oggi noto come Surface Science, nel suo paese. Il primo lavoro importante apparve nel 1966 sulla rivista omonima Surface Science appena fondata sulle strutture di superficie e le reazioni chimiche su campioni monocristallini di rame. Come si usava ancora a quel tempo l’articolo venne scritto in tedesco. Si abilitò a 31 anni e venne chiamato dall’Università di Hannover dove formò un gruppo brillante di collaboratori. Quando si spostò alla università Ludwig-Maximilian di Monaco di Baviera nel 1973 il gruppo lo seguì e quando divenne direttore dell’Istituto Fritz-Haber di Berlino nel 1985, essi lo seguirono di nuovo. Credo che questo testimoni le sue capacità carismatiche. A Berlino il gruppo contò fino a 100 collaboratori tra posti di ruolo e studenti. Molti di loro sono oggi scienziati affermati e tra loro troviamo diversi italiani successivamente rientrati nel nostro paese o dispersi per l’Europa per via della fuga dei cervelli.
I risultati scientifici di Gerhard Ertl coprono un’area estremamente vasta. Inizialmente si interessò allo studio dei processi elementari delle reazioni chimiche sulle superfici allo scopo di capire i meccanismi alla base dei processi catalitici in fase eterogenea. Studiò l’interazione di piccole molecole, quali O2, CO, H2, N2, NO, etc. con superfici di metalli e di leghe e ne determinò i siti di adsorbimento mediante l’analisi dinamica delle intensità LEED. Tali informazioni furono cruciali per l’interpretazione dei successivi studi sulla cinetica e sulla dinamica delle reazioni. A tal fine utilizzò la tecnica dei fasci molecolari per studiare lo scattering reattivo per comprendere il ruolo dei gradi di libertà roto-vibrazionali e traslazionali nella dissipazione dell’energia. Il risultato principale degli anni ’70 fu una serie di pubblicazioni sulla reazione di sintesi dell’ammoniaca, sul cui meccanismo molti altri scienziati si erano rotti la testa invano nei 70 anni trascorsi dal tempo di Fritz Haber (premio Nobel nel 1918 per questo lavoro). Ertl mostrò, utilizzando i metodi della Scienza delle Superfici che la specie attiva è azoto adsorbito dissociativamente (ossia atomico) che viene quindi idrogenato per passi successivi.
L’obbiettivo successivo fu la comprensione della struttura delle superfici a livello atomico e sotto l’influsso degli adsorbati. Il gruppo di Gerhard Ertl mise su un microscopio ad effetto tunnel, poco dopo la dimostrazione della fattibilità di tale strumento da parte di Binnig e Rohrer, per osservare le ricostruzioni superficiali ed introdusse la tecnica dello scattering di atomi di He metastabili e della misura dell’energia cinetica degli elettroni emessi. Lo sforzo era diretto alla comprensione dell’ossidazione del CO, uno dei processi principali che avvengono nella marmitta catalitica delle automobili che usiamo tutti i giorni. Una molecola di CO reagisce con un atomo di ossigeno pre-adsorbito per formare una molecola di CO2 debolmente legata che nelle condizioni della reazione desorbe immediatamente. Nel 1982 egli evidenziò per la prima volta le oscillazioni cinetiche della reazione di ossidazione del CO su monocristalli di Pt ed in condizioni controllate, fenomeno noto dai reattori chimici, sviluppando per esso un modello microscopico. Egli mostrò che tali oscillazioni nascono dalla competizione tra l’adsorbimento di monossido di carbonio, che causa la rimozione della ricostruzione superficiale della superficie del platino, causando la formazione di una superficie molto più reattiva che aumenta la probabilità di cattura dell’ossigeno causando nuovamente la ricostruzione ed inducendo in tal modo l’oscillazione della reazione stessa. Al fine di visualizzare i pattern spaziotemporali che si debbono formare sulla superficie sviluppò un microscopio a fotoemissione che permise di seguire in tempo reale le variazioni della concentrazione dei diversi elementi con risoluzione micrometrica.
Al fine di seguire i processi su scale sempre più piccole Ertl mise su un gruppo che si occupava di processi ultraveloci verso la fine degli anni ’80. Esperimenti con laser con impulsi nel range dei femtosecondi permisero di comprendere la dinamica degli elettroni durante l’eccitazione con fotoni e dei concomitanti processi di trasferimento di energia a seguito dell’eccitazione di un adsorbato, fenomeni rilevanti per i processi di fotochimica indotti da luce laser. In parallelo con tali esperimenti di fisica fondamentale Ertl mantenne vivo il suo interesse per la catalisi reale. Nel suo dipartimento un gruppo effettuò esperimenti estremamente importanti sulle polveri dei catalizzatori. Oltre ai già noti catalizzatori a base di ferro, dimostrò come la sintesi dell’ammoniaca sia possibile anche su catalizzatori a base di rutenio. Lavoro in questa ed in altre direzioni risultò in una varietà di importanti contributi alla comprensione dei fenomeni catalitici.
Egli è stato membro dei panel editoriali di molte riviste scientifiche e organizzò l’ottava conferenza sulla catalisi tenutasi a Berlino nel 1984. E’ membro ordinario o straniero di 10 accademie inclusa dal 2001 la National Academy of Science degli Stati Uniti.
Ultimo aggionamento documento: 05-Nov-2010