Julius Nieuwland

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El reverendo Julius Aloysius (Arthur) Nieuwland, CSC, PhD, (14 de febrero de 1878 – 11 de junio de 1936) fue un sacerdote de la orden de la Santa Cruz estadounidense nacido en Bélgica y profesor de química y botánica en la Universidad de Notre Dame, Indiana. Es conocido por sus contribuciones a la investigación sobre el acetileno y su uso como base de un tipo de caucho sintético, que finalmente condujo a la invención del neopreno por parte de DuPont.

Reverendo Julius Nieuwland
Reverendo Julius Nieuwland

Primeros años

Julius Aloysius Nieuwland nació en la pequeña ciudad de Hansbeke, Bélgica, el 14 de febrero de 1878. Su estancia en Bélgica fue breve; a los tres años la familia Nieuwland se había trasladado a Estados Unidos y se había instalado en South Bend, Indiana. En South Bend había una gran comunidad belga de habla flamenca y varios parientes de la familia Nieuwland vivían en la zona.

Se sabe poco sobre la infancia de Nieuwland. Comenzó a ir a la escuela en 1884 en la escuela parroquial de Saint Mary, donde aprendió inglés. Como la mayoría de los niños que tienen la oportunidad, Julius mostró un gran interés por la naturaleza. Pasó gran parte de su juventud recogiendo y examinando plantas, insectos, huevos de pájaros, serpientes y prácticamente cualquier otro ser vivo que pudiera encontrar. La fascinación por el mundo natural se mantendría durante toda su vida.

Ya en su adolescencia, Nieuwland demostró ser un estudiante capaz y lleno de fe. Tras cursar el bachillerato en el Seminario de la Santa Cruz, ingresó en la Universidad de Notre Dame con la intención de especializarse en teología.

Formación religiosa

Como estudiante del seminario universitario, Julius Nieuwland estudió el plan de estudios normal de teología. Aunque el latín, el griego, el francés, el alemán, la filosofía, la lógica y la ontología eran áreas de estudio obligatorias, su interés por la naturaleza no había disminuido. Cuando no estaba estudiando, Nieuwland podía encontrarse en los campos de los alrededores de la Universidad recogiendo plantas e insectos locales. A menudo fascinaba a sus amigos con dibujos al carbón muy precisos de algún espécimen que había visto antes.


En su época de estudiante, Julius recibió una gran influencia de dos sacerdotes-científicos de Notre Dame, el reverendo A. M. Kirsch, botánico, y el reverendo James A. Burns, químico. Fue bajo la dirección de Burns que Nieuwland tuvo su primer contacto con el estudio de la química del acetileno, un hecho que predijo acontecimientos posteriores.

Después de que Nieuwland obtuviera su licenciatura en Filosofía en 1899, fue admitido en la Congregación de la Santa Cruz para comenzar su noviciado. En 1901, tras una formación religiosa adicional en el Holy Cross College de Washington, Nieuwland fue admitido a la profesión por el padre John Augustine Zahm.

Formación científica

Además de sus estudios religiosos en la Universidad Católica, Nieuwland comenzó una formación avanzada en ciencias. Pensaba estudiar botánica con el conocido profesor Edward L. Greene, pero el destino, o quizá la providencia, tenía otros planes para Nieuwland. Poco después de que Nieuwland llegara a Washington, Greene aceptó un puesto en el Instituto Smithsoniano. El traslado de Greene dejó a Nieuwland sin profesor. Sin embargo, Julius encontró rápidamente un mentor diferente, el reverendo John G. Griffith, especializado en química orgánica. Este aparentemente pequeño cambio de vocación tendría implicaciones de largo alcance para Notre Dame y los Estados Unidos.


Julius Nieuwland y el acetileno

El trabajo de graduación de Nieuwland se centró en la química del acetileno. A diferencia de muchos en la química, Nieuwland estaba fascinado con las reacciones químicas más que con los productos resultantes de las reacciones. Además, la elección del acetileno como tema de estudio demuestra la valentía de Nieuwland. Las reacciones y los productos del acetileno pueden ser muy volátiles y venenosos. Más adelante, Nieuwland solía pedir a los químicos que no estaban familiarizados con las reacciones del acetileno que agitaran una mezcla concreta con una pluma en un palo largo de madera. Incluso esta agitación extremadamente ligera acababa provocando una fuerte explosión.

Un producto interesante del trabajo de posgrado de Nieuwland fue un extraño gas que se desprendía de una reacción. Esta sustancia era tan nociva que Nieuwland pasó varios días en el hospital tras su primera exposición. Dejó de lado esta reacción en particular por considerarla demasiado peligrosa, una decisión poco habitual en él. Varios años después, el Dr. W. L. Lewis encontró notas sobre el gas en la tesis de Nieuwland. Lewis aisló y purificó este gas que se conoció como lewisita. La lewisita fue una de las sustancias más mortíferas encontradas hasta la fecha, eficaz incluso cuando se exponía sólo a la piel.

El padre Julius Nieuwland en su laboratorioEl padre Julius Nieuwland en su laboratorio
El padre Julius Nieuwland en su laboratorio

Nieuwland recibió el sacramento de las órdenes sagradas en diciembre de 1903 de manos del cardenal Gibbons, pero se quedaría un año más en Washington para terminar su doctorado en la Universidad Católica. Su trabajo de disertación en química se tituló »Algunas reacciones del acetileno». Es importante señalar que Julius también pasó un tiempo considerable durante este periodo ampliando sus conocimientos de botánica y continuando su correspondencia con el profesor Greene.


Investigación en química

A pesar de la gran carga de trabajo, Nieuwland nunca abandonó la investigación química. Siguió investigando sobre el acetileno y otros productos químicos orgánicos. En reconocimiento a su trabajo, la Universidad de Notre Dame le concedió un doctorado honorario en ciencias en 1911.

En 1918 Nieuwland fue trasladado a profesor de química a tiempo completo. Uno de sus renovados intereses fue identificar un gas desconocido que había detectado en 1906. Este gas se producía al pasar acetileno en una solución de cloruros de cobre y álcali. En 1920, consiguió polimerizar el acetileno en divinilacetileno. Mientras trabajaba con estudiantes en 1923, Nieuwland añadió dicloruro de azufre a la reacción produciendo una sustancia elástica. Nieuwland se dio cuenta de que esto podría ser un primer paso hacia el caucho sintético.

Dos años más tarde (diciembre de 1925), Nieuwland asistió al primer simposio de química orgánica de la Sociedad Química Americana (ACS). Nieuwland se dirigió al grupo, repasando su trabajo sobre las reacciones del acetileno. Entre los asistentes se encontraba el Dr. Elmer K. Bolton, jefe de la Sección de Colorantes de E. I. DuPont de Nemours & Company, Inc. de Wilmington, Delaware. Tras la charla de Nieuwland, el Dr. Bolton se dirigió rápidamente a él para hablar de la colaboración en el desarrollo del caucho sintético. Nieuwland, siempre un químico entusiasta, aceptó inmediatamente.


El camino del caucho sintético

La búsqueda de un caucho sintético (no botánico) se remonta a mediados del siglo XIX. La realidad de la monopolización y el bloqueo del caucho natural en tiempos de guerra hicieron del caucho sintético un objetivo importante para muchas naciones industriales. La producción industrial de toda una nación podía quedar paralizada si se le privaba del caucho natural.

 A principios del siglo XX, los científicos alemanes habían desarrollado una forma de caucho sintético conocida como caucho metílico. Alemania construyó la primera instalación de producción de caucho sintético a gran escala. El caucho metílico era caro de producir, pero muy valioso durante la Primera Guerra Mundial. Sin embargo, tras la conclusión de la Primera Guerra Mundial, la producción en Alemania cesó.

Incluso después de la Primera Guerra Mundial, muchas empresas estaban interesadas en el caucho sintético por razones económicas. Gran Bretaña había acaparado y manipulado el mercado del caucho natural para multiplicar por diez su precio. Aquí nos encontramos con el Dr. Bolton, que por casualidad había realizado su investigación postdoctoral en el Instituto Kaiser Wilhelm de Alemania, aunque en un proyecto no relacionado con el caucho sintético. A principios de los años veinte, Bolton recibió el encargo de encontrar nuevas y rentables empresas para DuPont en el ámbito de la química industrial.


DuPont y la Universidad de Notre Dame

Tras escuchar la charla de Nieuwland en 1925, Bolton había encontrado su nueva empresa. La asociación entre DuPont y Notre Dame persistiría durante muchas décadas. Después de 1925, los avances hacia un caucho sintético funcional en DuPont fueron lentos. Durante varios años sólo se produjeron resinas frágiles y, en ocasiones, volátiles. Sin embargo, el éxito se anunció en 1931 en una reunión de químicos del caucho en Akron, Ohio.

El caucho sintético de DuPont ha recibido muchos nombres, como Duprene, Neoprene y Chloroprene. El caucho sintético de DuPont conservaba muchas de las características ventajosas del caucho natural, pero era superior en varios aspectos. Era resistente a la descomposición en presencia de gasolina, aceite, ozono, calor elevado y oxidación. Estas propiedades hicieron que el neopreno fuera inestimable para su uso industrial, automovilístico, naval y aeronáutico.

El interés por el caucho sintético a principios y mediados de los años 30 era sobre todo intelectual y académico. El coste de producción seguía siendo demasiado elevado para ser práctico a gran escala. Sin embargo, el inicio de la Segunda Guerra Mundial cambió mucho la situación económica de este polímero. Con las rutas marítimas muy disputadas y Japón cortando el 90% del caucho natural del mundo, se intensificó la necesidad de una alternativa sintética (Rutherford, 1960). Afortunadamente para Estados Unidos, DuPont ya había sentado las bases. La producción industrial masiva de caucho sintético no tardó en llegar. En 1941, la producción alcanzó las 50.000 toneladas anuales en Estados Unidos y se creó una «reserva de caucho».


No está claro cuánto tiempo habrían tenido que luchar DuPont y otras empresas con el proceso de creación del caucho sintético si no fuera por el trabajo y la colaboración temprana de Nieuwland. Un científico de DuPont estimó que la contribución de Nieuwland redujo el tiempo de desarrollo en al menos 10-15 años.

Tras el anuncio del caucho sintético, a Nieuwland le llovieron los elogios y los premios. Los periodistas y los visitantes se desplazaban a menudo a su laboratorio en busca de entrevistas y citas del ahora famoso sacerdote. Sin embargo, él rehuía el protagonismo y pensaba que esa atención era un impedimento para su concentración y su trabajo.

Últimos años

Nieuwland, que siempre fue un científico diligente, solía dormir en la mesa del laboratorio mientras un experimento avanzaba durante la noche. Pero nunca perdió el contacto con la humanidad.


El padre Nieuwland falleció el 11 de junio de 1936, a la edad de 59 años, durante unas vacaciones en su alma mater de doctorado, la Universidad Católica. Su salud se había deteriorado en ese momento y se le recomendó que descansara. Pero volvió al laboratorio con ganas de empezar algún nuevo proyecto. Murió en el mismo laboratorio donde había comenzado sus estudios sobre la química del acetileno. Como Nieuwland murió antes de la Segunda Guerra Mundial, nunca se dio cuenta de toda la importancia de su trabajo para el esfuerzo bélico.

Para más información Filchak, K. E. (2009). In Homage to Our Founder; A Brief Biography of Reverend Julius Aloysious Nieuwland, C.S.C. The American Midland Naturalist, 161(2), 178–188. http://www.jstor.org/stable/20491430

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