Per una strana ironia, ma forse sarebbe meglio pensarlo per uno strano omaggio silenzioso, quando arriva nei negozi il nuovo MacBook Pro con schermo oled e tocco, se ne è appena andato l’inventore dei pannelli ai cristalli liquidi.
Infatti, lo scorso 23 settembre, in una residenza assistita di Londra, è morto a centouno anni il fisico britannico Cyril Hilsum, che ha reso usabili i cristalli liquidi guidando la squadra da cui uscì il materiale giusto. La notizia è circolata a inizio novembre con il necrologio del New York Times; fuori dai laboratori il suo nome era praticamente sconosciuto: diceva poco a quasi tutti nonostante abbia cambiato il mondo.
Hilsum era la persona che ha guidato il gruppo di lavoro, e il suo nome compare di rado accanto alle singole scoperte. Il credito va di solito a chi firma il brevetto, e molto più raramente a chi invece ha il ruolo di coordinare il lavoro e convincere il governo a pagare la ricerca.
Figlio di Petticoat Lane
Nacque a Londra il 17 maggio 1925, secondo di tre fratelli, da Benjamin e Ada Goldstein, che vendevano cappelli piatti, cioccolato e pelli di camoscio sulle bancarelle di Petticoat Lane e di Portobello Road. In casa il gabinetto stava fuori e i tre ragazzi dormivano in un letto solo. I vestiti passavano di cugino in cugino. A tre anni leggeva già, e smontava i giocattoli, suoi e degli altri, per vedere come funzionavano.
Una borsa di studio lo portò all’University College London, dove si laureò in matematica e fisica nel 1945; il dottorato, all’Università di Londra, arrivò nel 1959. Nel 1947 sposò Betty Cooper, conosciuta recitando insieme in Pygmalion, e per anni le regalò apparecchi elettronici che poi smontava lui. Interrogato su che cosa renda buono un fisico, rispose con una parola sola, ripetuta due volte: curiosità e curiosità.
Una questione di royalty
I primi televisori a tubo catodico superavano i duecento chili, e nel 1953 un lettore di TV World scrisse alla rivista di aver dovuto rinunciare al pianoforte per fargli posto. Negli anni Sessanta il problema era diventato anche di Stato: dirigenti dell’industria elettronica e autorità di regolazione sollecitavano gli scienziati a rimpicciolirli, e i militari volevano radar con schermi più piccoli.
In Gran Bretagna c’era in più una questione di cassa. Il ministro John Stonehouse, nel governo di Harold Wilson, visitò il Royal Radar Establishment di Malvern nel marzo 1967; secondo le ricostruzioni degli storici dell’Università di Hull, il direttore del centro ammise che le royalty pagate agli americani per i televisori a colori superavano quanto si spendeva per il Concorde.
Stonehouse, che anni dopo avrebbe inscenato la propria morte su una spiaggia di Miami, aveva fiutato bene il problema. Un gruppo di lavoro presieduto da Hilsum passò in rassegna le tecnologie possibili per uno schermo piatto: l’elettroluminescenza, il tubo catodico appiattito, l’elettroforesi e i cristalli liquidi.
Hilsum non si faceva illusioni. Il tubo catodico, scrisse nel 2010 sulle Philosophical Transactions of the Royal Society A, appariva ormai come un dinosauro, ma una soluzione alternativa non si vedeva. I cristalli liquidi, però, lo incuriosivano: richiedevano tensioni più basse e stavano in un velo sottile tra due lastre di vetro.
L’uomo di Hull
Il primo display a cristalli liquidi era già stato mostrato: lo presentò la Radio Corporation of America (Rca) a New York il 28 maggio 1968, con il gruppo di George Heilmeier. Restava un difetto serio: i cristalli liquidi di allora erano stabili solo ad alte temperature e si degradavano in fretta, e un televisore da cambiare ogni poche settimane non avrebbe trovato molti clienti.
Hilsum mise in piedi un consorzio che teneva insieme il centro di Malvern, l’Università di Hull e l’azienda chimica British Drug Houses. A Hull lavorava il chimico George Gray. Secondo il racconto tramandato dagli storici, in una riunione del gruppo di lavoro fu lui a spiegare perché una boccetta di cristalli liquidi proiettasse certi disegni sul muro, e Hilsum concluse che l’uomo di Hull andava messo sotto contratto.
Nel 1972 la squadra di Gray preparò i cianobifenili, i primi cristalli liquidi incolori, chimicamente stabili e a temperatura ambiente, adatti alle celle di tipo twisted nematic; l’articolo che li descrive è del marzo 1973.
La cella a nematico ritorto esisteva dal 1970: l’avevano inventata Martin Schadt e Wolfgang Helfrich nei laboratori della Hoffmann-La Roche, a Basilea. Il display a cristalli liquidi ha insomma più padri. Heilmeier mostrò il primo schermo, Schadt e Helfrich la cella, Gray la molecola; a Hilsum toccò tenere insieme il consorzio e persuadere il governo che valeva la pena pagare per andare avanti con le ricerche.
Dal polso al salotto
Arrivarono per primi gli orologi digitali, poi le calcolatrici tascabili: Sharp fu la prima a produrre un display a cristalli liquidi commerciabile in una calcolatrice, nel maggio 1973, e nel 1974 Casio lanciò il Casiotron, orologio digitale con calendario automatico. Seguirono i portatili, i televisori piatti e, alla fine, gli smartphone.
Nel 1976 la regina Elisabetta II visitò il laboratorio di Hilsum e fu fotografata mentre rideva, insieme al principe Filippo, davanti alle spiegazioni dello scienziato; nel 1979 l’Università di Hull fu la prima a ricevere il Queen’s Award for Technological Achievement per il lavoro sui cristalli liquidi. Il Times di Londra lo chiamò il padre dei cristalli liquidi.
Poi gli schermi sono diventati un terreno di scontro commerciale. Quando Steve Jobs presentò l’iPhone 4 e il suo Retina display, a giugno 2010, un portavoce di Samsung ipotizzò che Apple avesse scartato l’amoled per la scarsa capacità produttiva delle fabbriche e per l’accordo da cinquecento milioni di dollari con LG sulla fornitura di pannelli lcd.
Il salotto italiano
In Italia la questione ha avuto più di una puntata. Il bonus rottamazione tv, fino a cento euro per chi consegnava un apparecchio comprato prima del 22 dicembre 2018 e ne acquistava uno compatibile con il nuovo standard del digitale terrestre (Dvb-T2), è scaduto a fine 2022 per esaurimento dei fondi, mentre il passaggio vero e proprio, previsto all’inizio per giugno 2022, slittava al 2023.
La ricerca sui cristalli liquidi ha radici più discrete. L’Università della Calabria, a Rende, ha coordinato un progetto europeo, archiviato nel database Cordis, su un display nematico bistabile, che si scrive e si cancella con impulsi elettrici brevissimi.
La Società italiana cristalli liquidi ha proposto nel 2023 un ciclo di lezioni introduttive online per dottorandi e studenti magistrali. Il catalogo del patrimonio scientifico e tecnologico della Lombardia conserva la scheda di un pannello a cristalli liquidi Sharp, trattato ormai come reperto, quasi una reliquia a un mondo in cui l’innovazione industriale aveva un posto in prima fila negli atenei italiani.
Quando il cristallo cede il passo
Il mondo che Hilsum aiutò a costruire intanto si assottiglia ancora. Nel 2016 la Touch Bar dei MacBook Pro adottò un pannello oled di Samsung Display, dallo spessore pari a un terzo di quello di un lcd, secondo le indiscrezioni di Etnews. Nel settembre 2021 Samsung Display annunciò la produzione in serie di oled da 14 e 16 pollici per portatili, mentre i MacBook Pro di allora avevano ancora schermi lcd a sessanta hertz.
Nel marzo 2022 le indiscrezioni parlavano di pannelli oled a doppio strato per iPad e Mac, che fino ad allora si fermavano a lcd e mini-led, cioè ancora cristalli liquidi con una retroilluminazione più fine. Adesso, con il MacBook Pro Touch l’oled arriva finalmente sul portatile professionale di Apple, più di quattro anni dopo.
Un’ultima invenzione in cucina
Hilsum ottenne più di settanta brevetti. Dai suoi semiconduttori derivano componenti di telecomandi, porte automatiche, antifurto e lettori di codici a barre; dal lavoro sul radar nacque Claribel, un apparecchio per localizzare i cecchini in Irlanda del Nord. Partecipò anche alla messa a punto dei radar per il controllo della velocità, cioè una tipologia di autovelox usata nel Regno Unito, che qualche volta sorpresero lui stesso oltre il limite.
La figlia Lindsey Hilsum, giornalista e autrice, ha ricordato alla cerimonia commemorativa che il padre aveva poca pazienza per la fisica teorica: era uno scienziato dei materiali e un ingegnere, interessato alle applicazioni. L’ultimo brevetto lo ottenne a novantasette anni, per un inchiostro con sensori che conduce elettricità, utile per esempio a misurare la tensione di cavi e cinghie, e a seguire i movimenti di un paziente nel letto d’ospedale per prevenire le piaghe da decubito.
L’idea la sviluppò in cucina, dove aveva allestito un laboratorio e lavorava in camice bianco. Stando al necrologio del New York Times, era arrivato così avanti negli anni evitando la verdura fresca e nutrendosi soprattutto di cene surgelate, cioccolato e vino rosso. Una leggenda, probabilmente, ma suggestiva. Hilsum lascia la compagna Anne Dell, un nipote e il fratello Charles, che di anni ne ha centotré. Probabilmente il vero segreto è la genetica.
