ขณะที่ทำงานเป็นผู้ช่วยวิจัยที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียวนั้น ชิรากาวะได้ค้นพบพอลิอะเซทิลีนซึ่งมีลักษณะปรากฏคล้ายกับโลหะ เมื่ออลัน แมกเดอร์มิดมาเยี่ยมสถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียวในปี พ.ศ. 2518 แมกเดอร์มิดสนใจผลการค้นพบนี้ของชิรากาวะมาก และได้ชักชวนให้ชิรากาวะมาเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ห้องปฏิบัติการของเขาที่มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียในปีถัดมา ทั้งสองร่วมกับนักฟิสิกส์อีกหนึ่งคนคืออลัน ฮีเกอร์ได้ร่วมกันพัฒนาคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของพอลิอะเซทิลีน ซึ่งในปี พ.ศ. 2520 พวกเขาพบว่าเมื่อนำพอลิเมอร์ไปทำปฏิกิริยา (โดป) ด้วยไอของไอโอดีนจะได้พอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าดีขึ้น[2][3] ซึ่งนำไปสู่รางวัลโนเบลสาขาเคมีที่ได้รับร่วมกันในปี พ.ศ. 2543

ในปี พ.ศ. 2522 ชิรากาวะดำรงตำแหน่งเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยสึกูบะ ก่อนจะเลื่อนชั้นขึ้นเป็นศาสตราจารย์ในอีกสามปีถัดมา