Nobel z chemii dla twórców niewidocznych maszyn

2016-10-05, 19:31  Polska Agencja Prasowa

Projektanci i budowniczowie niewidocznych wind i samochodów - czyli maszyn działających w świecie cząsteczek - dostali tegoroczną Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Według ekspertów prace noblistów mają znaczenie dla poszukiwania nowych materiałów.

Laureatami Nobla zostali Jean-Pierre Sauvage - emerytowany profesor University of Strasbourg i dyrektorem ds badań we francuskim CNRS, Sir J. Fraser Stoddart - profesorem chemii na Northwestern University w Evanston (Illinois, USA) i Bernard Lucas "Ben" Feringa - profesor chemii organicznej na holenderskim uniwersytecie w Groningen.

Nazwiska laureatów ogłosiła w środę w Sztokholmie Królewska Szwedzka Akademia Nauk. Trzej chemicy podzielą się po równo nagrodą w wysokości 8 mln koron szwedzkich (około 850 tysięcy euro).

Zostali oni nagrodzeni za "zaprojektowanie i syntezę maszyn molekularnych", na przykład sztucznych mięśni czy miniaturowych silniczków, niezbędnych do rozwoju nanotechnologii. Jak podkreślili członkowie Akademii, Sauvage dokonał pierwszego przełomu w 1983 r., kiedy połączył dwie cząsteczki w kształcie pierścienia w łańcuch. Kolejny krok wykonał Stoddart w 1991 roku, nawlekając taki pierścień na molekularną oś. Feringa zaś jako pierwszy opracował molekularny "silniczek" w 1999 r.

Pierwszy krok na drodze ku molekularnym maszynom zrobił w roku 1983 Jean-Pierre Sauvage – dzięki wykorzystaniu jonu miedzi udało mu się połączyć dwie cząsteczki o kształcie pierścienia w (raczej krótki) łańcuch, zwany katenanem (od łacińskiego słowa "catena", oznaczającego właśnie łańcuch). Dzięki jonom metali chemikom udawało się zwijać cząsteczki także w inne skomplikowane struktury – łańcuchy i węzły, przypominające węzeł celtycki, pierścienie Boromeuszy czy węzeł Salomona.

Kolejny krok wykonał w 1991 roku kolejny z tegorocznych noblistów Fraser Stoddart – udało mu się uzyskać rotaksan. Nasadził molekularny pierścień (ubogi w elektrony) na cienką molekularną oś (mającą elektronów aż nadto) i zademonstrował, że może się on na tej osi obracać. Wśród opartych na rotaksanie dzieł Stoddarta są: molekularna winda (pozwalająca unieść ładunek na wysokość 0,7 nanometra), molekularny mięsień zginający cieniutką złotą blaszkę oraz chip komputerowy – pamięć o skromnej pojemności 20 kilobajtów, jednak mająca wyjątkowo małe elementy składowe.

Trzeci noblista Bernard L. Feringa był pierwszą osobą, która skonstruowała silnik molekularny. W roku 1999 zbudował molekularny wirnik kręcący się stale w tym samym kierunku – w najnowszej wersji osiąga 12 milionów obrotów na sekundę. Używając molekularnych silników udało mu się obracać szklany cylinder o długości 28 mikrometrów - 10 000 razy większy od silnika, a nawet zbudować nanosamochód - cztery molekularne silniki zamocowane do molekularnej ramy.

Jak oceniają eksperci, pod względem zawansowania molekularne silniki są na tym samym poziomie, co silniki elektryczne w latach 30. XIX wieku. Budowane wówczas maszyny elektryczne ledwo się obracały, wydawały się ciekawostką - nikt nie przypuszczał, że w przyszłości będą wszechobecne, dadzą napęd pociągom, pralkom, wentylatorom, mikserom czy dronom.

Maszyny molekularne "będą najprawdopodobniej wykorzystywane w rozwoju nowych materiałów, czujników i systemów przechowywania energii" - podkreśliła w uzasadnieniu Królewska Szwedzka Akademia Nauk.

Dopiero w przyszłości prace te będą miały "kolosalne znaczenie" - zastrzegł w rozmowie z PAP prof. Janusz Lipkowski z Instytutu Chemii Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego w Warszawie. Zauważył też, że przez długi czas cząsteczki uważano za "coś martwego", podczas gdy nobliści skonstruowali z nich maszyny. Jednak określenie "maszyny" w kontekście odkryć noblistów "jest zbyt skromne", gdyż możliwości ich zastosowania jest znacznie więcej.

Maszyny molekularne wciąż trudno używać w praktyce - potwierdza prof. Robert Hołyst z Instytutu Chemii Fizycznej PAN. Możliwość ich użycia w jakichkolwiek praktycznych zastosowaniach jest dramatycznie obniżona przez tzw. szum termiczny - wynikający z faktu, że cząsteczki wokół nas poruszają się bardzo szybko.

Prof. Janusza Jurczaka z Instytutu Chemii Organicznej PAN współpracował z każdym z laureatów. "Ze wszystkimi trzema znamy się i spotykamy od dawna. Są bardzo otwartymi, towarzyskimi kolegami, ludźmi szeroko znanymi i lubianymi w środowisku naukowym. To absolutna elita naukowych elit. Wypiliśmy wspólnie niejedną butelkę dobrego wina. Wszyscy trzej są ludźmi, którzy nie tylko uprawiają fantastyczną naukę, ale też żyją pełnią życia. Są np. melomanami" - powiedział PAP.

Tegoroczni nobliści swój czas i energię zużywają nie tylko w laboratorium. Bernard Lucas "Ben" Feringa kieruje też dużą grupą badawczą, którą stworzył praktycznie od podstaw. Wykłada i publikuje artykuły (w sumie - ponad 650, cytowanych w sumie ponad 30 tys. razy). Jest też właścicielem ponad 30 patentów. W wolnym czasie jeździ na działkę, na której hoduje konie i uprawia warzywa. "Uwielbiam przyrodę. Fakt, że możesz zasiać nasionko, a potem zjeść z niego warzywo albo oglądać kwitnący kwiat, naprawdę mnie fascynuje. I pozwala mocno stać na ziemi, podziwiając osiągnięcia natury. Dzięki temu orientuję się, że to, co robimy, jest dość prymitywne. I to jest dobra przeciwwaga dla moich zajęć w laboratorium i na sali wykładowej. Po prostu piękne" - uważa.

Równie pracowity jest J. Fraser Stoddart - posiadacz co najmniej 10 patentów, autor i współautor ponad tysiąca publikacji naukowych, a także jeden z najczęściej cytowanych chemików na świecie. Według Instytutu Filadelfijskiego od stycznia 1997 r. do sierpnia 2007 r. był trzecim najczęściej cytowanym specjalistą w dziedzinie chemii (łącznie 14 tys. 38 cytowań). Chemik dał też ponad tysiąc wykładów na uczelniach całego świata. W ciągu 45 lat w laboratoriach, którymi kierował, inspirował swoją wyobraźnią i kreatywnością ponad czterystu doktorantów lub młodych badaczy tuż po doktoracie (na tzw. stażu podoktorskim).

Trzeci nagrodzony, Jean-Pierre Sauvage, jest z kolei uczniem innego noblisty z Francji - Jean-Marie Lehna (u którego się doktoryzował). 72-letni francuski chemik powiedział w wywiadzie dla telewizji francuskiej, że otrzymał już wiele nagród, lecz Nagroda Nobla jest czymś wyjątkowym i tak bardzo prestiżowym, że większość naukowców nie ma nawet odwagi o niej marzyć. (PAP)

Nauka i technologie

24-godzinny Huuuge Game Jam w Bibliotece UKW

24-godzinny Huuuge Game Jam w Bibliotece UKW

2016-11-20, 20:19

W warszawskim laboratorium powstał latający robot-zapylacz

2016-11-17, 08:42

Olsztyńscy naukowcy zbudowali urządzenie badające, jak oddychamy

2016-11-13, 16:52

Eksperci: im mocniej obniżymy poziom cholesterolu, tym lepiej

2016-11-08, 18:46

Muzea i centra nauki 10 listopada po raz pierwszy obchodzą swój dzień

2016-11-07, 08:17

Eksperci: Ponad 2 mln Polaków wykazuje stan przedcukrzycowy

2016-10-28, 17:00

Polscy kontrolerzy ruchu lotniczego pracują nad wykorzystaniem technologii 4D

2016-10-25, 08:26

Amazon uruchomił polską wersję swojego serwisu

2016-10-19, 08:10

Resort nauki liczy na 50 proc. kosztów uzyskania także dla naukowców

2016-10-15, 10:41

Ekspert: cyberprzestępstwo łatwiej popełnić niż przestępstwo tradycyjne

2016-10-15, 10:39
Ważne: nasze strony wykorzystują pliki cookies.

Używamy informacji zapisanych za pomocą cookies i podobnych technologii m.in. w celach reklamowych i statystycznych oraz w celu dostosowania naszych serwisów do indywidualnych potrzeb użytkowników. Mogą też stosować je współpracujący z nami reklamodawcy, firmy badawcze oraz dostawcy aplikacji multimedialnych. W programie służącym do obsługi internetu można zmienić ustawienia dotyczące cookies. Korzystanie z naszych serwisów internetowych bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zapisane w pamięci urządzenia. Więcej informacji można znaleźć w naszej Polityce prywatności

Zamieszczone na stronach internetowych www.radiopik.pl materiały sygnowane skrótem „PAP” stanowią element Serwisów Informacyjnych PAP, będących bazą danych, których producentem i wydawcą jest Polska Agencja Prasowa S.A. z siedzibą w Warszawie. Chronione są one przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych. Powyższe materiały wykorzystywane są przez Polskie Radio Regionalną Rozgłośnię w Bydgoszczy „Polskie Radio Pomorza i Kujaw” S.A. na podstawie stosownej umowy licencyjnej. Jakiekolwiek wykorzystywanie przedmiotowych materiałów przez użytkowników Portalu, poza przewidzianymi przez przepisy prawa wyjątkami, w szczególności dozwolonym użytkiem osobistym, jest zabronione. PAP S.A. zastrzega, iż dalsze rozpowszechnianie materiałów, o których mowa w art. 25 ust. 1 pkt. b) ustawy o prawie autorskim i prawach pokrewnych, jest zabronione.

Rozumiem i wchodzę na stronę