Σήμερα το πρωί, τρεις πρωτοπόροι στον τομέα της χημείας - Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart και Bernard L. Feringa - απονεμήθηκαν το βραβείο Νόμπελ Χημείας για το έργο τους σε μοριακές μηχανές. Αντί του σιδήρου και του χάλυβα, αυτές οι μικροσκοπικές συσκευές χρησιμοποιούν μοριακά συστατικά, περιστρέφοντας και αντλώντας πολύ σαν στροφαλοφόροι και έμβολα μεγέθους ζωής. Αόρατα με το γυμνό μάτι, αυτά τα νανομηχανήματα θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν σε νέα υλικά, αισθητήρες ή ακόμα και στοχοθετημένη παράδοση φαρμάκων.
σχετικό περιεχόμενο
- Τι παίρνει για να κερδίσει ένα βραβείο Νόμπελ; Τέσσερις νικητές, με δικά τους λόγια
Το τρίο έκανε τεράστια συμβολή σε μια μοριακή εργαλειοθήκη που είναι μόνο η αρχή για αυτά τα gadgets νανο-κλίμακας. "Αισθάνομαι λίγο σαν τους αδελφούς Wright που πετούσαν για πρώτη φορά πριν από 100 χρόνια και οι άνθρωποι λένε γιατί χρειαζόμαστε ένα ιπτάμενο μηχάνημα", δήλωσε ο Feringa στην επιτροπή Nobel κατά τη διάρκεια τηλεφωνικής κλήσης, αναφέρουν Nicola Davis και Ian Sample στο The Guardian. "Και τώρα έχουμε το Boeing 747 και το Airbus."
Υπάρχουν ήδη πολλά υλικά που μπορούν να παραχθούν χημικά. Αλλά τώρα με την προσθήκη αυτών των μικροσκοπικών κινήσεων, «υπάρχει ατελείωτη ευκαιρία», λέει. «Ανοίγει ένα ολόκληρο νέο κόσμο των νανομηχανών».
Το 1983, ο Jean-Pierre Sauvage και ο γαλλικός ερευνητικός του όμιλος πραγματοποίησαν την πρώτη πρόοδο προς τη δημιουργία των λεπτών συσκευών, ξεπερνώντας μια πρόκληση που μπερδεύει πολλούς μπροστά του. Χρησιμοποιώντας ένα ιόν χαλκού, αυτός και η ομάδα του προσέλκυσαν δύο μόρια σε σχήμα ημισελήνου, τοποθετώντας τα μαζί γύρω από ένα δαχτυλίδι για να δημιουργήσουν έναν λεγόμενο μηχανικό δεσμό, δημιουργώντας κάτι που μοιάζει με μια σύνδεση σε μια μοριακή αλυσίδα, σύμφωνα με συνέντευξη Τύπου.
Η επόμενη μεγάλη πρόοδος ήρθε το 1991, όταν ο Stoddart δημιούργησε ένα νανο-μεγέθους άξονα χρησιμοποιώντας ένα μοριακό δακτύλιο χωρίς αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια και μια ράβδο πλούσια σε ηλεκτρόνια. Όταν οι δύο συναντήθηκαν σε λύση, προσέλκυσαν το ένα το άλλο και η ράβδος γλίστρησε το δαχτυλίδι σαν άξονας. Η προσθήκη θερμότητας πυροδότησε την κίνηση. Στα χρόνια από τότε, ο Stoddart έχει ενσωματώσει ακόμη και αυτό το μικροσκοπικό κίνημα σε τσιπ υπολογιστών.
Η σημαντική συμβολή του Feringa στο πεδίο ήρθε το 1999 όταν ο ίδιος και η ομάδα του ανέπτυξαν τον πρώτο μοριακό κινητήρα. Οι περιστρεφόμενες κινήσεις των μορίων είναι συνήθως τυχαίες, αλλά το Feringa ήταν σε θέση να σχεδιάσει ένα μόριο που γυρίζει σε μία ελεγχόμενη κατεύθυνση. Προσθέτει αυτούς τους μοριακούς "τροχούς" σε ένα πλαίσιο άνθρακα για να δημιουργήσει ένα μοριακό αυτοκίνητο που παίρνει το oomph από παλμούς φωτός.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι οι νανομηχανές έχουν τη δυνατότητα επανάστασης στον τομέα της πληροφορικής, της υγειονομικής περίθαλψης και της επιστήμης των υλικών. Μια μέρα, τα νανομηχανήματα θα μπορούσαν να λειτουργούν ως μικροσκοπικά μοριακά ρομπότ, να επισκευάζουν όργανα ή να καθαρίζουν το περιβάλλον.
Θα μπορούσαν ακόμη και να φέρουν την επανάσταση στις πόλεις, λέει η Μαν Μουντάουνικ, καθηγήτρια υλικών και κοινωνίας στο University College του Λονδίνου, της Hannah Devlin στο The Guardian . "Αν θέλετε υποδομές που φροντίζουν τον εαυτό τους -και πιστεύω ότι το κάνουμε- είμαι βέβαιος ότι θα προχωρήσουμε προς αυτοθεραπευτικά συστήματα", λέει. "Θα έχουμε πλαστικούς σωλήνες που μπορούν να επισκευαστούν ή να γεφυρώσουν, όταν όταν ξεσπάσει τα μηχανήματα αυτά θα ανοικοδομήσουν τη γέφυρα σε μικροσκοπική κλίμακα.
Οι ερευνητές κάνουν ήδη μεγάλα βήματα προς την κατεύθυνση της χρήσης των μοριακών μηχανών, αναφέρει η Sarah Kaplan στο The Washington Post . Πέρυσι, οι ερευνητές στη Γερμανία χρησιμοποίησαν μοριακές μηχανές για να δημιουργήσουν μια αντικαρκινική ένωση που απενεργοποιείται και ανάβει από το φως. Αυτό επιτρέπει στους γιατρούς να στοχεύουν τις περιοχές που έχουν πληγ Μια άλλη ομάδα δημιούργησε ένα μοριακό "ρομπότ" ικανό να συνδέει μαζί τα αμινοξέα σαν ένα μικροσκοπικό κινούμενο βραχίονα.
Αλλά η τεχνολογία είναι ακόμα στα σπάργανα της, και υπάρχουν πολλά ακόμα που έρχονται. Σύμφωνα με τον Nobelprize.org, «ο μοριακός κινητήρας βρίσκεται στο ίδιο στάδιο με τον ηλεκτρικό κινητήρα τη δεκαετία του 1830 όταν οι επιστήμονες εμφανίζουν διάφορους περιστρεφόμενους στροφάλους και τροχούς αγνοώντας ότι θα οδηγούσαν σε ηλεκτρικά τρένα, πλυντήρια, ανεμιστήρες και επεξεργαστές τροφίμων».
