Nobel z chemii dla twórców niewidocznych maszyn

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.
 Nobel z chemii dla twórców niewidocznych maszyn
/ pixabay.com
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. Janusz Jurczak 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 w Polsce
 

 

POLECANE
Potężny ukraiński atak rakietowy na Rosję. Potwierdzono użycie pocisków Storm Shadow z ostatniej chwili
Potężny ukraiński atak rakietowy na Rosję. Potwierdzono użycie pocisków Storm Shadow

Ukraińskie wojsko przeprowadziło potężny atak rakietowo-lotniczy na terytorium Rosji – poinformował Sztab Generalny Sił Zbrojnych Ukrainy. Celem była fabryka zbrojeniowa w Briańsku, produkująca m.in. proch, materiały wybuchowe i komponenty paliwa rakietowego dla rosyjskiej armii. W ataku miały zostać użyte brytyjsko-francuskie pociski dalekiego zasięgu Storm Shadow, które miały „skutecznie przebić rosyjski system obrony powietrznej”.

Polska ma 520 ton złota. NBP w światowej czołówce pod względem rezerw Wiadomości
Polska ma 520 ton złota. NBP w światowej czołówce pod względem rezerw

Polska posiada obecnie 520 ton rezerwy złota, co stanowi prawie 24 proc. wszystkich aktywów – poinformował Artur Soboń, wiceprezes Narodowego Banku Polskiego, w programie „Gość Wydarzeń” Polsatnews. – NBP to 12. bank na świecie pod względem zasobów złota – podkreślił Soboń, dodając, że tak wysoki poziom rezerw sprawia, iż polski złoty pozostaje bardzo stabilną walutą.

Fiasko spotkania Trump–Putin. Oto kulisy decyzji Białego Domu z ostatniej chwili
Fiasko spotkania Trump–Putin. Oto kulisy decyzji Białego Domu

Sekretarz stanu USA Marco Rubio po rozmowie z szefem MSZ Rosji Siergiejem Ławrowem przekazał przedstawicielom Białego Domu, że spotkanie przywódców USA i Rosji w najbliższej przyszłości najpewniej nie przyniosłoby pozytywnych rezultatów dla procesu pokojowego - napisał „Wall Street Journal”.

Ujawniono wartość klejnotów skradzionych z Luwru z ostatniej chwili
Ujawniono wartość klejnotów skradzionych z Luwru

Francja wciąż nie może się otrząsnąć po spektakularnej kradzieży w Luwrze. Podano wartość skradzionych klejnotów, którą oszacowano na 88 milionów euro. Władze w Paryżu podkreślają jednak, że wartość historyczna artefaktów jest bezcenna. W sprawę zaangażowano już około 100 funkcjonariuszy i najlepsi śledczy.

Pokój w Gazie? Główne przeszkody to Hamas i żydowscy nacjonaliści tylko u nas
Pokój w Gazie? Główne przeszkody to Hamas i żydowscy nacjonaliści

Pokój w Gazie zagrożony. Hamas odmawia rozbrojenia, a izraelscy nacjonaliści domagają się wznowienia wojny.

Karambol na Śląsku. Droga krajowa nr 1 zablokowana, policja apeluje z ostatniej chwili
Karambol na Śląsku. Droga krajowa nr 1 zablokowana, policja apeluje

We wtorek wieczorem na drodze krajowej nr 1 w Pszczynie (woj. śląskie) doszło do groźnego karambolu. Jak informuje RMF FM, zderzyło się sześć samochodów osobowych i ciężarówka. W wyniku wypadku rannych zostało sześć osób, a trasa w kierunku Bielska-Białej jest całkowicie zablokowana.

Awaria ciepła w Krakowie. MPEC wydało komunikat z ostatniej chwili
Awaria ciepła w Krakowie. MPEC wydało komunikat

We wtorek wczesnym popołudniem doszło do poważnej awarii sieci ciepłowniczej w Krakowie. Pracownicy firmy budowlanej uszkodzili rurociąg należący do Miejskiego Przedsiębiorstwa Energetyki Cieplnej (MPEC). W wyniku zdarzenia mieszkańcy części dzielnicy Zabłocie zostali pozbawieni ogrzewania i ciepłej wody. Według informacji MPEC Kraków, wznowienie dostaw ciepła planowane jest na 22 października około godziny 2:00 w nocy.

Rosja przedstawiła warunki pokoju z Ukrainą w nieoficjalnym dokumencie przekazanym USA z ostatniej chwili
Rosja przedstawiła warunki pokoju z Ukrainą w nieoficjalnym dokumencie przekazanym USA

Rosja w miniony weekend przekazała stronie amerykańskiej nieoficjalny dokument, w którym ponownie przedstawiła swoje poprzednie warunki zawarcia pokoju z Ukrainą – poinformował we wtorek Reuters, powołując się na źródła. Rosjanie powtórzyli swoje żądanie przejęcia kontroli nad całym Donbasem na wschodzie Ukrainy – przekazał przedstawiciel władz amerykańskich. Ten warunek jest sprzeczny ze stanowiskiem prezydenta Donalda Trumpa, który wezwał do zatrzymania walk na obecnej linii frontu.

Znany dziennikarz odchodzi z Wirtualnej Polski z ostatniej chwili
Znany dziennikarz odchodzi z "Wirtualnej Polski"

W redakcji Wirtualnej Polski dochodzi do istotnych zmian personalnych dot. dziennikarzy, którzy zajmowali się polityką. Jak ustalił serwis Wirtualne Media, z końcem listopada z serwisem pożegna się Paweł Figurski, dziennikarz polityczny związany z WP od blisko czterech lat.

Wrocław: Wiceprezydent miasta i szefowa lokalnych struktur PO wyrzucona z partii z ostatniej chwili
Wrocław: Wiceprezydent miasta i szefowa lokalnych struktur PO wyrzucona z partii

Krajowy Sąd Koleżeński Platformy Obywatelskiej wykluczył z partii Renatę Granowską, szefową powiatowych struktur PO we Wrocławiu i wiceprezydent miasta. To oznacza, że podtrzymano decyzję regionalnego sądu koleżeńskiego, od której odwołała się Granowska.

REKLAMA

Nobel z chemii dla twórców niewidocznych maszyn

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.
 Nobel z chemii dla twórców niewidocznych maszyn
/ pixabay.com
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. Janusz Jurczak 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 w Polsce
 


 

Polecane
Emerytury
Stażowe