A molekuláris gépek kutatásáért hárman kapják a kémiai elismerést
Molekuláris lift, mesterséges izmok és parányi motorok: a három tudós a világ legkisebb gépezetei, a molekuláris gépek tervezéséért és előállításáért részesül az elismerésben – fogalmazott indoklásában az illetékes bizottság.
A kutatók kontrollálható mozgású molekulákat fejlesztettek ki, amelyek energia segítségével tudják végrehajtani feladataikat.
A számítástechnika fejlődése jól mutatja, hogy a technológia miniatürizálása forradalomhoz vezethet. A kémiai Nobel-díj idei kitüntetettjei gépeket miniatürizáltak és új dimenzióba vezették a kémia tudományát a svéd tudományos akadémia szerint.
A molekuláris gépek irányába vezető első lépést Jean-Pierre Sauvage tette meg 1983-ban, amikor sikerült lánccá összekapcsolnia két gyűrűs molekulát. Ez a katenán. Rendes körülmények között a molekulák erős kovalens kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. Kovalens kötést két vagy több atom között megosztott elektronpárok hoznak létre, hogy mindegyik atom stabil elektronszerkezettel rendelkezhessen. A láncban azonban ehelyett egy szabadabb mechanikus kötés kapcsolta őket össze. Egy gépnek, ahhoz, hogy képes legyen feladatot végrehajtani, olyan részekből kell állnia, amelyek képesek egymáshoz viszonyított relatív mozgásra. A két, egymásba illesztett gyűrű pont ennek a követelménynek felelt meg.
A második lépést Fraser Stoddart tette meg 1991-ben a rotaxán kifejlesztésével. A szerkezetben egy gyűrű alakú molekula szabadon mozoghat egy tengelyen, amelyet a két végén a gyűrű átmérőjénél nagyobb elem zár le. A rotaxánon alapuló fejlesztései között van a molekuláris lift, a molekuláris izom és a molekuláris alapú komputerchip.
Bernard Feringa volt az első, aki molekuláris motort alkotott. 1999-re olyan molekuláris propellert hozott létre, amely folyamatosan egy irányba forgott. Azóta nanoautót is épített már. Molekuláris motorral pedig képes volt egy, a motor súlyánál tízezerszer nehezebb üveghengert forgatni.
Az idei kémiai Nobel-díjasok kiragadták egyensúlyi helyzetükből és energiával töltött állapotba juttaták a molekuláris rendszereket, és képessé váltak mozgásuk irányítására. A molekuláris motor fejlődése jelenleg olyan fokon áll, mint a villanymotoré az 1830-as években, amikor az azon dolgozó tudósok még csak nem is sejtették, hogy eredményeik olyan fejlesztésekhez vezetnek el, mint a villanyvonat, a mosógép, a ventilátor vagy a konyhai robotgépek – mutatott rá a bizottság, amely szerint a molekuláris gépeket nagy valószínűséggel használják majd új anyagok, szenzorok és energiatároló rendszerek kifejlesztéséhez a jövőben.
A 71 éves Jean-Pierre Sauvage a Strasbourgi, a 74 éves Fraser Stoddart a Northwestern, a 65 éves Bernard Feringa pedig a Groningeni Egyetem munkatársa.
A kitüntetettek nyolcmillió svéd koronával (256 millió forintos összeggel) gazdagodnak, a díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján rendezik.
