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.
/ 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
Beata Szydło krytykuje propozycję KE ws. aut spalinowych: „To gospodarcza katastrofa” Wiadomości
Beata Szydło krytykuje propozycję KE ws. aut spalinowych: „To gospodarcza katastrofa”

Beata Szydło na X skomentowała ostatnie doniesienia medialne o tym, że „Komisja Europejska rezygnuje z zakazu aut spalinowych od 2035 roku”. Jak podkreśliła europoseł PiS, nowe regulacje KE nadal zagrażają europejskiemu przemysłowi samochodowemu.

Tego w Volkswagenie jeszcze nie było. Koncern zamyka fabrykę w Dreźnie Wiadomości
Tego w Volkswagenie jeszcze nie było. Koncern zamyka fabrykę w Dreźnie

Z taśmy produkcyjnej fabryki Volkswagena w Dreźnie we wtorek zjechał ostatni samochód. Koncern tym samym zamknął ten zakład, co jest pierwszym takim przypadkiem dla tej firmy w Niemczech w ciągu 88 lat jej działalności. Fabryka w Dreźnie ma zostać przekształcona w centrum badań i rozwoju, skoncentrowane na półprzewodnikach, sztucznej inteligencji oraz robotyce. Połowę przestrzeni ma zająć Uniwersytet Techniczny w Dreźnie.

Chile skręca ostro w prawo. Prawicowa fala w Ameryce Łacińskiej tylko u nas
Chile skręca ostro w prawo. Prawicowa fala w Ameryce Łacińskiej

Ameryka Łacińska ma dość lewicowych eksperymentów, na dodatek prawicę w tej części świata natchnęło zwycięstwo Donalda Trumpa. W kolejnych krajach zwyciężają kandydaci konserwatywni, opowiadający się za wolnym rynkiem, rządami twardego prawa i współpracą z USA. Szczególnie symboliczny jest wynik wyborów prezydenckich w Chile: zdecydowane zwycięstwo polityka otwarcie chwalącego rządy Augusto Pinocheta.

Rząd Czech zapowiada blokadę unijnych regulacji. Nie dla ETS2 i paktu migracyjnego z ostatniej chwili
Rząd Czech zapowiada blokadę unijnych regulacji. "Nie" dla ETS2 i paktu migracyjnego

Nowy rząd Czech pod przewodnictwem premiera Andreja Babisza otwarcie kwestionuje kluczowe elementy polityki Unii Europejskiej. Gabinet, zaprzysiężony dzień wcześniej, przyjął uchwały odrzucające zarówno system handlu emisjami ETS2, jak i unijny pakt migracyjny, zapowiadając, że regulacje te nie zostaną wdrożone do czeskiego prawa.

Jarmark Warszawski pod specjalnym nadzorem. Student podejrzany o planowanie zamachu z ostatniej chwili
Jarmark Warszawski pod specjalnym nadzorem. Student podejrzany o planowanie zamachu

Organizator Jarmarku Warszawskiego, w związku z publikacjami dotyczącymi zatrzymania 19-letniego studenta, który miał planować zamach terrorystyczny, zwrócił się do firmy ochrony o zintensyfikowanie działań prewencyjnych, reagowania i informowania o wszelkich sytuacjach mogących stanowić zagrożenie dla odwiedzających jarmark.

Sondaż Politico. Kto za, a kto przeciw pomocy dla Ukrainy Wiadomości
Sondaż Politico. Kto za, a kto przeciw pomocy dla Ukrainy

Większość Niemców i Francuzów chce ograniczenia pomocy dla Ukrainy, podczas gdy Amerykanie, Brytyjczycy i Kanadyjczycy chcą ją zwiększyć lub utrzymać na obecnym poziomie - wykazał najnowszy sondaż Politico przeprowadzony w tych pięciu krajach i opublikowany we wtorek.

 GIS wydał pilny komunikat dla konsumentów z ostatniej chwili
GIS wydał pilny komunikat dla konsumentów

Główny Inspektorat Sanitarny wydał ostrzeżenie dotyczące świeżych jaj z chowu ściółkowego, w których wykryto bakterie Salmonella spp. GIS apeluje, aby nie jeść jaj z partii 05.01.2026, zwłaszcza jeśli nie zostały odpowiednio ugotowane lub usmażone.

Niemiecka żądza przywództwa. Niemiecki think-tank proponuje trzy kroki tylko u nas
Niemiecka żądza przywództwa. Niemiecki think-tank proponuje trzy kroki

Aleksandra Fedorska, ekspert ds. Niemiec, analizuje najnowszy raport niemieckiego think tanku Institut für Europäische Politik, który wskazuje trzy kluczowe warunki przejęcia przez Berlin większej roli w europejskiej polityce obronnej. W tle wojna w Ukrainie, zmiany w NATO oraz ambicje nowego rządu Friedricha Merza.

KE wycofuje się z całkowitego zakazu aut spalinowych. Ma nowy plan Wiadomości
KE wycofuje się z całkowitego zakazu aut spalinowych. Ma nowy plan

Komisja Europejska zmienia nieco podejście do planowanego zakazu sprzedaży nowych samochodów spalinowych w UE od 2035 roku. Zamiast pełnego zakazu proponuje obowiązek redukcji emisji CO2 o 90 proc., co ma otworzyć furtkę dla wybranych technologii spalinowych i hybrydowych.

Skandal w Wodach Polskich. Fikcyjna inwestycja po powodzi została odebrana Wiadomości
Skandal w Wodach Polskich. Fikcyjna inwestycja po powodzi została "odebrana"

Inwestycja popowodziowa warta ponad 400 tys. zł została formalnie odebrana, mimo że w terenie nie wykonano żadnych prac. Sprawa wyszła na jaw po ujawnieniu dokumentów z Dolnego Śląska.

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.
/ 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