Тази сутрин трима пионери в областта на химията - Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart и Bernard L. Feringa - бяха отличени с Нобелова награда по химия за работата си върху молекулни машини. Вместо желязо и стомана, тези мънички устройства използват молекулярни компоненти, въртящи се и изпомпващи подобно на ръкохватки и бутала в натурален размер. Невидими с просто око, тези наномашини в крайна сметка биха могли да бъдат използвани в нови материали, сензори или дори насочена доставка на лекарства.
Свързано съдържание
- Какво е необходимо, за да спечелите Нобелова награда? Четирима победители, със собствените си думи
Триото направи огромен принос за молекулен набор от инструменти, който е само началото за тези наномащабни приспособления. "Чувствам се малко като братя Райт, които летяха преди 100 години за първи път, а хората казваха защо имаме нужда от летяща машина?" в The Guardian. "И сега имаме Boeing 747 и Airbus."
Вече има много материали, които могат да бъдат химически произведени. Но сега с добавянето на тези малки движения "има безкрайна възможност", казва той. "Това отваря изцяло нов свят на наномашините."
През 1983 г. Жан-Пиер Соваж и неговата френска изследователска група правят първия напредък към създаването на минутните устройства, преодолявайки предизвикателство, което порази мнозина пред него. Използвайки меден йон, той и неговият екип привлякоха две молекули във формата на полумесец, като ги заключиха около пръстен, за да създадат така наречената механична връзка, създаваща нещо като връзка в молекулна верига, според брифинг в пресата.
Следващият голям пробив дойде през 1991 г., когато Stoddart създаде ос с наноразмери, използвайки молекулен пръстен без отрицателно заредени електрони и прът, богат на електрони. Когато двамата се срещнаха в разтвор, те се привлякоха един към друг и пръчката се плъзна през пръстена като ос. Добавянето на топлина разпали движението. В годините оттогава Stoddart дори включи това мъничко движение в компютърен чип.
Основният принос на Feringa в областта дойде през 1999 г., когато той и неговият екип разработиха първия молекулен двигател. Въртящите се движения на молекулите обикновено са произволни, но Феринга успя да проектира молекула, която се върти в една контролирана посока. Той добави тези молекулни „колела“ към карбоново шаси, за да създаде молекулярна кола, която получава своята омфа от светлинни импулси.
Изследователите смятат, че наномашините имат потенциал да революционизират изчислителната техника, здравеопазването и материалознанието. Един ден наномашините можеха да работят като мънички молекулярни роботи, поправяйки органи или почиствайки околната среда.
Те дори биха могли да революционизират градове, казва Марк Миодоуник, професор по материали и общество в Университетския колеж в Лондон, Хана Девлин от The Guardian . „Ако искате инфраструктура, която се грижи за себе си - и мисля, че го правим - почти съм сигурен, че ще се насочим към самолекуващите се системи“, казва той. "Ще имаме пластмасови тръби, които могат да се ремонтират, или мост, който, когато се спука, има тези машини, които преустройват моста в микроскопичен мащаб. Тепърва започва. Потенциалът наистина е огромен."
Изследователите вече предприемат големи стъпки към използването на молекулярните машини за употреба, съобщава Сара Каплан от The Washington Post . Миналата година изследователите в Германия използваха молекулярни машини за изграждане на противораково съединение, което е изключено и включено от светлина. Това позволява на лекарите да се насочат към засегнатите области, без да увреждат здравата тъкан. Друга група създава молекулен „робот“, способен да свързва заедно аминокиселини като малка движеща се ръка.
Но технологията все още е в начален стадий и предстои още много. Според Nobelprize.org „молекулярният двигател е в същия стадий, както и електродвигателят през 1830-те, когато учените показват различни въртящи се манивела и колела, без да знаят, че ще доведат до електрически влакове, перални машини, вентилатори и хранителни преработватели.“
