2016 Kemian Nobel-palkinto palkitaan Jean-Pierre Sauvage (Strasbourgin yliopisto, Ranska), Sir J. Fraser Stoddart (Luoteis-yliopisto, Illinois, USA) ja Bernard L. Feringa (Groningenin yliopisto, Alankomaat) molekyylikoneiden suunnitteluun ja synteesiin.
Mitä ovat molekyylikoneet ja miksi ne ovat tärkeitä?
Molekyylikoneet ovat molekyylejä, jotka liikkuvat tietyllä tavalla tai suorittavat tehtävän, kun niille annetaan energiaa. Tässä vaiheessa pienimolekyyliset moottorit ovat samalla hienostuneella tasolla kuin 1830-luvun sähkömoottorit. Kun tutkijat tarkentavat ymmärrystään siitä, kuinka saada molekyylit liikkumaan tietyllä tavalla, he tasoittavat tulevaisuus pienten koneiden käyttämiseksi energian varastoimiseksi, uusien materiaalien valmistamiseksi ja muutosten havaitsemiseksi tai aineita.
Mitä Nobel-palkinnon voittajat voittavat?
Tämän vuoden kemiallisen Nobel-palkinnon voittajat saavat kumpikin Nobel-palkinnon, kunniallisesti sisustetun palkinnon ja palkintorahat. 8 miljoonaa Ruotsin kruunua jaetaan tasan voittajien kesken.
Ymmärrä saavutukset
Jean-Pierre Sauvage loi perustan molekyylikoneiden kehittämiselle vuonna 1983, kun hän muodosti molekyyliketjun, nimeltään kateenaani. Kateenanin merkitys on, että sen atomit yhdistettiin mekaanisilla sidoksilla kuin perinteisillä kovalenttisilla sidoksilla, joten ketjun osat voitiin helpommin avata ja sulkea.
Vuonna 1991 Fraser Stoddard eteni, kun hän kehitti molekyylin, jota kutsuttiin rotaksaaniksi. Tämä oli molekyylinrengas akselilla. Rengas voitiin saada liikkumaan akselia pitkin, mikä johtaa keksintöihin molekyylisistä tietokonepiiristä, molekyylilihaksista ja molekyylinostosta.
Vuonna 1999 Bernard Feringa oli ensimmäinen henkilö, joka suunnitteli molekyylimoottorin. Hän muodosti roottorin terän ja osoitti pystyvänsä saamaan kaikki terät pyörimään samaan suuntaan. Sieltä hän siirtyi suunnittelemaan nanocar.
Luonnolliset molekyylit ovat koneita
Molekyylikoneet ovat olleet tunnettuja luonnossa. Klassinen esimerkki on bakteeri flagellum, joka liikuttaa organismia eteenpäin. Kemian Nobel-palkinnossa tunnustetaan, että on tärkeää suunnitella pieniä funktionaalisia koneita jo vuodesta molekyylit ja kuinka tärkeää on tehdä molekyylinen työkalupakki, josta ihmiskunta voi rakentaa monimutkaisempia pienoiskoot koneita. Mistä tutkimus menee täältä? Käytännön sovellukset nanomajeista niihin kuuluvat älykkäät materiaalit, "nanobotit", jotka toimittavat lääkkeitä tai havaitsevat sairaat kudokset, ja erittäin tiheä muisti.