Ovogodišnja Nobelova nagrada u oblasti hemije dodeljena je Žan-Pjer Suvažu, Frejzeru Stodartu i Bernaru Feringu za dizajniranje prvih molekularnih mašina
Tekst: Ivana Horvat
U jednom od svojih vizionarskih govora, slavni Ričard Fajnmen predvideo je postojanje najmanjih mašina. “Dajte nam još 25-30 godina, i biće neke praktične primene od toga”, govorio je. Iako pomalo drugačije od mašina iz Fajnmenove priče, upravo danas u svečanoj sali Švedske kraljevske akademije nauka, 30 godina kasnije, dodeljena je Nobelova nagrada trojici naučnika za doprinos u ovom polju istraživanja: dizajn i sintezu molekularnih mašina – najmanjih mašina na svetu.
Ovogodišnju nagradu podelili su Žan-Pjer Suvaž sa Univerziteta u Strazburu, Ser Frejzer Stodart sa Nortvestern Univerziteta u SAD-u i Bernar Feringa sa Univerziteta u Groningenu. Njihove najmanje mašine na svetu hiljadama puta manje su od debljine vlasi kose.
Ove mašine, veličine molekula, koje je moguće kontrolisano pokretati kako bi izvršile određeni zadatak kada se sistemu doda energija, prvi je osmislio Žan-Pjer Suvaž 1983. godine, samo godinu dana pre nego što se Ričard Fajnmen osvrnuo na budućnost tehnologije. Kao ni sam Fajnemen, ni ostatak šire zajednice nije znao da su prvi koracu u ovom smeru već bili naprvaljeni.
Profesor Suvaž povezao je dva molekula u obliku prstena u sistem koji podseća na povezane karike u lancu. Na ovaj način Žan-Pjer Suvaž uspeo je da proizvede prvi molekularni lanac.
Na primer, molekuli mogu da nastanu putem kovalentne veze kada se njihovi sastavni delovi, atomi, međusobno spoje ”deleći” elektrone. Međutim, u slučaju molekularnih mašina, stvar je nešto drugačija. Veza između molekula nije hemijska, već mehanička. Ovo je i bio neophodan uslov da se jedan molekularni sistem nazove mašinom. Neophodno je bilo postići određenu autonomiju delova, odnosno sposobnost da se jedan u odnosu na drugi kreću, a da pritom ostanu funkcionalni sistem.
Razvoj molekularnih mašina nastavljen je nekoliko godina kasnije kada je Frejzer Stodart stvorio još jednu molekularniu mašinu. Ovaj “nevidljivi” uređaj sastojao se iz dva lanca molekula: jednog kružnog, zatvorenog i drugog u obliku prave linije, sa zadebljanima na kraju – poput tega za bodi-bildere.
Zatvoreni molekularni prsten mogao je da se kreće duž ose drugog molekula, ali nije mogao da “sklizne” s jednog ili drugog kraja upravo zbog specifičnog oblika lineranog dela. Na ovoj mašini zasniva se rad molekularnog lifta, molekularnog mišića i molekularnog kompjuterskog čipa.
Nastavak sledi u laboratoriji Bernara Feringa u Holandiji. Ovaj naučnik prvi je osmislio molekularni motor 1999. godine. Specijalnim dizajnom motora postigao je, uz pomoć ultra-ljubičaste svetlosti, da se rotor motora kontinuirano okreće u istom smeru. Uz pomoć njega, uspeo je da rotira stakleni cilindar 10 000 puta većih od dimenzija mašine. Osim toga, ovaj holandski naučnik dizajnirao je i nano-auto.
Sva tri naučnika uspela su da molekularne sisteme dovedu u takva energetska stanja u kojima se njihova kretanja mogu kontrolisati. U pogledu fundamentalnih istraživanja, svojim rezultatima poveli su razvoj hemije u oblast novih dimenzija.
Kao i uvek, kada se radi o ovakvim istraživanjima, postavlja se pitanje primene i razvoja novih tehnologija. Možda je još uvek rano govoriti o njihovoj široj upotrebi, iako je lista budućih aplikacija zaista impresivna: od nano mašina, transportovanja lekova do određenih mesta u organizmu, pametnih materijala koji svoj oblik menjaju u zavisnosti od spoljašnjih uticaja, do skladištenja energije na molekularnom nivou.
Do šire upotrebe verovatno će morati da prođe još nekoliko decenija. Molekularni motor trenutno je u fazi razvoja u kojoj je električni motor bio sredinom 19. veka. Možda je izlišno govoriti o revoluciji do koje je električni motor doveo: kako bi danas izgledao svet bez električnih vozova, automobila, veš mašina, robota, svemirskih letelica, industrijskih postrojenja, usisivača, frižidera?
S velikim uzbuđenjem možemo konstatovati da je era molekularnih mašina tek pred nama.
Žan-Pjer Suvaž rođen je 1944. godine u Parizu. Trenutno je profesor emeritus na Univerzitetu u Strazburu i direktor laboratorije za neorgansku hemiju pri poznatom francuskom naučnom institutu CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique).
Ser Frejzer Stodart, rođen je 1942. godine u Edinburgu. Doktorirao je na Univerzitetu u Edinburgu 1966. godine, a trenutno je profesor na Nortvestern Univerzitetu u Sjedinjenim Američkim Državama.
Bernar (Ben) Feringa rođen je 1951. godine u Holandiji. Doktorirao je 1978. godine na Univerzitetu u Groningenu, gde je i dalje zaposlen. Na ovom poznatom holandskom univerzitetu zaposlen je kao profesor organske hemije.
 |
Svake godine, tokom prve nedelje oktobra u Stokholmu se dodeljuje pet prestižnih nagrada koje je svojim zaveštanjem uspostavio švedski naučnik Alfred Nobel. Nagrade se saopštavaju od ponedeljka do petka, uvek istim redom: medicina, fizika, hemija, književnost i mir. Prvog sledećeg ponedeljka objavljuje se i dodatna nagrada u Oslu, za ekonomiju. Kao i prethodnih godina, iz dana u dan, Elementarijum prati Nobelovu nedelju. |