Nobelovu nagradu za hemiju za 2016. dobili su sinovi Jean-Pierre Savage, Fraser Stoddart i Bernard Fehring za rad na sintezi "molekularnih mašina", objavila je Kraljevska švedska akademija nauka, koja dodjeljuje nagradu od srijede u Stockholmu. .
U nastavku su biografije laureata.
© AP Photo/Catherine Schroder
© AP Photo/Catherine Schroder
Godine 1971. diplomirao je kao doktor filozofije na Univerzitetu u Strazburu (Francuska) pod mentorstvom renomiranog hemičara Jean-Marie Lehna. Istraživanje nakon raka sprovedeno je na Univerzitetu u Oksfordu pod nadzorom cerebralnog hemičara Malcolma Greena.
Od 1971. do 1979. bio je naučni specijalista u Nacionalnom centru za naučna istraživanja Francuske (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS).
1979-2009 – direktor za naučna istraživanja u Nacionalnom centru za naučna istraživanja Francuske.
Od 1981. do 1984. bio je profesor na Univerzitetu u Strazburu.
U periodu 2009-2010, bilo je zahtjeva profesora sa Univerziteta u Cirihu.
U periodu 2010-2012, postojali su zahtjevi naučnih specijalista sa Univerziteta Pivnichno-Zahidny (Illinois, SAD).
Od 2009. do danas - počasni profesor Univerziteta u Strazburu, počasni direktor Nacionalnog centra za naučna istraživanja Francuske.
Dopisni član Francuske akademije nauka od 1990. godine, član Francuske akademije nauka od 1997. godine.
Jean-Pierre Savage je pionir u polju međusobnog mehaničkog blokiranja molekularnih arhitektura.
Fraser Stoddart
Feringovo istraživanje nagrađeno je nekoliko nagrada, uključujući Pino zlatnu medalju Italijanskog hemijskog udruženja (1997.), Memorijalnu nagradu Guthikonda Univerziteta Columbia (2003.), Iya Kerbera (Körber European Sci nazvan po Arthuru Copeu (Arthur C. Cope Late Career Nagrada naučnika) Američkog hemijskog partnerstva (2015), japanska nagrada Yamada-Koga i nagrada zlatna medalja Nagoya (2013) u oblasti organske hemije i dr.
5. juna 2016. Bernardu Feringi (otac sa Jean-Pierreom Savageom i Fraserom Stoddartom) za rad na sintezi molekularnih mehanizama koji mogu stvarati direktne sile i na taj način djelovati kao energetske mašine.
Materijal za pripremu na osnovu informacija iz RIA Noviny i vykritikh dzherel
SVE FOTOGRAFIJE
Nobelovu nagradu za hemiju 2016. dobile su tri osobe za dizajn i sintezu molekularnih mašina. Grad su zauzeli istraživač iz Holandije Bernard Feringa, Britanac James Fraser Stoddart i Francuz Jean-Pierre Sauvage, koji radi u Sjedinjenim Državama, navodi se u saopštenju za javnost Nobelovom komitetu.
Bili su u stanju da razviju najmanje mašine na svetu. Istraživači su uspjeli povezati molekule, stvarajući ludi lift, umjetno meso i mikroskopske motore. “Dobitnici Nobelove nagrade za hemiju 2016. promijenili su mašine i donijeli hemiju u novi svijet”, stoji na web stranici komiteta. Saopštenje za javnost sugerira da s razvojem računarske tehnologije, minijaturizacija tehnologije može dovesti do revolucije.
Grupa učenika je dezintegrisala molekule sa keramičkih ruku, što se može završiti za sat vremena dodatne energije. Prvi korak ka razvoju molekularnih mašina napravio je Sauvage 1983. godine, koji je formirao lancetu u dva prstenasta molekula, koja je nazvana katenanom. Da bi se mašina mogla uništiti, može se presavijati na dijelove, kao da se kreće jedan po jedan. Upravo to potvrđuju dva prstena spojena Sauvageom.
Još jedan proizvod je dobio Stoddart 1991. godine, sintetizirajući rotaksan - jedinjenje u kojem se prsten stavlja na molekul nalik bučici. Sredina ovog razvoja je molekularni lift, molekularno meso i kreacije zasnovane na molekulima kompjuterskog čipa.
Nareshti, Feringa je demonstrirao rad molekularnih motora 1999. godine.
Očekuje se da će se u budućnosti molekularne mašine koristiti za stvaranje novih materijala, senzora i sistema za skladištenje energije.
Stoddart je rođen 1942. godine u Edinburgu. Danas je specijaliziran za supramolekularnu hemiju i nanotehnologiju, radeći na Dalekoistočnom univerzitetu u američkoj državi Illinois. Rođen u Parizu 1944. godine, bavi se naučnom djelatnošću na Univerzitetu u Strazburu, čija je specijalnost koordinacija istraživanja. Feringa, koja je rođena 1951. godine u gradu Barger-Compaskum u Holandiji, profesor je organske hemije na holandskom univerzitetu Groningen.
Iznos Nobelove nagrade je 8 miliona švedskih kruna. Grad hemije dodjeljuje se od 1901. godine (Krim 1916., 1917., 1919., 1924., 1933., 1940., 1941. i 1942. godine). Ova stena je nagrađena po 108. put.
Godine 2015. Nobelovu nagradu za hemiju dobili su Šveđanin Thomas Lindahl, američki div Paul Modrich i Tursko-Amerikanac Aziz Sancar za njihova istraživanja mehanizama popravke DNK. Rad njihovih kolega pružio je nova temeljna znanja o funkcijama živih ćelija, uključujući njihovu upotrebu u novim metodama borbe protiv raka, saopšteno je iz Nobelovog komiteta. Vjeruje se da je otprilike 80-90% svih slučajeva raka povezano s popravkom DNK.
Prema pravilima, Nobelova nagrada za fiziku i hemiju može se dodijeliti isključivo autorima članaka objavljenih u štampi koji se recenziraju. Osim toga, ispostavilo se da ako je nauka o svjetlosti zaista dosljedna i univerzalno priznata, eksperimentatori često imaju prednost nad teoretičarima.
Ranije je u Stokholmu dodijeljena Nobelova nagrada za fiziku. Tri britanska naučnika su odabrana da rade u Sjedinjenim Državama. Britanac Duncan Haldane i škotski Amerikanci David Thouless i Michael Kosterlitz dobili su nagradu za “teorijska otkrića topoloških faznih prijelaza i topoloških faza materije”. Vekovima istražujemo nepredviđene razvoje materije. Govorimo o supravodnicima, superradinima i tankim magnetnim fluksovima.
Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu za 2016. dobio je 71-godišnji japanski naučnik Yoshinori Osumi. Nagrađen je za svoj rad u oblasti autofagije (od grčkog „samojedenje“) - procesa u kojem se unutrašnje komponente ćelije dostavljaju tijelu putem liza (kod ljudi) ili vakuola (ćelije kvasca) i podložni su degradaciji.
Nobelovu nagradu za hemiju za 2016. dobili su tri nasljednika: Jean-Pierre Sauvage sa Univerziteta u Strazburu, James Fraser Stoddart sa Univerziteta Pivnichno-Zakhodny (SAD) i Bernard Fering sa Univerziteta Groningen (Holandija).
“Minijaturni liftovi, meso i motori.
"Oni su stvarali molekule kontrolisanim procesima, stvarali robote dok im se ne isporuči energija", navodi se u saopštenju Nobelovog komiteta.
Članovi Nobelovog komiteta su prilikom predstavljanja laureata uporedili razvoj molekularnih mašina sa razvojem mašina na početku 19. veka, uključujući i kasniji razvoj elektromotora, koji je postao jedna od ključnih etapa industrijskog razvoja. revolucija . Nobelov komitet je za nekoliko minuta uspio doći do jednog od laureata - Bernarda Feringa.
"Ne znam šta da kažem, ovo će biti veliko iznenađenje", rekao je Feringa na pitanje švedskog novinara, što su bile prve riječi naučnika kada je saznao za dodjelu nagrade. Khimik je obećao da će nagradu definitivno proslaviti sa svojim timom i učenicima.
"To je veliki šok, jedva mogu da verujem šta radi", rekao je na pitanje istog novinara o reakciji na prvu molekularnu mašinu koja je počela da radi. Hemičar je objasnio da će razvoj molekularnih mašina pomoći budućim lekarima da razviju mikrorobote za dopremanje lekova na pravo mesto u telu, kao i da traže ćelije raka i druge bolesti. Isto važi i za stvaranje molekularnih mašina.
Model Feringine molekularne mašine
nobelprize.org„Počevši od proizvodnje permikača, željeli smo da stvorimo molekularni permikač, koji se može prenositi od nule do jednog za drugim svjetla.
To je bio početak za stvaranje naših nanometarskih motora, a ako ih uspijete stvoriti, već možete razmišljati o daljnjim mehanizmima transporta i cirkulacije”, dodao je Feringa.
Prvi korak ka stvaranju molekularnih mašina napravio je 1983. Jean-Pierre Sauvage, kada je ujedinio dva prstenasta molekula odjednom, stvarajući koplje poznato kao katenan.
Obično su molekuli povezani jakim kovalentnim vezama, u kojima atomi razmjenjuju elektrone, ali ako se mehanički spoje u vezu, veze postaju jače.
Fraser Stoddartova analiza rotaksana dovela je do razvoja jedinjenja, koja se formiraju od molekulske ose i prstenaste molekule "prikačene" za nju. Rezultati su pokazali da se ovaj molekul može kretati na obje ose. Na osnovu rotaksana, Stoddart je stvorio molekularni lift, molekularno meso i molekularni kompjuterski čip.
Bernard Fering je bio prvi koji je onemogućio molekularni motor. 1999. sudbina vin muza molekularnu rotirajuću oštricu da se postepeno omota u jednom smjeru. Molekularni motori Vikorist mogli su rotirati staklene cilindre, kojih je bilo 10 hiljada. još jednom za sam motor, a zatim dizajnirao "nanoautomobil".
Danas su molekularni motori u približno istoj fazi razvoja kao što su električna vozila bila 1830-ih, kada su konstruisali točkove koji bi se okretali drugim ljudima, a nisu bili svjesni onih koji bi doveli do pojave električnih vozova ív. mašine za pranje veša, fenív i kuhinjske mašine.
Molekularni motor
nobelprize.orgMolekularni motori, koji su odgovorni za sve, koristit će se za stvaranje novih materijala, senzora i sistema za uštedu energije.
Ranije su glavni kandidati za nagradu iz hemije, prema Thomson Reutersu, bili George Church i Feng Jan, koji su uspjeli urediti genome miševa i ljudi pomoću sistema CRISPR-Cas9. Ovaj sistem, koji je prvenstveno odgovoran za razvoj stečenog imuniteta kod bakterija, pokazao se pogodnim za genetski inženjering.
Sada ih mogu otkriti Dennis Law, koji je razvio metodu za detekciju fetalne DNK u krvnoj plazmi majke, koja će pomoći u dijagnosticiranju genetskih bolesti, a Khiroshi Maeda sa Yasuhiro Matsumu vjerujem da su stvorili efekat povećane penetracije i slabljenja za makromolekularne tečnosti.
Tri naučnika su dobila nagrade za svoje revolucionarne aktivnosti
U srijedu, 5. juna, u Stokholmu, predstavnici Kraljevske švedske akademije nauka objavili su odluku o dodjeli Nobelove nagrade za hemiju za 2016. godinu. Pobjednici su trojica iz različitih zemalja: Francuz Jean-Pierre Sauvage sa Univerziteta u Strazburu, rodom iz Škotske Sir J. Fraser Stoddart sa Univerziteta Pivnichno-Zakhidny (Država Illinois, SAD) i Bernard L. Feringa sa Univerziteta Groningen (Holandija) ).
Formula za nagradu zvuči ovako: „za dizajn i sintezu molekularnih mašina“. Ovi laureati su prihvatili minijaturizaciju tehnologije, koja bi mogla imati revolucionarni značaj. Sauvage, Stoddart i Feringa ne samo da su promijenili mašine, već su uveli hemiju novog svijeta.
Kako se navodi u saopštenju Švedske kraljevske akademije nauka, prvi korak ka molekularnoj mašini napravio je profesor Jean-Pierre Sauvage 1983. godine, kada je uspješno formirao dva prstenasta molekula odjednom, lantsyug, vidomy yak catenan. Molekule uzroka su povezane jakim kovalentnim vezama, u kojima atomi dijele elektrone, ali u tom slučaju su povezani jakim mehaničkim vezama. Da bi mašina mogla da izvrši zadatak, potrebno je da se formira u delove koji se mogu srušiti jedan po jedan. Dva povezana prstena to jasno pokazuju.
Drugi proizvod je proizveo Fraser Stoddart 1991. godine kada je proizveo rotaksan (vrsta molekularne strukture). Umetanjem molekularnog prstena u tanak molekularni prsten i pokazivanjem da se ovaj prsten može srušiti duž svoje ose. Rotaksani su osnova za razvoj kao što su molekularni lift, molekularno meso i kompjuterski čipovi.
A Bernard Fering je bio prva osoba koja je slomila molekularni motor. Godine 1999. rotacija je skinula molekularnu lopatu rotora, koja se postepeno omotala u jednom smjeru. Vikorist molekularni motori, koji je omotao cilindar, koji je bio 10 hiljada puta veći, niži motor, sagradivši i nanoautomobil.
Važno je napomenuti da laureati 2016. ne moraju da „blistaju” na raznim listama favorita, jer se ubrzo pojavljuju na čelu „Nobelove godine”.
Među onima kojima su masovni mediji predvidjeli nagradu iz hemije, na primjer, George M. Church i Feng Zhang (uvrijeđeni od strane SAD) - za uspostavljanje CRISPR-cas9 uređivanja genoma kod ljudi i miševa.
Na listi favorita u učenjima iz Hong Konga je i Denis Lo (Dennis Lo Yukmin) - za identifikaciju intrauterine DNK bez ćelija u majčinoj plazmi, koja je revolucionirala neinvazivno prenatalno testiranje.
Pominjana su i imena japanskih naučnika - Hiroši Maeda i Jasuhiro Matsamura (za efekat povećane penetracije i zgušnjavanja makromolekularnih lekova, što je ključno otkriće za lečenje bolesti raka).
U nekim slučajevima se moglo sresti i ime hemičara Aleksandra Spokija, koji je rođen u Moskvi, ali nakon što se njegova porodica preselila u Ameriku, živi i radi u SAD. Naziva se "zvijezda u nastajanju kemije". Pre nego što je govorio, jedini dobitnik Nobelove nagrade za hemiju Radijana postao je akademik Mikola Semenov 1956. godine za razvoj teorije Lanzugovih reakcija. Većina onih koji su nagrađeni ovom premijom su iz SAD. Na drugom mjestu su njemački, na trećem britanski.
Nagrada za hemiju općenito se može nazvati „najnobelovijom od Nobelovaca“. Čak i čovek koji je rodio ovaj grad, Alfred Nobel je i sam bio hemičar, au Periodnom sistemu hemijskih elemenata dodeljen mu je Nobel iz Mendelevija.
Odluku o dodjeli ove nagrade pohvalila je Kraljevska švedska akademija nauka. Od 1901. (Holanđanin Jakob Hendrik van't Hoff postao je prva osoba kojoj je dodijeljena titula iz oblasti hemije) do 2015. Nobelova nagrada za hemiju dodijeljena je 107 puta. Za nominaciju sličnih gradova u Galuziji, fizika i medicina češće su dodijeljeni jednom laureatu (u 63 izdanja), a ne nekoliko puta. Međutim, mnoge su žene postale laureati u hemiji - među njima i Marie Curie, kao i Nobelova nagrada za fiziku i Don Irene Joliot-Curie. Jedna osoba koja je dvojici oduzela hemikaliju “Nobela”, postao je Frederic Sanger (rođen 1958. i 1980.).
Najmlađi nagrađen je 35-godišnji Frédéric Joliot, koji je osvojio Rock nagradu 1935. godine. I John B. Fenn je postao najstariji, a Nobelov grad je "prestigao" 85 smrtnih slučajeva.
Prošle godine Nobelovci za hemiju bili su Thomas Lindahl (Velika Britanija) i dvojica iz SAD-a - Paul Modrich i Aziz Sancar (iz Turske). Grad je dobio nagradu za "mehanička istraživanja ažuriranja DNK".
Danas su postali poznati dobitnici Nobelove nagrade za hemiju 2016. "Za dizajn i sintezu molekularnih mašina" tri hemičara su nagrađena sa 58 miliona rubalja - Jean-Pierre Sauvage (Francuska), Sir Fraser Stoddart (SAD) i Bernard Feringa (Holandija). Život govori o tome šta su molekularne mašine i zašto njihovo stvaranje zaslužuje tako prestižnu naučnu titulu.
Šta je automobil u najčešćem smislu ovog pojma? To su sprave, zatvarači za pjevačke operacije, a onda ih šalju „u zamjenu“ za vatru. Mašina se može okretati, podizati ili spuštati bilo koji predmet i može djelovati kao pumpa.
Koliko mali može biti ovakav auto? Na primjer, neki od detalja mehanizama godišnjice izgledaju vrlo glupo - što bi moglo biti manje? Da, ludo. Fizičke metode omogućavaju brušenje zupčanika promjera nekoliko stotina atoma. Sto hiljada puta je manji od školskog lenjira, jedan milimetar. Godine 1984. nobelovac Richard Feynman dao je fizičarima lekciju o tome koliko se mali mehanizam može napraviti od zemaljskih dijelova.
Feynman je bio prožet guzicima iz prirode: bakterijske flagele, koje dopuštaju tim mikroorganizmima da kolabiraju, omotavaju se oko kompleksa koji se sastoji od nekoliko proteinskih molekula. Alechi mogu li ljudi da urade ovako nešto?
Čini se da molekularne mašine, koje se mogu formirati od samo jednog molekula, pripadaju području naučne fantastike. U stvari, samo nekoliko ljudi je nedavno naučilo da manipuliše atomima (IBM eksperiment iz 1989. godine) i da radi sa pojedinačnim, neuništivim molekulima. Za koje fizičari stvaraju sjajne instalacije i ulažu nevjerovatne napore. Na kraju krajeva, kemičari su otkrili način koji im omogućava da kreiraju kvintilione takvih uređaja odjednom. I sam je postao predmet Nobelove nagrade 2016.
Glavni problem u stvaranju mašine koja se sastoji od jednog molekula je hemijska veza. Upravo ono što povezuje sve atome molekula, preuzima njegove majčinski raspadajuće dijelove. Da bi to postigli, hemičari su "otkrili" novu vrstu veze - mehaničku.
Čemu su slični mehanički srodni molekuli? Postoji velika molekula u kojoj su atomi zaglavljeni u prstenu. Čim kroz njega prodremo u drugi remen atoma koji su već zatvoreni u prsten, skidamo česticu koja se ne može podijeliti na dva prstena bez prekida kemijskih veza. Ispostavilo se da su sa stanovišta hemije ovi prstenovi povezani, ali ne postoji odgovarajuća hemijska veza između njih. Prije govora, ova konstrukcija se zvala catenan, sa latinskog. catena- Lanzug. Naziv odražava činjenicu da su takvi molekuli, slični lancetama, međusobno povezani.
Laureat iz Francuske, Jean-Pierre Sauvage, osvojio je nagradu za svoj pionirski rad u sintezi katenana. Godine 1983., niz naučnika je shvatio kako se slični molekuli mogu direktno izolovati. Postao je prvi koji je sintetizirao katenan, koristeći metodu sinteze šablona, protonacije s njim, a koristi se i u sadašnjim robotima.
Druga klasa mehanički pletenih tkanina naziva se rotaksan. Molekuli takvih molekula se presavijaju u prstenove nakon što prođu kroz krug atoma. Na krajeve ovog koplja, hemičari postavljaju posebne "kopče" koje sprečavaju da se prsten izvuče iz koplja. Njih je preuzeo još jedan nobelovac, Sir James Fraser Stoddart. Prije nego što progovori, Stoddart, Škot po rođenju, nosilac je titule Bachelor. Sama kraljica Elizabeta II posvetila ga je za tekstopisca za njegov rad iz organske sinteze. U međuvremenu, Stoddart radi u SAD, na Univerzitetu Pivnično-Zahidni.
U ovim klasama, fragmenti jedan oko drugog mogu se lako kretati jedan po jedan. Prstenovi od katenana mogu se lako omotati jedan ili drugi, a prsten na rotaksanu se može omotati jedan oko drugog. Isprobajte ih kao dobre kandidate za ulogu molekularnih mašina, kojima je Feynman bio opsjednut. Međutim, da bi se ove strukture tako nazvale, potrebno je postići još jednu stvar – oblaganje jezgra.
Posebno u tu svrhu, hemičari su koristili osnovne ideje elektrostatike: kako napraviti nabijeni prsten, a na drugi prsten (ili uzicu) postaviti fragmente koji mogu promijeniti svoj naboj pod utjecajem tekućih infuzija, a zatim se mijesiti prsten tako da odgovara jednom dijelu prstena (ili koplja) i premjestite se na drugi. U ranim eksperimentima, molekularne mašine su počele da se podvrgavaju sličnim operacijama uz pomoć hemijskih infuzija. Sljedeći korak bila je upotreba svjetlosti, električnih impulsa i samo topline upravo u te svrhe - a metode prenošenja "vatre" omogućile su ubrzanje rada strojeva.
Možete pogledati i rad trećeg laureata, Bernarda Feringe. Holandski hemičar uspio je otkriti mehanički povezane molekule. Prema učenju, znamo najbolji način za vezanje molekula poluvodiča kako bismo zamijenili tradicionalne kemijske veze. Godine 1999. porodica Fering, nakon što je demonstrirala molekul, liči na dvije lopate povezane jedna s drugom. Koža ovih lopata bila je dizajnirana tako da stane jedno po jedno, a njen asimetričan oblik otežavao je omotavanje u jednom smjeru, jer je na "osi" između ovih lopata bio začepljenje.
Da bi se molekul potaknuo da djeluje kao rotor, bilo je potrebno jednostavno obasjati ultraljubičasto svjetlo na njega. Lopate su se počele omotati jedna oko druge u određenom smjeru. Kasnije su hemičari pričvrstili takve molekule rotora na velike (poravnane sa samim rotorom) čestice i tako ih zapjenili. Prije nego što progovorimo, brzina namotavanja rotora sa slobodnim hodom može doseći desetine miliona namotaja u sekundi.
Uz pomoć ova tri najjednostavnija molekula, kemičari su uspjeli stvoriti čitav niz različitih molekularnih mašina. Jedna od najljepših primjena je molekularno “meso”, koje je divan hibrid katenana i rotaksana. Uz hemijske infuzije (dodate soli bakra), "meso" se skraćuje za dva nanometra.
Druga verzija molekularne mašine je "lift" ili lift. Yogo je 2004. godine predstavila Stoddartova grupa zasnovana na rotaksanima. Uređaj vam omogućava da podignete i spustite molekularnu skalu za 0,7 nanometara, vibrirajući "razumno" za 10 pikopaskala.
Fering je 2011. godine pokazao koncept molekularne "mašine" s više rotora koju pokreće električni impuls. “Nanomašina” je testirana i njena izvodljivost je potvrđena: rotacija rotora je samo malo promijenila formiranje molekula u svemiru.
Ako ovi uređaji izgledaju dobro, potrebno je zapamtiti da je jedan od razloga zašto je Nobel mogao postati laureat bio važnost njegovog doprinosa nauci i čovječanstvu. Često za obroke "šta je još potrebno?" Bernard Feringa je potvrdio kada su mu rekli za grad. Iza riječi hemičara, koji se naziru sličnim molekularnim mašinama, stvaranje medicinskih nanorobota postaje moguće. “Otkrijte neke od najluđih robota koje će vam doktori uskoro moći ubrizgati u vene i uputiti vas da tražite ćelije raka.” Napominjući da se osjeća isti kao što su se braća Wright vjerovatno osjećala nakon prvog leta, kada su ih ljudi pitali o činjenici da bi leteće mašine mogle na kraju pregorjeti.