برندگان نوبل شیمی 2016 معرفی شدند

خبرنامه دانشجویان ایران: تا پیش از اعلام برندگان نوبل شیمی 2016، گمانه‌زنی‌های بسیاری وجود داشت که بیشتر حول پژوهش‌های مرتبط با کشف باتری‌های لیتیوم یونی قابل شارژ مجدد، اعمال روش ویرایش ژنی کریسپر-cas9 بر روی موش‌ها و سلول‌های انسانی و کشف عناصر جدید جدول تناوبی از جمله کاندیداهای مطرح برای کسب جایزه نوبل شیمی بودند.

از سال 1901 تاکنون، بیشتر برندگان جایزه نوبل شیمی به ترتیب از حوزه‌های بیوشیمی، شیمی آلی، شیمی فیزیک، شیمی ساختاری، شیمی اتمی، سینتیک شیمیایی، شیمی محصولات طبیعی، شیمی صنعتی، شیمی معدنی و بیوشیمی تحلیلی بوده‌اند.

این دانشمندان در حقیقت کوچکترین ماشین‌های جهان را ساخته‌اند. آن‌ها مولکول‌هایی را با حرکات قابل کنترل تولید کردند که می‌توانند با افزودن انرژی به کار بپردازند.

از راست به چپ فراسر استادارت، ژان پی‌یر سوواژ و برنارد فرینگا

توسعه محاسبات نشان داده که چگونه کوچک‌سازی فناوری می‌تواند به تحول ختم شود. برندگان نوبل شیمی 2016 با کوچک‌ کردن ماشین‌ها، شیمی را به بعد جدیدی برده‌اند.

نخستین گام در جهت ساخت یک ماشین مولکولی را ژان‌پیر ساواژ در سال 1983 برداشت. وی در آن زمان توانست دو مولکول حلقه‌ای شکل را به هم وصل کرده و یک زنجیره موسوم به کاتنان(catenane) بوجود بیاورد. معمولا مولکول‌ها با پیوندهای کووالانسی قوی به هم متصل می‌شوند که اتم‌ها طی آن، الکترون‌ها را به اشتراک می‌گذارند اما در این زنجیره، آن‌ها توسط یک پیوند مکانیکی آزادتر به هم متصل شدند. یک ماشین برای انجام یک کار باید از بخش‌هایی تشکیل شده باشد که مرتبط با یکدیگر حرکت کنند. دو حلقه پیوند خورده به هم دقیقا این شرایط را دارند.

گام دوم توسط فراسر استادارت در سال 1991 برداشته شد که یک روتاگزان(rotaxane) تولید کرد. وی یک حلقه مولکولی را به یک محور مولکولی نازک متصل کرد و نشان داد که حلقه بر روی محور می‌چرخد. از دیگر ماشین‌های مولکولی استادارت می‌توان به آسانسور مولکولی،‌ عضله مولکولی و تراشه رایانه‌ای مبتنی بر مولکول اشاره کرد.

برنارد فرینگا نخستین شخصی بود که یک موتور مولکولی تولید کرد. وی در سال 1999 از یک تیغه روتور مولکولی برای پیچاندن مستمر در یک جهت استفاده کرد. فرینگا با استفاده از موتورهای مولکولی تاکنون یک استوانه شیشه‌ای را که 10 هزار برابر بزرگتر از موتور بوده، چرخانده و همچنین یک نانوخودرو طراحی کرده است.

برندگان نوبل شیمی 2016 سیستم‌های مولکولی را از بن بست تعادل بیرون آورده و به حالت‌های پرانرژی برده که حرکاتشان در آن وضع، قابل کنترل است.

از نظر توسعه، موتور مولکولی در همان مرحله‌ای قرار دارد که موتور برقی در دهه 1830 قرار داشت و در آن، دانشمندان میل‌لنگ‌ها و چرخ‌های مختلف را به گردش در می‌آوردند و نمی‌دانستند در آینده این کارها به ساخت قطارهای برقی، ماشین‌های لباسشویی و غذاساز منجر خواهد شد.