laureați ai premiului Nobel pentru chimie. Premiul Nobel pentru Chimie a fost acordat pentru sinteza mașinilor moleculare. Și la ora asta

însemna

Laureați: francezul Jean-Pierre Sauvage de la Universitatea din Strasbourg, originar din Scoția Sir J. Fraser Stoddart de la Universitatea Pivnichno-Zakhidny (Illinois, SUA) și Bernard L. Feringa (Bernard L Feringa) de la Universitatea din Groningen (Olanda) .

dzherelo: pbs.twimg.com

Formula pentru premiu sună astfel: „pentru proiectarea și sinteza mașinilor moleculare”. Acești laureați au îmbrățișat miniaturizarea tehnologiei, care poate avea o semnificație revoluționară. Sauvage, Stoddart și Feringa nu numai că au schimbat mașinile, dar au introdus chimia unei lumi noi.

Ei au creat deja mecanisme moleculare care pot îndrepta brațele și pot acționa ca niște mașini de curățat. Ele pot fi plasate în fața noastră în diverși senzori, precum și în medicină.

După cum se precizează în comunicatul de presă al Academiei Regale de Științe Suedeză, primul pas către o mașină moleculară a fost realizat de profesorul Jean-Pierre Sauvage în 1983, când a format cu succes două molecule asemănătoare inelelor simultan, lantsyug, vidomy yak catenan. Moleculele de cauză sunt conectate prin legături covalente puternice, în care atomii împărtășesc electroni, dar în acest caz sunt legați prin legături mecanice puternice. Pentru ca mașina să poată finaliza sarcina, este necesar ca aceasta să fie formată în părți care se pot prăbuși una câte una. Cele două inele conectate demonstrează clar acest lucru.

Un alt produs a fost produs de Fraser Stoddart în 1991 când a produs rotaxan (un tip de structură moleculară). Prin introducerea unui inel molecular într-un inel molecular subțire și arătând că acest inel se poate prăbuși de-a lungul axei sale. Rotaxanii stau la baza unor evoluții precum lifting molecular, carne moleculară și cipuri de computer.

Iar Bernard Fering a fost prima persoană care a spart motorul molecular. În 1999, rotația a scos lopata moleculară a rotorului, care se înfășoară treptat într-o singură direcție. Motoarele moleculare Vikorist, având înfășurat cilindrul, care era de 10 mii de ori mai mare, motorul inferior, având și construit un nanocar.

Este important de menționat că laureații din 2016 nu trebuie să „strălucească” pe diverse liste de favoriți, deoarece în curând apar în fruntea „Anului Nobel”.

Printre cei cărora mass-media le-a prezis un premiu în chimie, de exemplu, George M. Church și Feng Zhang ( jignit de SUA) - pentru stabilirea editării genomului CRISPR-cas9 la oameni și șoareci.

Tot pe lista favoriților din învățăturile din Hong Kong se află și Dennis Lo (Dennis Lo Yukmin) - pentru identificarea ADN-ului intrauterin fără celule din plasma maternă, care a revoluționat testarea prenatală non-invazivă.

Au fost menționate și numele oamenilor de știință japonezi - Hiroshi Maeda și Yasuhiro Matsamura (pentru efectul de penetrare crescută și de îngroșare a medicamentelor macromoleculare, care este o descoperire cheie pentru tratamentul bolilor canceroase).

În unele cazuri, a fost posibil să cunoaștem numele chimistului Oleksandr Spokiy, care s-a născut la Moscova, dar după ce familia sa s-a mutat în America, el trăiește și lucrează în SUA. Este numită „steaua emergentă a chimiei”. Înainte de a vorbi, singurul laureat al Premiului Nobel Radian pentru chimie a devenit academicianul Mikola Semenov în 1956 pentru dezvoltarea teoriei reacțiilor Lanzug. Majoritatea celor care au primit această primă sunt din SUA. Pe celălalt loc sunt cele germane, pe locul trei sunt britanice.

Premiul pentru Chimie poate fi numit în general „cel mai Nobel dintre Nobel”. Chiar și omul care a dat naștere acestui oraș, Alfred Nobel a fost el însuși chimist, iar în Tabelul Periodic al Elementelor Chimice i se atribuie Nobel de la Mendelevium.

Decizia de a acorda acest premiu este lăudată de Academia Regală Suedeză de Științe. Din 1901 (olandezul Jakob Hendrick van't Hoff a devenit prima persoană care a primit titlul domeniului chimiei) până în 2015, Premiul Nobel pentru chimie a fost acordat de 107 ori. Pentru nominalizarea unor orașe similare din Galusia, fizica și medicina au fost mai des acordate unui singur laureat (în 63 de ediții), mai degrabă decât de mai multe ori. Cu toate acestea, multe femei au devenit laureate la chimie - printre ele Marie Curie, precum și Premiul Nobel pentru fizică și Don Irene Joliot-Curie. O persoană care a luat substanța chimică „Nobel” din două, devenind Frederic Sanger (născut în 1958 și 1980).

Cel mai tânăr care a fost premiat a fost Frédéric Joliot, în vârstă de 35 de ani, care a câștigat premiul Rock din 1935. Și John B. Fenn a devenit cel mai în vârstă, iar orașul Nobel a „depășit” 85 de morți.

Anul trecut, laureații Nobel pentru chimie au fost Thomas Lindahl (Marea Britanie) și doi din SUA - Paul Modrich și Aziz Sancar (din Turcia). Orașul a primit premiul pentru „investigațiile mecanice ale actualizării ADN”.

Premiul Nobel pentru Chimie pentru 2016 a fost acordat fiilor Jean-Pierre Savage, Fraser Stoddart și Bernard Fehring pentru munca lor privind sinteza „mașinilor moleculare”, a anunțat Academia Regală Suedeză de Științe, care recunoaște premiul de miercuri la Stockholm. .

Mai jos sunt biografiile laureaților.

© AP Photo/Catherine Schroder

© AP Photo/Catherine Schroder

În 1971, a absolvit doctoratul în filozofie la Universitatea din Strasbourg (Franța) sub supravegherea renumitului chimist Jean-Marie Lehn. Cercetările post-cancer au fost efectuate la Universitatea din Oxford sub supravegherea chimistului cerebral Malcolm Green.

Din 1971 până în 1979, a fost specialist științific la Centrul Național de Cercetare Științifică din Franța (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS).

1979-2009 – Director de Cercetare Științifică la Centrul Național de Cercetare Științifică din Franța.

Din 1981 până în 1984 a fost profesor la Universitatea din Strasbourg.

În 2009-2010, au existat solicitări de la un profesor de la Universitatea din Zurich.

În 2010-2012, au existat solicitări din partea specialistului științific al Universității Pivnichno-Zakhidny (Illinois, SUA).

Din 2009 până în prezent - Profesor Onorific la Universitatea din Strasbourg, Director Onorific al Centrului Național de Cercetare Științifică din Franța.

Membru corespondent al Academiei Franceze de Științe din 1990, membru al Academiei Franceze de Științe din 1997.

Jean-Pierre Savage este un pionier în domeniul blocării mecanice reciproce a arhitecturilor moleculare.

Fraser Stoddart

Cercetările lui Fering au fost distinse cu mai multe premii, inclusiv Medalia de aur Pino a Asociației Chimice Italiene (1997), Premiul Memorial Guthikonda al Universității Columbia (2003), Iya Kerber (Körber European Sci numit după Arthur Cope (Arthur C. Cope Late Career) Scholars Award) al American Chemical Partnership (2015), premiul japonez Yamada-Koga și premiul Nagoya Gold Medal (2013) în domeniul chimiei organice și altele.

5 iunie 2016 lui Bernard Feringa (părinte cu Jean-Pierre Savage și Fraser Stoddart) pentru munca la sinteza mecanismelor moleculare care pot crea forțe directe și, astfel, pot acționa ca mașini de putere.

Material de pregătire bazat pe informații de la RIA Noviny și Vidkritikh Dzherel

O ceremonie incitantă de anunțare a laureaților a avut loc la Stockholm Premiul Nobel pentru Chimie.

Pe 5 iunie 2016, au fost anunțate numele câștigătorilor Premiului Nobel pentru Chimie pentru 2016. Au devenit francezi Jean-Pierre Souvage(Jean-Pierre Sauvage), american de origine scoțiană James Fraser Stoddart(Fraser Stoddart) acel olandez Bernard Feringa(Bernard Feringa).

Formula premiului: „ Pentru proiectarea și sinteza mașinilor moleculare«.

Mașinile moleculare sunt dispozitive care manipulează atomi și molecule unice. Mirosurile le pot transfera dintr-un loc în altul, le pot apropia, astfel încât să se creeze o legătură chimică între ele, sau le pot întinde astfel încât legătura chimică să se rupă. Dimensiunea mașinii moleculare poate fi prea mare. Spuneți doar că este aproape de câțiva nanometri.

Printre promițători direct zastosuvannya Astfel de mașini sunt folosite pentru chirurgia moleculară, livrarea direcționată a medicamentelor (de exemplu, colțul unei tumori canceroase în care celulele canceroase pot pătrunde), corectarea funcțiilor biochimice dezordonate ale corpului.

Cum să citești comunicatul de presă al Academiei Regale de Științe Suedeze, prima prelegere despre mașina moleculară, profesor Jean-Pierre Sauvage După ce a făcut o reacție în 1983, când a absorbit cu succes două molecule asemănătoare inelelor simultan, formând o lance, cunoscută sub numele de catenan. Moleculele de cauză sunt conectate prin legături covalente puternice, în care atomii împărtășesc electroni, dar în acest caz sunt legați prin legături mecanice puternice. Pentru ca mașina să poată finaliza sarcina, este necesar ca aceasta să fie formată în părți care se pot prăbuși una câte una. Cele două inele conectate demonstrează clar acest lucru.

Un alt crocoș a fost zdrobit Fraser Stoddart 1991 roku, când am dezvoltat rotaxan (un tip de structură moleculară). Prin introducerea unui inel molecular într-un inel molecular subțire și arătând că acest inel se poate prăbuși de-a lungul axei sale. Rotaxanii stau la baza unor evoluții precum lifting molecular, carne moleculară și cipuri de computer.

A Bernard Feringa Devenind primul om, ea a rupt motorul molecular. În 1999, rotația a scos lopata moleculară a rotorului, care se înfășoară treptat într-o singură direcție. Motoarele moleculare Vikorist, având înfășurat cilindrul, care era de 10 mii de ori mai mare, motorul inferior, având și construit un nanocar.

Laureații din 2016 sunt destinați să împartă între ei o parte penny din premiul în valoare de 8 milioane de coroane suedeze (aproximativ 933,6 mii USD).

Acord Premiul Nobel pentru Chimie 1901 Jacob Hendrik van't Hoff ca semn al recunoaşterii marii importanţe a respectării legilor dinamicii chimice şi ale presiunii osmotice în industrii. Din acel moment și până în 2015, 172 de persoane au devenit laureate, inclusiv 4 femei.
Cel mai adesea, Premiul Nobel pentru Chimie a fost acordat pentru munca în domeniu biochimie(de 50 de ori), Chimie organica(de 43 de ori) că Chimie Fizica(38 de ori).
Premiul Nobel pentru Chimie 2015 luat de suedez Thomas Lindahl, americanul Paul Modrich și originar din Turcia Aziz Sanjar „pentru studii mecanice de reparare a ADN-ului”, care au arătat la nivel molecular modul în care celulele regenerează ADN-ul corupt și păstrează informațiile genetice.

Premiul Nobel pentru Chimie 2016 a fost acordat lui Jean-Pierre Sauvage de la Universitatea din Strasbourg (Franța), Fraser Stoddart de la Universitatea Pivnichno-Zakhidny (SUA) și Bernard Feringa de la Universitatea Gron din Gen (Olanda). Premiul prestigios a fost acordat „pentru proiectarea și sinteza mașinilor moleculare” - molecule mari sau complexe moleculare care pot produce sunete de cântec atunci când sunt furnizate cu energie sonoră. Dezvoltarea ulterioară a acestei probleme este evidentă în domeniile bogate ale științei și medicinei.

Comitetul Nobel vorbește în mod regulat despre roboți, care, pe lângă valoarea științifică, au și o caracteristică suplimentară. Așadar, de exemplu, în descoperirea grafenului de către Geim și Novosyolov (minunat Premiul Nobel pentru Fizică - 2010, „Elemente”, 10/11/2010), crima aceleiași descoperiri pentru prevenirea efectului Hall cuantic la temperatura camerei Și , au fost detalii tehnice minunate: bile Vom ierta grafitul cu bandă. Shechtman, care a descoperit cvasicristalele, a avut o istorie de confruntare științifică cu un alt nobil de frunte - Pauling, care a declarat că „nu există cvasicristale comune, dar nu există cvasicristale”.

În domeniul mașinilor moleculare, la prima vedere, nu există așa ceva, cu excepția faptului că unul dintre laureați, Stoddart, are un titlu de sărbătorit (nu este primul). Deși specialitatea este cu adevărat importantă, până la urmă. Sinteza mașinilor moleculare nu este singurul domeniu din chimia organică academică, care poate fi numită inginerie pură la nivel molecular, în care oamenii ezită să proiecteze o moleculă de la zero și nu se calmează, nu o neagă. În natură, există, desigur, molecule similare (deci proteinele celulelor organice sunt absorbite - miozină, kinezine - sau, de exemplu, ribozomi), dar oamenii sunt încă departe de un astfel de nivel de pliabilitate. Prin urmare, mașinile moleculare sunt rodul minții umane de la început până la sfârșit, fără nicio încercare de a moșteni natura sau de a explica fenomene naturale care sunt evitate.

De asemenea, vorbim despre molecule în care o parte este proiectată să se prăbușească într-un mod clar diferit controlat - de obicei, afluxuri vicoristice și externe și căldură pentru mișcare. Pentru crearea unor astfel de molecule, Sauvage, Stoddard și Feringa au identificat principii diferite.

Sauvage și Stoddard au lucrat la molecule unite mecanic: catenan - două sau mai multe inele moleculare unite care se înfășoară unul după altul (Fig. 1) și rotaxan - molecule de depozit în două părți, în care o parte (inel) se poate prăbuși altfel ї ( bază dreaptă)), astfel încât să existe grupuri volumetrice (dopii) de-a lungul marginilor, astfel încât inelul să nu „alunece” (Fig. 2).

Pe baza conceptului foarte dezvoltat, s-au creat un „lift molecular”, „carnuri moleculare”, diverse structuri topologice moleculare care prezintă interes teoretic și un ribozom unic, creat pentru a sintetiza complet scurt și proteine.

Abordarea lui Fering este fundamental diferită și chiar mai elegantă (Fig. 3). În motorul molecular al lui Feringa, părțile moleculei care se rotesc una după alta sunt ținute împreună nu mecanic, ci printr-o legătură covalentă obișnuită - o sublink carbon-carb. Este imposibil să înfășurați grupul în jurul benzii de rădăcină fără perfuzie externă. O astfel de infuzie poate fi iradiată cu lumina ultravioletă: la figurat vorbind, lumina ultravioletă rupe selectiv un ligament în subvine, permițând înfășurarea pentru o secundă. În acest caz, în toate pozițiile, molecula Feringa este tensionată structural, iar subligamentul este tensionat. La întoarcere, molecula urmează cel mai mic suport, încercând să găsească poziția cu cea mai mică tensiune. Nu funcționează, dar în stadiul cutanat se întoarce și se aprinde și se oprește într-o parte.

Un motor similar cu modificări minore a fost demonstrat în 2014 că produce aproximativ 12 milioane de rotații pe secundă (J. Vachon și colab., 2014). Cea mai frumoasă performanță a motorului Feringa a fost demonstrată în „nanomașină” pe o placă de aur (Fig. 4). Mai multe motoare, legate de miezul roților până când fiecare moleculă, se transformă într-o singură unitate, iar mașina merge înainte.

În prezent, este în curs de dezvoltare un motor molecular, care poate fi activat cu lumină vizibilă în loc de UV. Cu ajutorul unui astfel de motor, va fi posibilă transformarea energiei sonice în energie mecanică într-un mod absolut fără precedent - ocolind sistemul electric.

Cea mai recentă lucrare a fost publicată în Journal of the American Chemical Partnership ( JACS), Fering a arătat designul motorului, a cărui viteză poate fi controlată prin injecție chimică, așa cum se arată în Fig. 5. Atunci când la motorul molecular se adaugă o moleculă efectoare (diclorura de metal - zinc Zn, paladiu Pd sau platină Pt), cea rămasă își schimbă conformația, făcând ambalajul mai ușor. Experimentele au arătat că la 20°C, cu trei inversări ale efectorilor, motorul pornește cel mai adesea pe platină (cu o frecvență de 0,13 Hz), puțin mai mult - cu paladiu (0,035 Hz) și chiar mai mult - cu zinc (0,0) 09 Hz). Viteza maximă a motorului fără efector este de 0,0041 Hz. Acest fenomen a fost confirmat de structurile mecanice cuantice ale motorului cu și fără efectori. Din deschideri se poate observa cum se schimba conformatia si cat de mult devine mai usor ambalajul.

În sfârșit, este bine să spunem că motoarele moleculare nu au stagnat încă în viața de zi cu zi, dar poate chiar și în viitorul apropiat vor deveni mai active.

Dzherela:
1) Premiul Nobel pentru Chimie 2016 – notificare oficială către Comitetul Nobel.
2) Molecular Machines – un raport despre activitatea laureaților, pregătit de Comitetul Nobel.
3) Adele Faulkner, Thomas van Leeuwen, Ben L. Feringa și Sander J. Wezenberg. Reglarea completă a fluidității rotaționale în motorul molecular acţionat de lumină // Jurnalul Societății Americane de Chimie. 26 septembrie 2016. V. 138 (41). p. 13597-13603. DOI: 10.1021/jacs.6b06467.

Grigori Molev