Нобелевскую премию по химии вручили учёным, создавшим молекулярные устройства

Как сообщает Нобелевский комитет, премию по химии за 2016 год получили Жан-Пьер Саваж (Страсбургский университет, Франция), Бернард Феринга (университет Гронингена, Нидерланды) и сэр Дж. Фрезер Стоддарт (Северо-Западный университет Эванстона, США). Официальная формулировка гласит: «премия вручена за разработку самых маленьких в мире машин».

«Крошечный лифт, искусственные мышцы и микроскопические моторы. Саваж, Стоддарт и Феринга разработали молекулы, движения которых можно контролировать, и которые могут выполнять задачи, когда на них воздействует энергия. Это достижение показывает нам, как миниатюризация устройств может привести к новой технологической революции. Лауреаты Нобелевской премии по химии за 2016 год смогли добиться такой миниатюризации машин, и тем вывели химию в новое измерение», — говорится в сообщении Нобелевского комитета.

Далее оргкомитет премии рассказал, что первые шаги к созданию молекулярной машины Жан-Пьер Саваж совершил в 1983 году, когда сумел смастерить две кольцеобразные молекулы в цепочку, которая называется катенаном. Обычно атомы в молекулах соединены мощными ковалентными связями, при которых они обмениваются электронами, но в такой цепочке их объединяет более свободная механическая связь. Чтобы машина (любая машина) могла работать, её составные части должны двигаться относительно друг друга – и два сопряжённых кольца атомов отвечают этому условию.

Второй шаг сделал в 1991 году Фрейзер Стоддарт: он разработал «ротаксан». Он нанизал молекулярное кольцо на тонкую ось из атомов и показал, что кольцо может двигаться вдоль этой оси. Среди его разработок, основанных на принципе ротаксана – молекулярный лифт, мускул и компьютерная схема подобного рода. А Бернард Феринга первым создал молекулярный мотор: в 1999 году ему удалось добиться того, чтобы миниатюрная лопасть устойчиво вращалась в заданном направлении. Используя такой «двигатель», он сумел повернуть стеклянный цилиндр, который в 10 тысяч раз больше «мотора» по размеру, а также создал наноавтомобиль.

«Лауреаты Нобелевской премии по химии 2016 года вывели молекулярные системы из тупика устойчивости в состояния повышенной энергии, при которых их движением можно управлять. Молекулярные двигатели пока находятся на той же стадии, что электрические моторы в 1830-е годы: тогда учёные показывали публике вращающиеся колёса и спицы, не подозревая, что в грядущем на этой основе будут созданы электропоезда, стиральные машины, вентиляторы и кухонные комбайны. Молекулярные машины будут использованы, вероятно, для разработки новых материалов, сенсоров и систем хранения энергии», — заявили в Нобелевском комитете.

Лауреаты поделят на троих 8 миллионов шведских крон (58 миллионов рублей по текущему курсу). Напомним, что Нобелевскую премию по физике получили в нынешнем году британцы Дэвид Таулес, Дункан Халдейн и Майкл Костерлитц «за теоретические открытия в топологических фазовых переходах и топологических фазах материи», по медицине – японец Ёсинори Осуми за изучение механизма аутофагии – процесса «переваривания клеточного мусора».