Hrát si s molekulami. Nobelova cena za chemii patří návrhářům miniaturních strojů

Hrát si s molekulami. Nobelova cena za chemii patří návrhářům miniaturních strojů
5. října 2016 • 16:15

Francouz Jean-Pierre Sauvage, Brit Fraser Stoddart a Nizozemec Bernard Feringa si při své práci pravidelně „hráli“ se skládačkami. Jejich hračky však byly pro běžné oko neviditelné, byly to molekuly. Královská švédská akademie věd jim nyní udělila Nobelovu cenu za design a výrobu miniaturních strojů o velikosti molekul.

„Práce, za které byla udělena letošní ocenění, přinášejí zcela nový přístup k možnému využití molekul a objektům o velikosti v řádech nanometrů, což je velikost srovnatelná například s virem chřipky,“ vysvětlil pro E15 Jan Havlík z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze. Nové poznatky v oboru takzvaných molekulárních strojů mají být využitelné mimo jiné při vývoji nových materiálů, senzorů a systémů pro uchování energie.

Když se hmota chová zvláštně. Nobelovu cenu za fyziku získala trojice Britů

První krok učinil v roce 1983 chemik Sauvage, když při naprosto jiném výzkumu omylem propojil dva prstence molekul tak, že zůstaly nerozdělitelné avšak stále pohyblivé. Trojice oceněných Evropanů dostala podle akademie prestižní ocenění za to, že zjistila, jak kontrolovat pohyb molekul. Uměle ovládané molekuly pak dokážou plnit určité úkoly, když je jim dodána energie, například světelná.

Vědci dokázali na molekulární úrovni vyrobit například miniaturní motor a následně nanoauto. Na základě jejich objevů vznikl také například molekulární výtah, molekulární sval či molekulární počítačový čip, které jsou tvořeny součástkami tisíckrát menšími, než je šířka lidského vlasu.

Molekulární motor je v současné době ve stejném stadiu, jako byl elektrický motor kolem roku 1830, kdy vědci představili různá otáčející se kola a hřídele, aniž tušili, že na základě jejich objevů budou jednou fungovat elektrické vlaky, pračky, větráky či kuchyňské roboty. Uměle vyrobené molekuly by mohly být v budoucnu třeba součástí chytrých materiálů, kde by řídily jejich vodivost či viskozitu.

Jan Havlík: Molekuly lze skládat i mechanicky

"Práce dnes oceněných ukazují, že molekuly se dají spojovat nejen klasickým chemickým způsobem za využití chemických vazeb, ale i mechanicky, a že je možné je na dálku ovládat pomocí světla nebo jiných zdrojů energie.

Předlohu a inspirac lze nalézt v přírodě. Víme, že živé buňky obsahují velká množství sofistikovaných mechanismů, které na této úrovni již fungují. Jedná se například o molekulární pumpy starající se o čerpání různých iontů, o motorky otáčející bičíkem bakterií nebo o konstrukce způsobující stah svalů a posunující suroviny na místa, kam se mají dostat. V současné době je ale nejsme na naší technologické úrovni schopni napodobit.

V těchto pracích se nachází první úspěšné pokusy o konstrukci jednoduchých struktur/součástek, jako jsou například řetězy, volně točící se kolečka, ale i spínače ovládané na dálku světlem nebo jednoduché motory. Díky nim se tak otevírá nová cesta pro budoucí rozvoj spojující chemii s prvky inženýrství nebo architekturou. Tyto objevy vedou a do budoucna s jistotou dále povedou ke změně pohledu na chemii a ke vzniku úplně nových oborů.

Z hlediska České existuje velká šance, jak se prostřednictvím spojení základního a aplikovaného výzkumu dostat k novým a revolučním technologiím srovnatelným svým významem např. s rolí biotechnologií."

 

Autor: msc, ČTK
 
Newsletter
Využijte služby
zasílání zpráv do vaší
e-mailové schránky!