Nobel Hóa học cho các thiết kế máy nhỏ cỡ phân tử

Giải Nobel Hoá học được trao cho Jean-Pierre Sauvage của Đại học Strasbourg (Pháp), J. Fraser Stoddart của Đại học NorthWestern (Mỹ) và Bernard L. Feringa của Đại học Groningen của Hà Lan. 

Ủy ban Nobel cho hay cả ba được giải thưởng nhờ "thiết kế và tổng hợp các loại máy quy mô cỡ phân tử". 

Những cỗ máy nhỏ nhất thế giới

Theo thông cáo của Ủy ban, cả ba đã “phát triển các phân tử với các di chuyển có thể điều khiển, và thực hiện được các chức năng khi được tiếp năng lượng”. 

"Sự phát triển của máy tính cho thấy khả năng thu nhỏ công nghệ có thể dẫn tới cách mạng. Các nhà Nobel Hoá học 2016 đã thu nhỏ các loại máy và đưa hoá học tới các đỉnh cao mới", Ủy ban Nobel cho biết.

Bước đầu tiên của việc phát triển các loại máy này được Jean-Pierre Sauvage thực hiện vào năm 1983 khi ông thành công trong việc nối hai phân tử hình tròn để tạo ra một chuỗi được gọi là catenane.

Thông thường, các phân tử được kết nối nhờ vào các liên kết cộng hoá trị khi các nguyên tử cùng chia sẻ các electron. Nhưng trong các chuỗi, phân tử được liên kết tự do hơn nhờ liên kết cơ khí.

Để máy móc có thể thực hiện được các chức năng, máy cần có các bộ phận có liên kết với nhau. Hai phân tử tròn nối với nhau đã thực hiện được việc này. 

Bước tiếp theo được Fraser Stoddart thực hiện năm 1991 khi ông phát triển ra arotaxane khi xâu chuỗi một phân tử hình tròn vào một trục tế bào và để phân tử này đi dọc theo trục.

Nhờ các rotaxanes này, ông tạo ra được trục đẩy bằng phân tử, một bắp cơ bằng phân tử và một chip máy tính bằng phân tử.

Bernard Feringa là người đầu tiên phát triển ra motor là phân tử. Năm 1999, ông cho lưỡi rô-to phân tử này quay liên tục trong cùng một hướng. Sử dụng các motor phân tử này, ông đã quay một xy-lanh kính lớn gấp 10.000 lần motor và đồng thời thiết kế ra được xe hơi kích cỡ nano. 

Các chuyên gia về siêu phân tử và công nghệ nano

Nhà khoa học người Pháp Jean-Pierre Sauvage là chuyên gia về hóa học siêu phân tử. Người hướng dẫn luận án tiến sĩ của ông là giáo sư Jean-Marie Lehn cũng từng là chủ nhân giải Nobel Hóa học vào năm 1987.

Sau đó, ông Sauvage tham gia nghiên cứu trong các lĩnh vực về khử điện hóa CO2 và các mô hình phản ứng quang hợp. Phần lớn chủ đề nghiên cứu của ông là về cấu trúc hình học phân tử. Ông được bầu là thành viên Viện Hàn lâm Khoa học Pháp từ năm 1997, hiện là giáo sư tại ĐH Louis Pasteur, vùng Strasbourg.

Ông Bernard Lucas Feringa là chuyên gia về hóa học hữu cơ tổng hợp, nghiên cứu chuyên sâu về công nghệ nano phân tử và chất xúc tác thuần nhất. Năm 1999, ông là người đầu tiên trên thế giới phát triển động cơ phân tử dựa vào năng lượng ánh sáng. Đến năm 2013, ĐH Groningen thông báo giáo sư Feringa đã hướng dẫn luận án tiến sĩ cho nghiên cứu sinh thứ 100.

Giáo sư Fraser Stoddart là người gốc Scotland và đang giảng dại tại Mỹ. Các công trình của ông chủ yếu trong lĩnh vực hóa học siêu phân tử và công nghệ nano.

Năm ngoái, ba nhà khoa học Tomas Lindahl, Paul Modrich và Aziz Sancar nhận giải Nobel hóa học vì công trình vẽ bản đồ giải thích cơ chế tự chữa trị DNA của tế bào nhằm đảm bảo các thông tin di truyền.

Từ năm 1901 tới nay, Ủy ban trao giải Nobel đã 107 lần trao giải thưởng danh giá. Nó chỉ bị gián đoạn trong thời gian Chiến tranh Thế giới thứ 1 và thứ 2 nổ ra. Người trẻ nhất được trao giải Nobel hóa học là Frederic Joliot, 35 tuổi năm 1935 và người lớn tuổi nhất nhận giải thưởng danh giá là John B. Fenn, 85 tuổi năm 2002.

Frederic Sanger là nhà khoa học duy nhất hai lần nhận giải Nobel hóa học cho các công trình nghiên cứu về cấu trúc protein và DNA. 4 phụ nữ được trao giải Nobel hóa học trong đó có nhà khoa học người Pháp Marie Curie. Độ tuổi trung bình của các nhà khoa học giành giải Nobel là 58.