Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii. Nagroda Nobla w dziedzinie chemii została przyznana za syntezę maszyn molekularnych. Fakty o Nagrodzie Nobla w dziedzinie chemii

Nagrodę Nobla z chemii 2016 przyznano trzem badaczom: Jean-Pierre Sauvage z Uniwersytetu w Strasburgu, Stoddart z Northwestern University (USA) i Bernard Feringa z Uniwersytetu w Groningen (Holandia) za wynalezienie maszyn molekularnych.

„Miniaturowe windy, mięśnie i silniki.

Naukowcy ci stworzyli cząsteczki o kontrolowanych ruchach, które mogą wykonywać pracę, gdy zostanie do nich przyłożona energia” – czytamy w oświadczeniu.

Członkowie Komitetu Noblowskiego podczas prezentacji laureatów porównali wynalezienie maszyn molekularnych z rozwojem maszyn na początku XIX wieku, w tym z późniejszym rozwojem silników elektrycznych, który stał się jednym z kluczowych etapów rewolucji przemysłowej. Kilka minut później Komitetowi Noblowskiemu udało się dotrzeć do jednego z laureatów, Bernarda Feringe.

„Nie wiedziałam, co powiedzieć, to była wielka niespodzianka” – odpowiedziała Feringa zapytana przez szwedzkiego dziennikarza, jakie były pierwsze słowa naukowca, gdy dowiedział się o nagrodzie. Chemik obiecał, że na pewno będzie świętował nagrodę wraz ze swoim zespołem i uczniami.

„To był duży szok, ledwo wierzyłem, że to działa” – powiedział zapytany przez tego samego dziennikarza o reakcję na pierwszą działającą maszynę molekularną. Chemik wyjaśnił, że rozwój maszyn molekularnych pomoże lekarzom w przyszłości wykorzystywać mikroroboty do dostarczania leków we właściwe miejsce w organizmie, a także do wyszukiwania komórek nowotworowych i innych zadań. Opowiedział także, jak wpadł na pomysł stworzenia maszyn molekularnych.

Model maszyny molekularnej Feringhiego

„Zacząłem od wynalezienia przełączników — chcieliśmy stworzyć przełączniki molekularne, które można byłoby przełączać ze stanu zerowego do stanu pierwszego za pomocą światła.

To był początek tworzenia naszych silników o wielkości nanometrów, a kiedy uda się je stworzyć, można już myśleć o dalszych mechanizmach transportu i przemieszczania się” – dodał Feringa.

Pierwszy krok w kierunku stworzenia maszyn molekularnych wykonał w 1983 roku Jean-Pierre Sauvage, kiedy połączył ze sobą dwie cząsteczki pierścieniowe, tworząc łańcuch zwany katenanem.

Zwykle cząsteczki są połączone silnymi wiązaniami kowalencyjnymi, w których atomy wymieniają elektrony, ale gdy są mechanicznie połączone w łańcuch, wiązanie staje się luźniejsze.

Kolejnym impulsem rozwojowym było opracowanie przez Frasera Stoddarta rotaksanów – związków składających się z osi molekularnej i „nałożonej” na nią cząsteczki pierścienia. Naukowiec wykazał, że cząsteczka ta może poruszać się wzdłuż osi. Wykorzystując rotaksany, Stoddart stworzył windę molekularną, mięśnie molekularne i molekularny chip komputerowy.

Bernard Feringa jako pierwszy opracował silnik molekularny. W 1999 roku spowodował ciągły obrót łopaty wirnika molekularnego w jednym kierunku. Wykorzystując silniki molekularne, był w stanie obrócić szklane cylindry 10 tysięcy razy większe od samego silnika, a później zaprojektował „nanosamochód”.

Silniki molekularne znajdują się obecnie mniej więcej na tym samym etapie rozwoju, co silniki elektryczne w latach trzydziestych XIX wieku, kiedy naukowcy zaprojektowali koła obracające się za pomocą dźwigni i nie mieli pojęcia, że ​​doprowadzi to do powstania pociągów elektrycznych, pralek, suszarek do włosów i robotów kuchennych.

Silnik molekularny

Silniki molekularne będą prawdopodobnie wykorzystywane do tworzenia nowych materiałów, czujników i systemów oszczędzających energię.

Według Thomson Reuters najczęściej wymienianym kandydatem do nagrody chemicznej był Feng Zhan, któremu udało się edytować genomy myszy i człowieka przy użyciu systemu CRISPR-Cas9. Układ ten, który początkowo odpowiadał za rozwój odporności nabytej u bakterii, okazał się odpowiedni do zadań inżynierii genetycznej.

Oprócz nich Dennis Law, który opracował metodę wykrywania pozakomórkowego DNA płodu w osoczu krwi matki, co pomoże w diagnozowaniu niektórych chorób genetycznych, oraz Hiroshi Maeda i Yasuhiro Matsumura, którzy odkryli wpływ zwiększonej przepuszczalności i retencji leków makrocząsteczkowych, mógł liczyć na nagrodę.

odnotowany

Laureaci: Francuz Jean-Pierre Sauvage z Uniwersytetu w Strasburgu, rodowity Szkot Sir J. Fraser Stoddart z Northwestern University (Illinois, USA) i Bernard L. Feringa) z Uniwersytetu w Groningen (Holandia).

źródło: pbs.twimg.com

Brzmienie nagrody brzmi: „za zaprojektowanie i syntezę maszyn molekularnych”. Tegoroczni wyróżnieni przyczynili się do miniaturyzacji technologii, która mogła być rewolucyjna. Sauvage, Stoddart i Feringa nie tylko zminiaturyzowali maszyny, ale także nadali chemii nowy wymiar.

Naukowcy stworzyli mechanizmy molekularne, które mogą wykonywać ukierunkowane ruchy i dzięki temu działać jak prawdziwe maszyny. Można je stosować przede wszystkim w różnych czujnikach, a także w medycynie.

Jak wynika z komunikatu prasowego Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk, profesor Jean-Pierre Sauvage zrobił pierwszy krok w kierunku maszyny molekularnej w 1983 r., kiedy z powodzeniem połączył ze sobą dwie cząsteczki w kształcie pierścienia, tworząc łańcuch znany jako katenan. Cząsteczki są zwykle utrzymywane razem za pomocą silnych wiązań kowalencyjnych, w których atomy dzielą wspólne elektrony, ale w tym łańcuchu są one połączone luźniejszym wiązaniem mechanicznym. Aby maszyna mogła wykonać zadanie, musi składać się z części, które mogą poruszać się względem siebie. Dwa połączone pierścienie w pełni spełniają ten wymóg.

Drugi krok podjął Fraser Stoddart w 1991 roku, kiedy opracował rotaksan (rodzaj struktury molekularnej). Wkręcił pierścień molekularny w cienką oś molekularną i pokazał, że pierścień ten może poruszać się wzdłuż osi. Rotaksany stanowią podstawę takich osiągnięć, jak winda molekularna, mięsień molekularny i chip komputerowy oparty na cząsteczkach.

Bernard Feringa był pierwszą osobą, która opracowała silnik molekularny. W 1999 roku uzyskał molekularną łopatę wirnika, która stale obraca się w jednym kierunku. Za pomocą silników molekularnych obrócił szklany cylinder, który był 10 tysięcy razy większy od silnika, a naukowiec opracował także nanosamochód.

Co ciekawe, laureaci roku 2016 nie „zabłysnęli” szczególnie na różnych listach faworytów, które ukazują się co roku w przeddzień „Tygodnia Nobla”.

Wśród osób, które w tym roku otrzymały od mediów nagrodę w dziedzinie chemii, są na przykład George M. Church i Feng Zhang (obaj pracujący w USA) za zastosowanie edycji genomu CRISPR-cas9 w komórkach ludzkich i mysich.

Na liście faworytów znalazł się także naukowiec z Hongkongu Dennis Lo (Dennis Lo Yukming) za odkrycie bezkomórkowego DNA płodu w osoczu kontynentalnym, co zrewolucjonizowało nieinwazyjne badania prenatalne.

Wspomniano także nazwiska japońskich naukowców – Hiroshiego Maedy i Yasuhiro Matsamury (za odkrycie efektu zwiększonej przepuszczalności i retencji leków wielkocząsteczkowych, co jest kluczowym odkryciem w leczeniu nowotworów).

W niektórych źródłach można znaleźć nazwisko chemika Aleksandra Spokoinego, który urodził się w Moskwie, ale po przeprowadzce rodziny do Ameryki mieszkał i pracował w USA. Nazywany jest „wschodzącą gwiazdą chemii”. Nawiasem mówiąc, jedynym sowieckim laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie chemii był akademik Nikołaj Semenow w 1956 r. - za opracowanie teorii reakcji łańcuchowych. Większość laureatów tej nagrody to naukowcy ze Stanów Zjednoczonych. Na drugim miejscu są naukowcy niemieccy, na trzecim naukowcy brytyjscy.

Nagrodę chemiczną można śmiało nazwać „największym Noblem z Nobla”. Przecież fundator tej nagrody, Alfred Nobel, był właśnie chemikiem, a w układzie okresowym pierwiastków chemicznych nobel znajduje się obok mendelewu.

Decyzję o przyznaniu tej nagrody podejmuje Królewska Szwedzka Akademia Nauk. Od 1901 roku (wówczas pierwszym laureatem w dziedzinie chemii był Holender Jacob Hendrik van't Hoff) do 2015 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii przyznano 107 razy. W odróżnieniu od podobnych nagród z zakresu fizyki czy medycyny, częściej przyznawano je jednemu laureatowi (w 63 przypadkach), a nie kilku jednocześnie. Laureatami z chemii zostały jednak tylko cztery kobiety – wśród nich Maria Curie, która również otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, oraz jej córka Irene Joliot-Curie. Jedyną osobą, która dwukrotnie otrzymała chemicznego Nobla, był Frederick Sanger (1958 i 1980).

Najmłodszym laureatem został 35-letni Frédéric Joliot, który otrzymał nagrodę w 1935 roku. Najstarszym był John B. Fenn, który otrzymał Nagrodę Nobla w wieku 85 lat.

W zeszłym roku laureatami Nagrody Nobla w dziedzinie chemii zostali Thomas Lindahl (Wielka Brytania) oraz dwaj naukowcy z USA – Paul Modrich i Aziz Sancar (pochodzący z Turcji). Nagrodę przyznano im za „mechaniczne badania naprawy DNA”.

WSZYSTKIE ZDJĘCIA

Nagroda Nobla w dziedzinie chemii w 2016 r. została przyznana trzem naukowcom za zaprojektowanie i syntezę maszyn molekularnych. Jak wynika z komunikatu prasowego Komitetu Noblowskiego, nagrodę odebrali badacz z Holandii Bernard Feringa, Brytyjczyk pracujący w Stanach Zjednoczonych James Fraser Stoddart i Francuz Jean-Pierre Sauvage.

Naukowcom udało się opracować najmniejsze maszyny na świecie. Naukowcom udało się połączyć ze sobą cząsteczki, tworząc maleńkie windy, sztuczne mięśnie i mikroskopijne silniki. „Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie chemii zminiaturyzowali maszyny i przenieśli chemię w nowy wymiar” – czytamy na stronie internetowej komisji. W komunikacie prasowym zauważono, że wraz z rozwojem technologii obliczeniowej miniaturyzacja technologii może doprowadzić do rewolucji.

Zespół naukowców opracował cząsteczki o kontrolowanych ruchach, które po dodaniu energii mogą wykonywać zadania. Sauvage zrobił pierwszy krok w kierunku stworzenia maszyn molekularnych w 1983 roku, tworząc łańcuch dwóch cząsteczek w kształcie pierścienia zwany katenanem. Aby maszyna mogła wykonać zadanie, musi składać się z części, które mogą poruszać się względem siebie. Dwa pierścienie połączone Sauvage spełniły dokładnie ten wymóg.

Stoddart zrobił drugi krok w 1991 r., syntetyzując rotaksan – związek, w którym pierścień jest połączony z cząsteczką w kształcie hantla. Wśród jego osiągnięć znajduje się winda molekularna, mięsień molekularny i chip komputerowy stworzony na bazie cząsteczek.

Wreszcie Feringa zademonstrował działanie silników molekularnych w 1999 roku.

Oczekuje się, że w przyszłości maszyny molekularne będą wykorzystywane do tworzenia nowych materiałów, czujników i systemów magazynowania energii.

Stoddart urodził się w 1942 roku w Edynburgu. Naukowiec specjalizuje się w chemii supramolekularnej i nanotechnologii i pracuje na Northwestern University w amerykańskim stanie Illinois. Sauvage urodził się w Paryżu w 1944 roku, prowadzi działalność naukową na Uniwersytecie w Strasburgu, jego specjalnością są połączenia koordynacyjne. Feringa, urodzona w 1951 roku w Barger-Compaskum w Holandii, jest profesorem chemii organicznej na holenderskim uniwersytecie w Groningen.

Nagroda Nobla ma wartość 8 milionów koron szwedzkich. Nagroda Chemiczna przyznawana jest od 1901 roku (z wyjątkiem 1916, 1917, 1919, 1924, 1933, 1940, 1941 i 1942). W tym roku nagrodę przyznano po raz 108.

W 2015 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii otrzymali Szwed Thomas Lindahl, obywatel USA Paul Modric i Amerykanin tureckiego pochodzenia Aziz Sancar za badania nad mechanizmami naprawy DNA. Praca naukowców dała światu fundamentalną wiedzę na temat funkcji żywych komórek, a w szczególności ich wykorzystania w nowych metodach walki z nowotworami – poinformował Komitet Noblowski. Szacuje się, że około 80–90% wszystkich nowotworów wynika z braku naprawy DNA.

Zgodnie z przepisami Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki i chemii mogą otrzymać wyłącznie autorzy prac opublikowanych w prasie recenzowanej. Ponadto odkrycie musi być naprawdę znaczące i powszechnie uznane przez światową społeczność naukową, dlatego eksperymentatorzy otrzymują nagrodę częściej niż teoretycy.

Dzień wcześniej w Sztokholmie wręczono Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Nagrodę otrzymało trzech brytyjskich naukowców pracujących w Stanach Zjednoczonych. Brytyjczyk Duncan Haldane oraz Amerykanie pochodzenia szkockiego David Thouless i Michael Kosterlitz otrzymali nagrodę za „teoretyczne odkrycia topologicznych przejść fazowych i topologicznych faz materii”. Naukowcy badali niezwykłe stany materii. Mówimy o nadprzewodnikach, nadcieczach i cienkich warstwach magnetycznych.

3 października Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny 2016 została przyznana 71-letniemu japońskiemu naukowcowi Yoshinori Ohsumi. Został nagrodzony za odkrycia w dziedzinie autofagii (od greckiego „samozjadanie”) – procesu, w którym wewnętrzne składniki komórki dostarczane są do jej lizosomów (u ssaków) lub wakuoli (w komórkach drożdży) i są uległy tam degradacji.

Coroczna ceremonia ogłoszenia laureatów odbyła się w Sztokholmie Nagroda Nobla w dziedzinie chemii.

5 października 2016 roku ogłoszono nazwiska laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie chemii za rok 2016. Zostali Francuzami Jean-Pierre’a Souvage’a(Jean-Pierre Sauvage), Amerykanin szkockiego pochodzenia Jamesa Frasera Stoddarta(Fraser Stoddart) i Holender Bernarda Feringę(Bernard Feringa).

Treść nagrody: „ Do projektowania i syntezy maszyn molekularnych«.

Maszyny molekularne to urządzenia manipulujące pojedynczymi atomami i cząsteczkami. Mogą je przenosić z miejsca na miejsce, przybliżać do siebie tak, aby powstało między nimi wiązanie chemiczne, lub rozsuwać je tak, że wiązanie chemiczne zostaje zerwane. Rozmiar maszyny molekularnej nie może być zbyt duży. Zwykle jest rzędu kilku nanometrów.

Wśród obiecujących Obszary zastosowań Maszyny takie służą do chirurgii molekularnej, celowanego podawania leków (np. w głąb guza nowotworowego, gdzie leki konwencjonalne prawie nie przenikają), korekcji zaburzonych funkcji biochemicznych organizmu.

Jak stwierdzono w komunikacie prasowym Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk, pierwszym krokiem w kierunku maszyny molekularnej prof. Jean-Pierre’a Sauvage’a zrobił to w 1983 r., kiedy z powodzeniem połączył ze sobą dwie cząsteczki w kształcie pierścienia, tworząc łańcuch znany jako katenan. Cząsteczki są zwykle utrzymywane razem za pomocą silnych wiązań kowalencyjnych, w których atomy dzielą wspólne elektrony, ale w tym łańcuchu są one połączone luźniejszym wiązaniem mechanicznym. Aby maszyna mogła wykonać zadanie, musi składać się z części, które mogą poruszać się względem siebie. Dwa połączone pierścienie w pełni spełniają ten wymóg.

Drugi krok został zrobiony Frasera Stoddarta w 1991 r., kiedy opracował rotaksan (rodzaj struktury molekularnej). Wkręcił pierścień molekularny w cienką oś molekularną i pokazał, że pierścień ten może poruszać się wzdłuż osi. Rotaksany stanowią podstawę takich osiągnięć, jak winda molekularna, mięsień molekularny i chip komputerowy oparty na cząsteczkach.

A Bernarda Feringę był pierwszą osobą, która opracowała silnik molekularny. W 1999 roku uzyskał molekularną łopatę wirnika, która stale obraca się w jednym kierunku. Za pomocą silników molekularnych obrócił szklany cylinder, który był 10 tysięcy razy większy od silnika, a naukowiec opracował także nanosamochód.

Laureaci edycji 2016 podzielą się między sobą po równo częścią pieniężną nagrody w wysokości 8 milionów koron szwedzkich (około 933,6 tys. dolarów).

Pierwsza Nagroda Nobla w dziedzinie chemii otrzymał w 1901 r Jacob Hendrik van't Hoff w uznaniu ogromnego znaczenia odkrycia praw dynamiki chemicznej i ciśnienia osmotycznego w roztworach. Od tego czasu do 2015 roku laureatami zostały 172 osoby, w tym 4 kobiety.
Najczęściej Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii przyznawano za pracę w tej dziedzinie biochemia(50 razy), Chemia organiczna(43 razy) i Chemia fizyczna(38 razy).
Nagroda Nobla 2015 w dziedzinie chemii otrzymał Szweda Thomasa Lindahla, Amerykanin Paul Modrich i rodowity Turek Aziz Sancar „za mechanistyczne badania naprawy DNA”, pokazujące na poziomie molekularnym, w jaki sposób komórki naprawiają uszkodzone DNA i zachowują informację genetyczną.

Trzej naukowcy otrzymali nagrodę za rewolucyjne odkrycia

W środę 5 października w Sztokholmie przedstawiciele Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk ogłosili decyzję o przyznaniu Nagrody Nobla w dziedzinie chemii za rok 2016. Laureatami zostało trzech naukowców z różnych krajów: Francuz Jean-Pierre Sauvage z Uniwersytetu w Strasburgu, urodzony w Szkocji Sir J. Fraser Stoddart z Northwestern University (Illinois, USA) i Bernard L. Feringa z Uniwersytetu w Groningen (Holandia ).

Brzmienie nagrody brzmi: „za zaprojektowanie i syntezę maszyn molekularnych”. Tegoroczni wyróżnieni przyczynili się do miniaturyzacji technologii, która mogła być rewolucyjna. Sauvage, Stoddart i Feringa nie tylko zminiaturyzowali maszyny, ale także nadali chemii nowy wymiar.

Jak wynika z komunikatu prasowego Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk, profesor Jean-Pierre Sauvage zrobił pierwszy krok w kierunku maszyny molekularnej w 1983 r., kiedy z powodzeniem połączył ze sobą dwie cząsteczki w kształcie pierścienia, tworząc łańcuch znany jako katenan. Cząsteczki są zwykle utrzymywane razem za pomocą silnych wiązań kowalencyjnych, w których atomy dzielą wspólne elektrony, ale w tym łańcuchu są one połączone luźniejszym wiązaniem mechanicznym. Aby maszyna mogła wykonać zadanie, musi składać się z części, które mogą poruszać się względem siebie. Dwa połączone pierścienie w pełni spełniają ten wymóg.

Drugi krok podjął Fraser Stoddart w 1991 roku, kiedy opracował rotaksan (rodzaj struktury molekularnej). Wkręcił pierścień molekularny w cienką oś molekularną i pokazał, że pierścień ten może poruszać się wzdłuż osi. Rotaksany stanowią podstawę takich osiągnięć, jak winda molekularna, mięsień molekularny i chip komputerowy oparty na cząsteczkach.

Bernard Feringa był pierwszą osobą, która opracowała silnik molekularny. W 1999 roku uzyskał molekularną łopatę wirnika, która stale obraca się w jednym kierunku. Za pomocą silników molekularnych obrócił szklany cylinder, który był 10 tysięcy razy większy od silnika, a naukowiec opracował także nanosamochód.

Co ciekawe, laureaci roku 2016 nie „zabłysnęli” szczególnie na różnych listach faworytów, które ukazują się co roku w przeddzień „Tygodnia Nobla”.

Wśród osób, które w tym roku otrzymały od mediów nagrodę w dziedzinie chemii, są na przykład George M. Church i Feng Zhang (obaj pracujący w USA) za zastosowanie edycji genomu CRISPR-cas9 w komórkach ludzkich i mysich.

Na liście faworytów znalazł się także naukowiec z Hongkongu Dennis Lo (Dennis Lo Yukming) za odkrycie bezkomórkowego DNA płodu w osoczu kontynentalnym, co zrewolucjonizowało nieinwazyjne badania prenatalne.

Wspomniano także nazwiska japońskich naukowców – Hiroshiego Maedy i Yasuhiro Matsamury (za odkrycie efektu zwiększonej przepuszczalności i retencji leków wielkocząsteczkowych, co jest kluczowym odkryciem w leczeniu nowotworów).

W niektórych źródłach można znaleźć nazwisko chemika Aleksandra Spokoinego, który urodził się w Moskwie, ale po przeprowadzce rodziny do Ameryki mieszkał i pracował w USA. Nazywany jest „wschodzącą gwiazdą chemii”. Nawiasem mówiąc, jedynym sowieckim laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie chemii był akademik Nikołaj Semenow w 1956 r. - za opracowanie teorii reakcji łańcuchowych. Większość laureatów tej nagrody to naukowcy ze Stanów Zjednoczonych. Na drugim miejscu są naukowcy niemieccy, na trzecim naukowcy brytyjscy.

Nagrodę chemiczną można śmiało nazwać „największym Noblem z Nobla”. Przecież fundator tej nagrody, Alfred Nobel, był właśnie chemikiem, a w układzie okresowym pierwiastków chemicznych nobel znajduje się obok mendelewu.

Decyzję o przyznaniu tej nagrody podejmuje Królewska Szwedzka Akademia Nauk. Od 1901 roku (wówczas pierwszym laureatem w dziedzinie chemii był Holender Jacob Hendrik van't Hoff) do 2015 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii przyznano 107 razy. W odróżnieniu od podobnych nagród z zakresu fizyki czy medycyny, częściej przyznawano je jednemu laureatowi (w 63 przypadkach), a nie kilku jednocześnie. Laureatami z chemii zostały jednak tylko cztery kobiety – wśród nich Maria Curie, która również otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, oraz jej córka Irene Joliot-Curie. Jedyną osobą, która dwukrotnie otrzymała chemicznego Nobla, był Frederick Sanger (1958 i 1980).

Najmłodszym laureatem został 35-letni Frédéric Joliot, który otrzymał nagrodę w 1935 roku. Najstarszym był John B. Fenn, który otrzymał Nagrodę Nobla w wieku 85 lat.

W zeszłym roku laureatami Nagrody Nobla w dziedzinie chemii zostali Thomas Lindahl (Wielka Brytania) oraz dwaj naukowcy z USA – Paul Modrich i Aziz Sancar (pochodzący z Turcji). Nagrodę przyznano im za „mechaniczne badania naprawy DNA”.