Ocenili revolúciu z nanosveta, aj keď ju ešte nevieme využiť

Molekulárne stroje majú neuveriteľný potenciál a podľa Nobelovej komisie otvárajú skvelé možnosti.

Holandský chemik Bernard Feringa je jeden z troch laureátov Nobelovej ceny za chémiu za rok 2016. V roku 1999 ako prvý vytvoril molekulárny motor.(Zdroj: SITA/AP)

BRATISLAVA. Keď bratia Wrightovci začiatkom 20. storočia úspešne vyskúšali prvé lietadlo, ľudia vynálezu najprv nerozumeli. Pýtali sa, načo svet potrebuje lietajúce stroje? Odvtedy na lietajúcich strojoch bojujeme vo vojnách, cestujeme po planéte a skúmame vesmír.

Obrovské stroje poháňame vďaka revolučnému objavu elektrických motorov. Vedci, ktorí sa v 19. storočí ako prví hrali s kľukami a kolieskami, tiež nemohli tušiť, aké rôzne využitia prinesú.

Holandský organický chemik Bernard Feringa sa aj v roku 2016 vie vcítiť do kože Orvilla a Wilbura Wrighta. Priznal to v rozhovore po získaní tohtoročnej Nobelovej ceny za chémiu.

Švédska kráľovská akadémia vied ho spolu s Jean-Pierrom Sauvageom a Jamesom Fraserom Stoddartom ocenila za dizajn a syntézu molekulárnych strojov. Nikto zatiaľ nevie, kde všade ich budeme môcť využiť, ale máme skvelé možnosti.

Revolúcia z nanosveta

Trojica vedcov sa zaoberá vývojom najmenších strojov na svete. Sú také malé, že ich neuvidíte ani svetelným mikroskopom. Skúste si vytiahnuť z peňaženky občiansky preukaz, na hrúbku meria približne  milimeter. No a teraz si predstavte niečo miliónkrát menšie.

Revolúciu strojov z takéhoto nanosveta predpovedal nobelovský laureát Richard Feynman už v roku 1959. Veril, že sa nám podarí ovládať hmotu na atómovej škále a vytvoriť stroje vo veľkosti nanometrov.

Prvou podmienkou úspechu boli molekuly s ovládateľnými pohyblivými časticami. Na ich vznik však vedci potrebovali aj nový typ väzby.

Molekuly väčšinou držia pokope takzvanými kovalentnými väzbami, kde jednotlivé atómy majú spoločné elektróny. Výzvou však bolo vytvoriť molekuly s mechanickými väzbami, ktoré sa jednoduchšie ovládajú, pretože fungujú ako pánty, a nie ako lepidlo.

Objavil koleso

Prielom prišiel v roku 1983 vďaka tímu francúzskeho chemika Jeana-Pierra Sauvagea. Podarilo sa im vytvoriť reťazec prstencových molekúl (catenanes), ktoré sa dokážu hýbať nezávisle od seba. Išlo vôbec o prvú molekulu, ktorá sa dala takto ovládať.

Postupne dokázali aj s pomocou Jamesa Stoddarta vyrobiť aj komplikovanejšie útvary - napríklad trojlístkový uzol známy z keltských krížov alebo molekulárnu verziu Šalamúnovho uzla.

Práve Stoddart urobil v roku 1991 ďalší dôležitý krok k molekulárnym strojom. Škótsky chemik síce vyrastal na farme bez televízie a počítača, no pre nanosvet podľa denníka Washington Post znovu objavil koleso.

V roku 1991 vytvoril takzvanú rotaxanu. Na tenkú molekulárnu nápravu vsunul prstencovú molekulu, ktorá sa dokázala po náprave posúvať. Vedci zistili, že pohyb vedia ovládať zmenami pH, svetlom alebo teplotou.

Rotaxana odvtedy slúžila ako základ pre viacero molekulárnych strojov: výťah, ktorý sa dokáže zdvihnúť 0,7 nanometra nad povrch, molekulárny sval aj počítačový čip s pamäťou 20 kilobajtov.

Molekulárny motor

Prelomovými molekulárnymi strojmi sa inšpiroval aj Feringa. V roku 1999 vyrobil prvý molekulárny motor, ktorý poháňalo ultrafialové svetlo a dokázal sa krútiť do jednej strany.

Vyriešil tak problém náhodného a nepredvídateľného pohybu molekulárnych systémov. Pomocou molekulárnych motorov sa mu dokonca podarilo roztočiť desaťtisíckrát väčší sklenený valec. Pred piatimi rokmi pripojil štyri motorčeky na molekulárny podvozok a zostrojil prvé molekulárne auto.

"Hneď ako dokážete ovládať pohyb, máte motor, môžete uvažovať nad rôznymi funkciami," oznámil Feringa Nobelovej komisii pri telefonickom rozhovore po vyhlásení cien.

Nebojí sa zneužitia

Odvetvie molekulárnych strojov je zatiaľ v rovnakej fáze, v akej boli v 30. rokoch 19. storočia elektrické motory. "Táto oblasť prešla dlhú cestu. Teraz musíme ukázať, že je užitočná," povedal Stoddart ešte v roku 2015 časopisu Nature.

Potenciál malinkých strojov už ocenila Nobelova komisia. Mohli by napríklad presnejšie a účinnejšie dávkovať liečivá do rakovinových buniek alebo posunúť vývoj inteligentných materiálov.

Prípadného zneužitia ich objavov sa Feringa nebojí. "Keď budeme schopní navrhnúť tieto nanoroboty, budeme mať aj možnosť zabudovať do nich viaceré bezpečnostné prvky pre prípad potreby," povedal Nobelovej komisii.

Molekulárne stroje však môžu byť aj zdrojom zábavy. Na budúci týždeň sa napríklad vo Francúzsku uskutočnia prvé preteky nanoáut.

Hlavný zdroj: Kráľovská akadémia vied

Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Na bolesti chrbta pomôžu kúpele
  2. 3 úlohy, ktoré vyrieši minerálna vlna najlepšie
  3. Plavba východným Stredomorím so slovenským sprievodcom
  4. Hotovosť, internet či karta? Najbezpečnejšie je platenie mobilom
  5. Už ste niekedy jedli v garáži? Tá v Trenčíne stojí za to
  6. Staré Dobré Mexiko: Už vieme prečo východniari chvália Šariš
  7. Objavte netušené možnosti nových firemných kreditných kariet
  8. Najväčšie first moment zľavy končia vo februári
  9. Boj s podvodníkmi stáčajúcimi odometre stojí bazáre státisíce
  10. Bezpečné a prestížne bývanie v Bratislave s novým symbolom mesta
  1. Plavba východným Stredomorím so slovenským sprievodcom
  2. Projekt First Lego League podporila Nadácia Pontis
  3. Klienti majú často pocit, že potrebujú spracovať len projekt
  4. Na bolesti chrbta pomôžu kúpele
  5. Na bolesti chrbta pomôžu kúpele
  6. 3 úlohy, ktoré vyrieši minerálna vlna najlepšie
  7. Svadba v kraji lietajúceho mnícha Cypriána
  8. Vecný dar pre Detské kardiocentrum v Bratislave
  9. VZN o hazarde sa dá zachrániť
  10. Prieskum: Ako si Slováci požičiavajú? Hlavne rýchlo
  1. Hotovosť, internet či karta? Najbezpečnejšie je platenie mobilom 10 401
  2. Už ste niekedy jedli v garáži? Tá v Trenčíne stojí za to 10 307
  3. Staré Dobré Mexiko: Už vieme prečo východniari chvália Šariš 8 326
  4. Boj s podvodníkmi stáčajúcimi odometre stojí bazáre státisíce 7 099
  5. Najväčšie first moment zľavy končia vo februári 6 980
  6. Prečo majú Slováci stále radšej hypotéku ako prenájom? 5 178
  7. Bezpečné a prestížne bývanie v Bratislave s novým symbolom mesta 4 003
  8. Klasickým gastrolístkom konkuruje už aj nová stravovacia karta 3 581
  9. Objavte netušené možnosti nových firemných kreditných kariet 2 877
  10. Jarné prázdniny pri mori? 2 571

Téma: Nobelove ceny


Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Rezník z TASR by bol v RTVS pre poslancov schodnejší než Mika

Bývalá šéfka Markízy Zuzana Ťapáková sa po kauze Evka ako kandidátka na riaditeľku RTVS už nespomína.

KULTÚRA

Tajná služba si objednala vraždu. Na film Únos bolo treba odvahu

Politické trilery u nás nevznikajú.

ŠPORT

Spieva si Marleyho, dá si pivo. Ako Sagan trénoval v horách

Sagan sa pripravoval inak ako súperi.

TECH

Akadémia vied má päť slabých ústavov, dva špičkové

Päť ústavov nestojí na pevných základoch.

Neprehliadnite tiež

Ako dávni migranti zmenili Európsku DNA? Prišli len muži a kone

Tretia hlavná migračná vlna zanechala stopu v Európanoch až dodnes.

Akadémia vied má päť slabých ústavov, dva robia špičkovú vedu

Päť ústavov Slovenskej akadémie vied vytvára výskum, ktorý nestojí na pevných základoch, tvrdia výsledky nezávislého auditu.

Nová liečba by mohla napraviť poškodený sluch

Klinické testy na ľuďoch spustia do dvoch rokov.

Polovica internetovej komunikácie už prebieha v šifrách

Plošné špehovanie už nebude jednoduché. Začíname si chrániť aj každodennú rutinu.


Už ste čítali?

Domov NajnovšieNajčítanejšieDesktop