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. Mimoriadna kvalita unikátnych Kia SUV modelov
  2. Výnimočný obchod robia výnimoční zamestnanci
  3. Táto dvojica stojí za zrodom slovenského internetu. Ako začínal?
  4. 14 tipov na exotickú dovolenku, ktorú si môžete dovoliť (aj vy)
  5. Štatutári, máte už prístup k elektronickej schránke?
  6. Zabudnite na nové a neekologické PC. Je tu Refurbished!
  7. Volkswagen Arteon je výkladná skriňa technológií
  8. Yeme chce byť výnimočný obchod aj vďaka výnimočným zamestnancom
  9. Lepšie bývať na vidieku, alebo v meste? Hľadali sme výhody
  10. Poznáte pôvod slovenských slov? Otestujte sa
  1. Nadácia Orange ocenila Detský čin roka
  2. Výnimočný obchod robia výnimoční zamestnanci
  3. Mimoriadna kvalita unikátnych Kia SUV modelov
  4. Táto dvojica stojí za zrodom slovenského internetu. Ako začínal?
  5. Aj vy môžete mať pekný trávnik, poradí vám expert
  6. Výrobky, ktoré chutia a voňajú ako z domácej zabíjačky
  7. 14 tipov na exotickú dovolenku, ktorú si môžete dovoliť (aj vy)
  8. Profesionálne sa predaj nehnuteľností dá robiť jedine exkluzívne
  9. HÝBSA Slovensko odštartovalo turné po Slovensku. Buďte pri tom!
  10. Každý štvrtý 70-tnik na Slovensku má cukrovku, pribúdajú mladší
  1. Poznáte pôvod slovenských slov? Otestujte sa 17 369
  2. Táto dvojica stojí za zrodom slovenského internetu. Ako začínal? 16 079
  3. 14 tipov na exotickú dovolenku, ktorú si môžete dovoliť (aj vy) 15 077
  4. Lepšie bývať na vidieku, alebo v meste? Hľadali sme výhody 12 183
  5. Volkswagen Arteon je výkladná skriňa technológií 8 019
  6. Yeme chce byť výnimočný obchod aj vďaka výnimočným zamestnancom 6 979
  7. Čím všetkým som si prešla, aby som sa naučila po anglicky 6 418
  8. Zabudnite na nové a neekologické PC. Je tu Refurbished! 6 132
  9. Štatutári, máte už prístup k elektronickej schránke? 3 402
  10. Hyundai H350 je dokonale spoľahlivým partnerom pre biznis 3 189

Téma: Nobelove ceny


Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Amnestie, Roháč a Sýkora. Čo má vplyv na prípad vraždy Remiáša

Na rozhodnutie o Mečiarových amnestiách má Ústavný súd posledné dni. Nájomný vrah Roháč dostal doživotie. Pri vražde Sýkoru sa spomína SIS.

DOMOV

Koalícia sa chce náhle zbaviť šéfa Ústavu pamäti národa

Ak by zmena zákona prešla, nové pravidlá začnú platiť od 15. októbra 2017.

KULTÚRA

Podivné príbehy a Instagram 19. storočia. Aký bol seriál 1890?

Historická detektívka sa pokúsila priniesť na obrazovky niečo iné.

Neprehliadnite tiež

Pozerať, ale nedotýkať sa. Pľuzgiernik lekársky je náš najjedovatejší chrobák

O prvé miesto v nelichotivom rebríčku sa delí so svojimi príbuznými – májkami, ktorých telo tiež obsahuje jedovatý kantaridín.

Kolíska ľudstva nie je v Afrike ale na Balkáne, naznačuje starodávny zub

Ak by sa potvrdili výsledky nemeckých vedcov, znamenalo by to, že ľudia sa od opíc vývojovo oddelili v Európe.

Zástera z ľudských kostí či Everest zo vzduchu. Briti ukázali prvé zábery tibetskej kultúry

Niektoré zábery boli sto rokov ukryté pred verejnosťou. Najväčšia zbierka sa teraz dostáva na internet.

Drobné prepeličky môžu pomáhať v boji proti rakovine

Vedecký výskum na zvieratách vždy bol a aj bude otázkou rôznych názorov. Výskum na vtáčích vajciach a embryách však prináša nové rozmery.