Най-малките машини в света с Нобелова награда за химия

Шведската кралска академия на науките присъди тазгодишната Нобелова награда за химия на трима учени – Жан-Пиер Суваж, Университетът в Страсбург, Франция; Сър Дж. Фрейзър Стодарт, Северозападен университет, САЩ; и Бърнард Л. Ферина, Университет в Грьонинген, Нидерландия, „за дизайна и създаването на молекулярни машини“.

Според официалното съобщение за наградата те са „разработили най-малките машини в света“. Тримата учени са разработили молекули чиито движения могат да бъдат контролирани и освен това могат да извършват определени задачи, когато им бъде подадена достатъчно енергия.

Според Нобеловия комитет носителите на тазгодишната награда са демонстрирали как миниатюризацията на технологиите може да доведе до революция. Със своята работа те са отвели науката химия в ново измерение.

Първата стъпка към молекулярните машини прави Жан-Пиер Суваж през 1983, когато успява да свърже две молекули с формата на пръстен една за друга и така прави молекулярна верига. Тази верига се нарича катенейн (catenane). Обикновено молекулите се свързват по между си чрез силни ковалентни връзки, в които атомите имат споделени електрони. В катенейна, обаче, те са свързани чрез по-свободна механична връзка, която позволява на отделните пръстени от веригата да се движат сравнително свободно един спрямо друг. Точно такова е изискването за машина, която да може да изпълнява определени задачи.

Втората стъпка е направена през 1991 от Фрейзър Стодарт. Той разработва ротаксан (rotaxane). На практика ученият нахлузва молекула с формата на пръстен върху друга с формата на ос и демонстрира че пръстенът може да се движи по дължината на оста. Сред разработките на Стодарт, базирани върху тази технология, са молекулярен асансьор, молекулярен мускул и базиран на молекули компютърен чип.

Третата стъпка в молекулярните машини е направена от Бърнард Ферина през 1999. Той създава молекулярно роторно острие, което може да се върти продължително в една и съща посока. С помощта на молекулярни мотори той успява да завърти стъклен цилиндър, който е 10 000 пъти по-голям от мотора. Ферина също така е проектирал и наноавтомобил.