I morges blev tre pionerer inden for kemi - Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart og Bernard L. Feringa - tildelt Nobelprisen i kemi for deres arbejde med molekylære maskiner. I stedet for jern og stål bruger disse bittesmå enheder molekylkomponenter, der spinder og pumper meget som livstørrelser og stempler. Usynlige for det blotte øje kunne disse nanomachines til sidst bruges i nye materialer, sensorer eller endda målrettet levering af medicin.
Relateret indhold
- Hvad kræver det at vinde en nobelpris? Fire vindere, i deres egne ord
Trioen leverede enorme bidrag til en molekylær værktøjskasse, som bare er begyndelsen på disse nanoskala-gadgets. ”Jeg føler mig lidt som Wright-brødrene, der fløj for 100 år siden for første gang, og folk sagde, hvorfor har vi brug for en flyvemaskine?” Feringa fortalte Nobelkomiteen under et telefonopkald, rapporter Nicola Davis og Ian Sample hos The Guardian. ”Og nu har vi Boeing 747 og Airbus.”
Der er allerede mange materialer, der kan fremstilles kemisk. Men nu med tilføjelsen af disse små bevægelser, "er der utallige muligheder, " siger han. ”Det åbner en helt ny verden af nanomachiner.”
I 1983 gjorde Jean-Pierre Sauvage og hans franske forskergruppe de første fremskridt hen imod oprettelse af minut-apparater og overvinde en udfordring, der forbløffede mange foran ham. Ved hjælp af en kobberion tiltrakkede han og hans team to halvmåneformede molekyler og låste dem sammen omkring en ring for at skabe en såkaldt mekanisk binding og skabe det, der ligner et led i en molekylær kæde, ifølge en presse briefing.
Det næste store gennembrud kom i 1991, da Stoddart skabte en nano-størrelse aksel ved hjælp af en molekylær ring fri for negativt ladede elektroner og en stang rig på elektroner. Da de to mødte i opløsning, tiltrakk de hinanden, og stangen gled gennem ringen som en aksel. Tilsætningen af varme udløste bevægelsen. I årene siden har Stoddart endda inkorporeret denne lille bevægelse i en computerchip.
Feringas største bidrag til feltet kom i 1999, da han og hans team udviklede den første molekylmotor. Molekylers spindebevægelser er typisk tilfældige, men Feringa var i stand til at designe et molekyle, der drejer i en kontrolleret retning. Han føjede disse molekylære "hjul" til et kulstofchassis for at skabe en molekylær bil, der får dens oomph fra lysimpulser.
Forskere mener, at nanomachiner har potentialet til at revolutionere databehandling, sundhedsydelser og materialevidenskab. En dag kunne nanomachines arbejde som små molekylære robotter, reparere organer eller rense miljøet.
De kunne endda revolutionere byer, fortæller Mark Miodownik, professor i materialer og samfund ved University College London, til Hannah Devlin på The Guardian . "Hvis du vil have infrastruktur, der passer på sig selv - og det tror jeg vi gør - er jeg temmelig sikker på, at vi bevæger os hen imod selvhelbredende systemer, " siger han. "Vi har plastrør, der kan reparere sig selv eller en bro, som når disse bliver revnet har disse maskiner, der genopbygger broen i mikroskopisk skala. Det er lige begyndt. Potentialet er virkelig enormt."
Forskere tager allerede store skridt hen imod at anvende molekylære maskiner til brug, rapporterer Sarah Kaplan ved The Washington Post . Sidste år brugte forskere i Tyskland molekylære maskiner til at bygge en anti-kræftforbindelse, der er slukket og tændt af lys. Dette gør det muligt for læger at målrette de berørte områder uden at skade sundt væv. En anden gruppe skabte en molekylær "robot", der var i stand til at forbinde aminosyrer som en lille bevægelig arm.
Men teknologien er stadig i sin spædbarn, og der er meget mere der kommer. Ifølge Nobelprize.org er "den molekylære motor på samme trin som den elektriske motor var i 1830'erne, da forskere viste forskellige roterende krumtap og hjul uvidende om, at de ville føre til elektriske tog, vaskemaskiner, ventilatorer og madprocessorer."
