قام باحثون من هولندا وفرنسا والولايات المتحدة الأمريكية بتطوير عمليات اصطناعية مبتكرة لإنتاج الآلات الجزيئية - عضلات اصطناعية ومحركات صغيرة، وهياكل كيميائية معقدة تعتبر حركتها عنصرًا أساسيًا في نشاطها.
قررت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم منح جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2016 لثلاثة باحثين: جان بيير سوفاج من جامعة ستراسبورغ في فرنسا؛ والسير ج. فريزر ستودارت من جامعة نورث وسترن في إلينوي، الولايات المتحدة الأمريكية؛ وبرنارد ل. فيرينجا من جامعة جرونينجن في هولندا.
وطوّر الباحثون عمليات تركيبية مبتكرة لإنتاج آلات جزيئية - عضلات اصطناعية ومحركات صغيرة، وهياكل كيميائية معقدة تعتبر حركتها عنصرا أساسيا في نشاطها.
أظهر تطور الحوسبة عالية السرعة كيف يمكن أن يؤدي تصغير التكنولوجيا إلى ثورات علمية. تُمنح جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2016 لمساهمة ثلاثة باحثين في مجال الآلات المصغرة وللارتقاء بمجال الكيمياء إلى بعد جديد.
الخطوة الأولى نحو الآلة الجزيئية قام بها جان بيير سوفاج في عام 1983، عندما تمكن من ربط جزيئين على شكل حلقة لتشكيل سلاسل، تسمى كاتينانز. عادة، ترتبط الجزيئات ببعضها البعض بواسطة روابط تساهمية قوية حيث تتشارك الذرات إلكتروناتها، ولكن في بنية السلسلة يتم ربطها معًا بواسطة نوع آخر من الروابط الكيميائية، وهي الرابطة الميكانيكية. لكي تتمكن الآلة، أي آلة، من أداء مهمتها المقصودة، يجب أن تحتوي على أجزاء قادرة على التحرك من جانب إلى آخر. والحلقتان المتشابكتان داخل بعضهما تحقق هذا الشرط.
أما الخطوة الثانية فقد اتخذها جيمس فريزر ستودارت في عام 1991، عندما قام بتطوير عائلة من الجزيئات تسمى روتاكسان. تمكن الباحث من ربط قضيب جزيئي صغير عبر حلقة جزيئية وأظهر كيف أن الحلقة قادرة على التحرك على طول المحور. بعض تطوراته المبنية على هذه العائلة من الجزيئات هي المصعد الجزيئي، والعضلة الجزيئية، وحتى شريحة كمبيوتر تعتمد على البنية الجزيئية.
كان برنارد فيرينجا أول باحث نجح في تطوير محرك جزيئي؛ وفي عام 1999 نجح في تصنيع شفرة دوارة تدور باستمرار في نفس الاتجاه. وباستخدام المحركات الجزيئية، تمكن الباحثون من تدوير أسطوانة زجاجية أكبر بعدة مرات من المحرك نفسه، وبالإضافة إلى ذلك تمكنوا من تصنيع سيارة نانوية.
قام الفائزون بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2016 بتطوير مجال الأنظمة الجزيئية إلى حالات عالية الطاقة يمكن من خلالها التحكم في الحركة. ومن حيث مراحل تطورها، فإن المحرك الجزيئي هو في نفس المرحلة التي كان عليها المحرك الكهربائي في ثلاثينيات القرن التاسع عشر، عندما طور العلماء العجلات والكرنك الأولى، دون أن يدركوا أنها كانت تؤدي إلى تطوير القطارات الكهربائية، والغسالات وأجهزة التهوية والمراوح الكهربائية وحتى معالجات الطعام المنزلية. من المرجح أن يتم استخدام الآلات الجزيئية في تطوير مواد مبتكرة، وأجهزة كشف أكثر كفاءة وأصغر حجما، وأنظمة تخزين الطاقة.
תגובה אחת
من المؤسف أنه لا يوجد رابط لموقع جائزة نوبل و/أو الموقع الذي تم نشر هذا الخبر فيه.