Thứ năm, 06/10/2016 - 06:38

Giải Nobel Hóa học 2016: Đưa ngành hóa học đến một chiều hướng mới

Dân trí

Sáng 5/10, Viện khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã công bố nhóm 3 nhà khoa học – Jean Pierre Sauvage, Sir J.Fraser Stoddard và Bernard L. Feringa – đã giành giải Nobel Hóa học nhờ thiết kế và chế tạo ra các cỗ máy nhỏ nhất thế giới, biến các phân tử đã được liên kết với nhau thành những bộ máy kỳ lạ có thể làm việc được.

Những cỗ máy này gồm có: 1 thang máy tí hon, các cơ bắp nhân tạo và một động cơ tí hon.

Theo tuyên bố của Quỹ giải thưởng Nobel, các cỗ máy phân tử mỏng hơn 1 sợi tóc tới 1000 lần này đã “đưa ngành hóa học đến một chiều hướng mới”

Các nhà khoa học đã giành giải thưởng nhờ khả năng kiểm soát ở cấp độ phân tử (Ảnh: Science photo library)
Các nhà khoa học đã giành giải thưởng nhờ khả năng kiểm soát ở cấp độ phân tử (Ảnh: Science photo library)

Câu chuyện bắt đầu từ năm 1983, khi Sauvage – hiện làm việc tại Đại học Strasbourg, Pháp – đã liên kết 2 phân tử dạng vòng thành 1 chuỗi; nhưng thay vì kết nối các phân tử này bằng cách cho chúng chia sẻ các hạt điển tử, Sauvage đã sử dụng một liên kết cơ khí tự do hơn. “Đối với 1 chiếc máy có thể thực hiện được 1 nhiệm vụ nào đó, nó phải chứa các bộ phận có thể di chuyển tương đối với nhau. 2 chiếc vòng móc vào nhau đáp ứng chính xác yêu cầu này”.

Năm 1991, Stoddart – hiện nay công tác tại Đại học Northwestern ở Evanston, Illinois – đã lấy 1 vòng phân tử và luồn nó vào 1 trục phân tử. Sau đó, ông đóng chiếc vòng đang mở này lại để giữ cho nó được gắn kết với trục phân tử. Từ thành công nhỏ bé này, Stoddard đã tạo ta 1 thang máy phân tử, một cơ phân tử và 1 con chíp máy tính phân tử.

Năm 1999, Feringa đã tạo ra động cơ phân tử đầu tiên trên thế giới. Feringa – hiện đang công tác tại Đại học Groningen, Hà Lan – đã tạo ra một cánh quạt phân tử có thể quay theo 1 chiều. Động cơ đầu tiên không nhanh, nhưng sau 15 năm, ông và nhóm nghiên cứu của mình đã cho trình làng 1 động cơ có thể quay đến 12 triệu lần/giây. Feringa cũng đã thiết kế ra một xe hơi nano sử dụng 1 động cơ phân tử. Năm 2011, họ đã dựng được 1 chiếc xe phân tử có 4 đĩa bánh xe – 4 động cơ phân tử đóng vai trò là 4 bánh xe, chúng được nối với nhau bằng 1 khung gầm nano.

Xe hơi nano (Ảnh: Đại học Groningen)
Xe hơi nano (Ảnh: Đại học Groningen)

Theo tuyên bố của Quỹ Nobel, mặc dù bé tí hon, những chiến công này cũng là một cuộc cách mạng thực sự: “Về mặt phát triển, động cơ phân tử này đang ở giai đoạn tương tự như các động cơ điện ở những năm 1830, khi các nhà khoa học trình diễn những bánh xe và tay quay quay theo nhiều hướng khác nhau, lúc đó họ không biết rằng các phát minh này sẽ dẫn đến tàu điện, máy giặt, quạt, và máy chế biến thực phẩm. Các cỗ máy phân tử sẽ được sử dụng trong việc phát triển những đồ vật mới, chẳng hạn như các vật liệu mới, máy cảm biến, và hệ thống lưu trữ năng lượng.”

Tiến sĩ Feringa đã phát biểu khi được thông báo về giải thưởng này: “Hãy nghĩ tới những chiếc máy nano, các rô-bốt siêu nhỏ, trong tương lai có thể các bác sĩ sẽ tiêm chúng vào trong mạch máu của bạn, và chúng sẽ tìm kiếm các tế bào ung thư hoặc đưa thuốc tới nơi cần thiết. Công nghệ này cũng có thể sẽ dẫn tới việc tạo ra các “vật liệu thông minh” có thể thay đổi thuộc tính theo các dấu hiệu bên ngoài”.

Anh Thư (Tổng hợp)