I morges ble tre pionerer innen kjemi - Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart og Bernard L. Feringa - tildelt Nobelprisen i kjemi for arbeidet med molekylære maskiner. I stedet for jern og stål, bruker disse bittesmå enhetene molekylkomponenter, og spinner og pumper omtrent som livstørrelse og stempler. Usynlig for det blotte øye, disse nanomachines kan til slutt brukes i nye materialer, sensorer eller til og med målrettet levering av medisiner.
Relatert innhold
- Hva skal til for å vinne en nobelpris? Fire vinnere, med egne ord
Trioen ga store bidrag til en molekylær verktøykasse som bare er begynnelsen for disse nanoskala-dingsene. "Jeg føler meg litt som Wright-brødrene som fløy for 100 år siden for første gang, og folk sa hvorfor trenger vi en flyvemaskin?" Feringa fortalte Nobelkomiteen under en telefonsamtale, rapporter Nicola Davis og Ian Sample hos The Guardian. "Og nå har vi Boeing 747 og Airbus."
Det er allerede mange materialer som kan produseres kjemisk. Men nå med tillegg av disse bittesmå bevegelsene, "er det uendelig mulighet, " sier han. "Det åpner for en helt ny verden av nanomachiner."
I 1983 gjorde Jean-Pierre Sauvage og hans franske forskergruppe de første fremskrittene mot å lage små apparater, og overviste en utfordring som forbløffet mange foran ham. Ved hjelp av et kobberion trakk han og teamet to halvmåneformede molekyler, og låste dem sammen rundt en ring for å skape en såkalt mekanisk binding, og skapte det som ser ut som en ledd i en molekylkjede, ifølge en pressemelding.
Det neste store gjennombruddet kom i 1991, da Stoddart opprettet en aksel i nanostørrelse ved bruk av en molekylær ring fri for negativt ladede elektroner og en stang rik på elektroner. Da de to møttes i løsning, trakk de hverandre og stangen skled gjennom ringen som en aksel. Tilsetningen av varme vekket bevegelsen. I årene siden har Stoddart til og med innlemmet denne ørsmå bevegelsen i en datamaskinbrikke.
Feringas viktigste bidrag til feltet kom i 1999 da han og teamet hans utviklet den første molekylmotoren. Spinnebevegelsene til molekyler er typisk tilfeldige, men Feringa var i stand til å designe et molekyl som spinner i en kontrollert retning. Han la disse molekylære "hjulene" til et karbonchassis for å lage en molekylær bil som får sin oomph fra lysimpulser.
Forskere mener at nanomachines har potensial til å revolusjonere databehandling, helsevesen og materialvitenskap. En dag kunne nanomachines fungere som små molekylære roboter, reparere organer eller rydde opp i miljøet.
De kunne til og med revolusjonere byer, forteller Mark Miodownik, professor i materialer og samfunn ved University College London, til Hannah Devlin ved The Guardian . "Hvis du vil ha infrastruktur som ivaretar seg selv - og det tror jeg vi gjør - er jeg ganske sikker på at vi kommer til å bevege oss mot selvhelbredende systemer, " sier han. "Vi vil ha plastrør som kan reparere seg selv eller en bro som når disse blir sprukket har disse maskinene som bygger broen i mikroskopisk skala. Det er bare begynnelsen. Potensialet er virkelig enormt."
Forskere tar allerede store skritt for å ta i bruk de molekylære maskinene, rapporterer Sarah Kaplan ved The Washington Post . I fjor brukte forskere i Tyskland molekylære maskiner for å bygge en antikreftforbindelse som er slått av og på av lys. Dette gjør at leger kan målrette de berørte områdene uten å skade sunt vev. En annen gruppe opprettet en molekylær "robot" som kunne koble sammen aminosyrer som en liten bevegelig arm.
Men teknologien er fremdeles i sin spede begynnelse, og det er mye mer som kommer. I følge Nobelprize.org er "molekylmotoren på samme trinn som den elektriske motoren var på 1830-tallet, da forskere viste forskjellige roterende veiv og hjul, uvitende om at de ville føre til elektriske tog, vaskemaskiner, vifter og matprosessorer."
