Giải Nobel Hóa học 2016 vinh danh ‘những cỗ máy tí hon’
Ban Biên Tập
Bộ ba nhà khoa học đạt giải Nobel Hóa học 2016.
Giải Nobel Hóa học 2016 vừa được quyết định trao cho bộ ba nhà khoa học Pháp, Anh và Hà Lan trong việc nối các phân tử lại với nhau để thiết kế nên mọi thứ từ những động cơ tí hon.
Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển tại Stockholm đã chọn lựa người thắng giải Nobel Hóa học 2016 là bộ ba nhà khoa học Jean Piere Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart và Bernard L. Feringa cho công trình nghiên cứu thiết kế và tổng hợp những “cỗ máy có kích thước phân tử”. Công trình này có thể ứng dụng trong việc đưa thuốc vào cơ thể người, tạo ra các vật liệu thông minh và cả trí thông minh nhân tạo.
Trong cuộc phỏng vấn qua điện thoại của Ủy ban Nobel, ông Bernald Feringa nói về tiềm năng tương lai của các cỗ máy phân tử:
“Tôi có cảm giác giống như anh em nhà Wright. Họ đã lần đầu tiên bay lên vào 100 năm trước đây và lúc đó mọi người nói tại sao lại cần có máy bay? Và bây giờ chúng ta có Boeing 747 và Airbus. Giờ tôi có cảm giác giống thế. Cơ hội cho các bộ máy phân tử là rất lớn. Chúng ta sẽ xây dựng các nguyên liệu thông minh trong tương lai. Các nguyên liệu này sẽ tự thích ứng. Bạn có thể nghĩ về các bộ chuyển đổi năng lượng cỡ nano, các bộ máy tí hon có thể dự trữ năng lượng và có thể sử dụng năng lượng đó. Điều này mở ra một thế giới mới về các bộ máy nano”, theo Guardian.
Một cách đơn giản thì công trình của họ là tìm được cách tạo ra những cỗ máy bằng vật liệu là phân tử, thí dụ như tạo nên những chiếc máy nâng, những động cơ hoặc các chiếc xe siêu siêu siêu nhỏ. Bản chất ở đây chính là những cấu trúc có khả năng chuyển hóa năng lượng hóa học thành năng lượng cơ học và chuyển động.
Từ những nghiên cứu của họ đã phát triển những cỗ máy nhỏ nhất thế giới. Nó cho thấy con người có thể tạo ra những cỗ máy nhỏ chỉ bằng 1/1.000 một sợi tóc. Bộ ba nhà khoa học này đã thành công trong việc nối các phân tử lại với nhau để thiết kế nên một chiếc máy nâng và các động cơ tí hon cùng với các cơ bắp cực nhỏ, theo báo Tuổi Trẻ.
“Họ đã làm chủ được việc kiểm soát chuyển động ở kích thước phân tử”, ông Olof Ramstrom – thành viên Ủy ban Nobel – nhận xét khi công bố những người đoạt giải.
Đây là một công cụ cực kỳ “quyền lực” cho phép các nhà khoa học tạo nên những thiết bị cực kỳ nhỏ áp dụng trong vô vàn các lĩnh vực khác nhau.
Theo giới chuyên gia, công trình đạt giải Nobel năm nay có thể thay đổi cơ bản về vật liệu. Ông Mark Miodownik, một kỹ sư về ngành vật liệu nhận xét: “Nếu bạn so sánh thành phố với ngôi rừng thì một ngôi rừng thay đổi liên tục, tự sửa chữa và phát triển. Đây là niềm hy vọng cho chúng ta. Chúng ta sẽ có các ống nhựa có thể tự sửa chữa khi bị hỏng hoặc một cái cầu gẫy sẽ được nối lại bằng các bộ máy tí hon. Tiềm năng là vô tận”.
Vào năm 1983, ông Jean-Pierre Sauvage đã tạo nên một bước đột phá khi sử dụng i-ôn đồng để khóa các phân tử lại với nhau bằng liên kết vật lý.
Năm 2016, nhà nghiên cứu Fraser Stoddart đã vận dụng kết quả nghiên cứu trên của Jean-Pierre Sauvage để làm ra một chiếc xe phân tử (molecular shuttle) có khả năng di chuyển trên một trục phân tử theo cách có kiểm soát.
Nhóm nghiên cứu của Stoddart đã từ đó dựng nên được các cỗ máy phân tử. Ví dụ như một cái máy nâng có khả năng tự nâng nó lên khỏi một bề mặt bất kỳ 0,7 nano mét. Ông Jean-Pierre Sauvage đã khâu nối 2 vòng phân tử lại với nhau, tạo cho cấu trúc này có khả năng co dãn.
Còn ông Ben Feringa đã chế tạo ra những động cơ phân tử đầu tiên vào năm 1999. Khi đã cùng các cộng sự chế tạo thành công cỗ máy phân tử đầu tiên, Feringa nói rằng lúc bấy giờ ông vẫn chưa thể tin là cỗ máy đã hoạt động. Vào năm 2011, nhóm nghiên cứu của Feringa đã chế tạo thành công một chiếc xe hơi nano bốn bánh.
Thêm một số thông tin bên lề: từ năm 1901 đến nay đã có tổng cộng 171 người được trao giải thưởng Nobel hóa học nhưng chỉ có 4 người là nữ, bao gồm Marie Curie, Irène Joliot-Curie, Dorothy Crowfoot Hodgkin và Ada Yonath. Đồng thời, chỉ có duy nhất 1 nhà khoa học là được trao giải Nobel Hóa học 2 lần chính là nhà sinh học người Anh Frederick Sanger, trao giải năm 1958 và 1980.
Đây là giải Nobel thứ 3 được trao trong năm nay. Trong hai ngày trước, giải Nobel Y khoa đã được trao cho nhà sinh lý học tế bào người Nhật Bản, và giải Nobel Vật lý được trao cho bộ ba nhà khoa học người Anh đang làm việc ở Mỹ.
