Giải Nobel Hóa học vinh danh những cỗ máy siêu vi

Bộ ba nhà khoa học đến từ Anh, Pháp, Hà Lan giành giải Nobel Hóa học 2016. (Nguồn: Guardian).

Bộ ba nhà khoa học trên gồm Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart và Bernard L. Feringa. Công trình của họ được vinh danh là “thiết kế và tổng hợp các cỗ máy phân tử (hay còn gọi là cỗ máy nano)”.

Theo Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển tại Stockholm, sự phát triển vượt bậc của công nghệ máy tính hiện nay đã cho thấy việc thu nhỏ các công nghệ hiện hành có thể tạo nên một cuộc cách mạng mới. Công trình của ba nhà khoa học trên đã giúp thu nhỏ các loại máy móc và đưa nghiên cứu Hóa học tới một phương diện mới.

Bước đi tiên phong trong việc chế tạo một cỗ máy nano được Jean-Pierre Sauvage thực hiện năm 1983, khi ông thành công trong việc kết nối 2 phân tử có dạng vòng với nhau để tạo thành một chuỗi, có tên là catenane. Bình thường, các phân tử nối với nhau bằng liên kết cộng hóa trị, nhưng trong một chuỗi chúng lại được nối bằng liên kết cơ học.

Bước đi tiếp theo được Fraser Stoddart thực hiện trong năm 1991, khi ông phát triển động cơ đơn vị rotaxane. Ông đã nối một vòng phân tử lên trên một trục phân tử mỏng và cho thấy vòng phân tử trên có khả năng di chuyển dọc trục nọ. Từ nghiên cứu này, ông đã chế tạo được trục nâng phân tử, sợi cơ phân tử và chip máy tính phân tử.

Bernard Feringa là người đầu tiên chế tạo được một động cơ phân tử. Trong năm 1999, ông đã chế tạo được một rô-tơ gắn một cánh quạt có khả năng quay liên tiếp theo cùng một chiều. Vào năm 2011, nhóm nghiên cứu của Feringa đã chế tạo thành công một chiếc xe hơi nano bốn bánh.

Công trình của ba nhà khoa học đã giúp chuyển các hệ thống phân tử như trên từ trạng thái tự nhiên sang trạng thái có thể điều khiển được chuyển động khi được cung cấp nguồn năng lượng. Các loại máy móc ở mức độ phân tử sẽ được áp dụng trong việc phát triển nhiều lĩnh vực khác nhau, như vật liệu mới, các bộ cảm ứng và các thiết bị lưu trữ năng lượng.