הבוקר זכו שלושה חלוצים בתחום הכימיה - ז'אן-פייר סובאז ', ג'יי פרייזר סטודרט וברנרד ל. פרינגה - זכו בפרס נובל לכימיה על עבודתם במכונות מולקולריות. במקום ברזל ופלדה, המכשירים הזעירים האלה משתמשים ברכיבים מולקולריים, מסתובבים ומשאבים דומים לארכובות ובוכנות בגודל טבעי. באופן בלתי נראה לעין בלתי מזוינת, בסופו של דבר ניתן להשתמש בננו-מכינים אלה בחומרים חדשים, חיישנים או אפילו משלוח ממוקד של תרופות.
תוכן קשור
- מה צריך כדי לזכות בפרס נובל? ארבעה זוכים, במילים שלהם
השלישייה תרמה תרומות ענק לארגז הכלים המולקולרי שזו רק ההתחלה לגאדג'טים האלה בקנה מידה ננו. "אני מרגיש קצת כמו האחים רייט שטסו לפני 100 שנה בפעם הראשונה ואנשים אמרו למה אנחנו צריכים מכונה מעופפת?" פרנגה אמרה לוועדת נובל במהלך שיחת טלפון, דווח על ניקולה דייויס ואיאן מדגם בגרדיאן. "ועכשיו יש לנו את בואינג 747 ואת איירבוס."
ישנם כבר חומרים רבים שניתן לייצר כימית. אבל עכשיו בתוספת התנועות הזעירות האלה, "יש אינסוף הזדמנויות", הוא אומר. "זה פותח עולם חדש לחלוטין של ננו-מכונות."
בשנת 1983 ז'אן-פייר סובוואג 'וקבוצת המחקר הצרפתית שלו עשו התקדמות ראשונה לעבר יצירת מכשירי הדקות, והתגברו על אתגר שהבלבל רבים לפניו. באמצעות יון נחושת, הוא וצוותו משכו שתי מולקולות בצורת סהר, ונעלו אותן יחד סביב טבעת ליצירת קשר מכני כביכול, ויצרו מה שנראה כמו חוליה בשרשרת מולקולרית, על פי תדריך העיתונאים.
הפריצה הגדולה הבאה הגיעה בשנת 1991, כאשר סטודרט יצר ציר בגודל ננו באמצעות טבעת מולקולרית נטולת אלקטרונים טעונים באופן שלילי ומוט עשיר באלקטרונים. כשהשניים נפגשו בפתרון הם משכו זה את זה והמוט החליק דרך הטבעת כמו ציר. תוספת החום עוררה את התנועה. בשנים שחלפו מאז, סטודרט אפילו שילב את התנועה הזעירה הזו בתוך שבב מחשב.
התרומה העיקרית של פרנגה לתחום הגיעה בשנת 1999 כאשר הוא וצוותו פיתחו את המנוע המולקולרי הראשון. תנועות הספינינג של מולקולות הן בדרך כלל אקראיות, אך פרנגה הצליח לתכנן מולקולה שמסתובבת בכיוון מבוקר אחד. הוא הוסיף את "הגלגלים" המולקולריים הללו לשלדת הפחמן כדי ליצור מכונית מולקולרית שמקבלת את הומם מפולסי האור.
חוקרים מאמינים שלננו-מכונות יש פוטנציאל לחולל מהפכה בתחום המחשוב, בריאות ומדע החומרים. יום אחד, ננו-מכונות יכולות לעבוד כרובוטים מולקולריים זעירים, לתקן איברים או לנקות את הסביבה.
הם יכולים אפילו לחולל מהפכה בערים, אומר מארק מיודוניק, פרופסור לחומרים וחברה באוניברסיטת קולג 'בלונדון לחנה דוולין ב"גרדיאן " . "אם אתה רוצה תשתית הדואגת לעצמה - ואני חושב שאנחנו כן - אני די בטוח שאנחנו הולכים לעבר מערכות ריפוי עצמי, " הוא אומר. "יהיו לנו צינורות פלסטיק שיכולים לתקן את עצמם או גשר שכאשר הוא נסדק יש מכונות אלה הבונות את הגשר בקנה מידה מיקרוסקופי. זה רק מתחיל. הפוטנציאל הוא ממש עצום."
חוקרים כבר נוקטים צעדים גדולים לקראת השימוש במכונות המולקולריות, מדווח שרה קפלן ב"וושינגטון פוסט " . בשנה שעברה השתמשו חוקרים בגרמניה במכונות מולקולריות כדי לבנות תרכובת אנטי-סרטנית שמכובה ומופעלת על ידי אור. זה מאפשר לרופאים לכוון לאזורים הנגועים מבלי לפגוע ברקמות בריאות. קבוצה אחרת יצרה "רובוט" מולקולרי שמסוגל לקשר בין חומצות אמינו כמו זרוע זעירה.
אבל הטכנולוגיה עדיין בחיתוליה, ויש עוד הרבה דברים לבוא. לפי Nobelprize.org, "המנוע המולקולרי נמצא באותו שלב שבו המנוע החשמלי היה בשנות ה -30 של המאה ה -19, כאשר מדענים הציגו גלגלים מסתובבים וגלגלים שונים שלא מודעים לכך שהם יובילו לרכבות חשמליות, מכונות כביסה, מאווררים ומעבדי מזון."
