Τετάρτη, 9 Οκτωβρίου 2013

Nobel χημείας 2013

Μόλις ανακοινώθηκαν το Νόμπελ Χημείας 2013.
Τρεις ερευνητές οι οποίοι έθεσαν τη βάση για το λογισμικό που χρησιμοποιείται σήμερα για τη μοντελοποίηση των χημικών διαδικασιών τιμώνται με το Νόμπελ Χημείας 2013.
Το βραβείο μοιράζονται ο Αυστροαμερικανός o Martin Karplus ( Harvard ), ο Βρετανός Michael Levitt (Stanford και ο Αμερικανοϊσραηλινός Ariel Warshel ( UCC)

Οι υπολογιστές είναι σήμερα εξίσου σημαντικό εργαλείο για τη χημεία όσο ο δοκιμαστικός σωλήνας, επισημαίνει η ανακοίνωση της επιτροπής. Οι προσομοιώσεις είναι πια τόσο ρεαλιστικές ώστε προβλέπουν τα αποτελέσματα κλασικών πειραμάτων.
Για να δημιουργήσουν μοντέλα των μορίων, οι χημικοί περιορίζονταν κάποτε σε μπαλάκια που συνδέονταν μεταξύ τους με ράβδους. Σήμερα, οι υπολογιστές όχι μόνο δημιουργούν μοντέλα αλλά επιπλέον προσομοιώνουν χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Οι Κάρπλους, Λέβιτ και Ουάρσελ έφεραν επανάσταση τη δεκαετία του 1970 καθώς δημιούργησαν μοντέλα που συνδύαζαν δύο μάλλον ασύμβατους κόσμους της Φυσικής: από τη μία την κλασική μηχανική του Νεύτωνα, η οποία επιτρέπει τη μοντελοποίηση μεγάλων μορίων, από την άλλη την κβαντική μηχανική, η οποία κυβερνά τον κόσμο του πολύ μικρού, και επιπλέον προσφέρει τη μόνη ικανοποιητική εξήγηση για το πώς ξεκινούν οι χημικές αντιδράσεις.
Σε ένα σημερινό υπολογιστικό μοντέλο, για παράδειγμα, η νευτώνεια φυσική χρησιμοποιείται για την προσομοίωση μιας μεγάλης πρωτεΐνης στην οποία συνδέεται ένα φάρμακο. Ταυτόχρονα, η κβαντομηχανική επιτρέπει την προσομοίωση των μεμονωμένων ατόμων που εμπλέκονται στην αντίδραση ανάμεσα στο φάρμακο και την πρωτεΐνη.
Χάρη σε αυτά τα υπολογιστικά μοντέλα, η Ιατρική μπορεί να ελπίζει ότι τα φάρμακα του μέλλοντος θα σχεδιάζονται εξαρχής στον υπολογιστή, αντί να επιλέγονται επειδή τυχαίνει να έχουν την επιθυμητή δράση στο δοκιμαστικό σωλήνα.
Οι χημικές αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα με μεγάλη ταχύτητα. Σε ένα κλάσμα του χιλιοστού του δευτερολέπτου, ηλεκτρόνια πηδάνε από το ένα άτομο στο άλλο, κάνοντας αδύνατη τη μελέτη του φαινομένου με κλασικό τρόπο, όπου καταγράφεται με λεπτομέρεια κάθε βήμα της χημικής διαδικασίας. Με τη βοήθεια όμως των μεθόδων οι οποίες βραβεύτηκαν σήμερα με το βραβείο Νόμπελ, οι επιστήμονες έδωσαν αυτό το ρόλο στους υπολογιστές, ώστε να αποσαφηνίσουν το τι συμβαίνει σε πολύπλοκες αντιδράσεις όπως η φωτοσύνθεση, ή ο καθαρισμός των καυσαερίων.
Το 1975 οι Γουάρσελ και Λέβιτ ξεκίνησαν την έρευνά τους με τη μελέτη του ενζύμου λυσοζύμη. Προσπάθησαν να απλοποιήσουν τη μοριακή της δομή, ώστε οι υπολογιστές της εποχής με την περιορισμένη υπολογιστική τους ισχύ να επέτρεπαν τη μοντελοποίησή του. Με τον καιρό, και με τη συνεισφορά του Κάρπλους κατάφεραν να αναπαραστήσουν τη δομή των πρωτεϊνών και να περιγράψουν την εξέλιξη τους, προχωρώντας σε αντιδράσεις ολοένα και αυξανόμενης πολυπλοκότητας.
Σήμερα, ο υπολογιστής είναι εξίσου χρήσιμος στη χημεία όσο ο δοκιμαστικός σωλήνας, ενώ οι προσομοιώσεις είναι τόσο ρεαλιστικές που αναπαριστούν πλήρως τα αποτελέσματα των πειραμάτων.
Ο Μάρτιν Κάρπλους (Martin Karplus) γεννήθηκε το 1930 στην Αυστρία αλλά έχει και αμερικανική υπηκοότητα. Είναι σήμερα καθηγητής στα πανεπιστήμια του Στρασβούργου και του Χάρβαρντ.
O Μάικλ Λέβιτ (Michael Levitt), Αμερικανός και Βρετανός πολίτης, γεννήθηκε το 1947 στη Νότιο Αφρική. Είναι σήμερα καθηγητής του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ.
Ο Άριεχ Ουάρσελ (Arieh Warshe), υπήκοος των ΗΠΑ και του Ισραήλ, γεννήθηκε το 1940 σε ισραηλινό κιμπούτς. Είναι σήμερα καθηγητής τουΠανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνια.
Η ανακοίνωση των νικητών των φετινών Νόμπελ ξεκίνησε τη Δευτέρα με τοΝόμπελ Ιατρικής-Φυσιολογίας και συνεχίστηκε την Τρίτη με το Νόμπελ Φυσικής. Ακολουθούν το Νόμπελ Λογοτεχνίας την Πέμπτη, Ειρήνης την Παρασκευή και Οικονομικών Επιστημών τη Δευτέρα.
Κάθε βραβείο συνοδεύεται από χρηματικό έπαθλο 8 εκατομμυρίων σουηδικών κορωνών, ή 918.000 ευρώ.
Η απονομή θα πραγματοποιηθεί το Δεκέμβριο.






Πηγή: in.gr  Ναυτεμπορική Gurdian
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2013/press.html
http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=2013-chemistry-nobel-for-molecule-computer-models
http://www.theguardian.com/science/video/2013/oct/09/100-years-x-ray-crystallography-video-animation

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Άλλα θέματα

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...