Δημιουργώντας μοριακές μηχανές

Ο Ζαν-Πιερ Σοβάζ (Jean-Pierre Sauvage) είναι ένας κορυφαίος Γάλλος χημικός που η αποφασιστική συμβολή του στη δημιουργία στο εργαστήριο μοριακών μηχανών επιβραβεύτηκε το 2016 με το Βραβείο Νόμπελ Χημείας. Οι πρωτοποριακές έρευνές του άνοιξαν νέους δρόμους στον τομέα της μοριακής νανοτεχνολογίας, δημιουργώντας νανομηχανές ικανές να αναπαράγουν τις κινήσεις των έμβιων όντων.
Αυτόν τον διεθνούς φήμης επιστήμονα, που είναι ομότιμος καθηγητής του Πανεπιστημίου του Στρασβούργου, ομότιμος διευθυντής Ερευνας στο Ινστιτούτο Επιστημών και Υπερ-μοριακής Επιστήμης και Μηχανικής και έχει τιμηθεί επίσης με το αργυρό μετάλλιο CNRS (1988), υποδέχεται το Megaron Plus την Τρίτη 28 Νοεμβρίου στις 7 το βράδυ.

Ο Ζαν-Πιερ Σοβάζ θα παρουσιάσει στην Αθήνα την πολύ ενδιαφέρουσα διάλεξη «Από τη χημική τοπολογία στις μοριακές μηχανές», με την οποία εγκαινιάζεται ο φετινός κύκλος ομιλιών της επιτυχημένης σειράς «CNRS – Ξεπερνώντας τα όρια της γνώσης».
Ο κύκλος διοργανώνεται από το Μέγαρο Μουσικής Αθηνών και το Megaron Plus σε συνεργασία με το CNRS (Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Ερευνας της Γαλλίας), τη Γαλλική Πρεσβεία και το Γαλλικό Ινστιτούτο Ελλάδος και αυτή την πρώτη φετινή διάλεξη-συζήτηση θα συντονίσει ο Γεώργιος Κόκοτος, πρόεδρος του Τμήματος Χημείας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών.
Η διάλεξη θα πραγματοποιηθεί στα γαλλικά με ταυτόχρονη μετάφραση. Η είσοδος για το κοινό είναι ελεύθερη με δελτία προτεραιότητας, τα οποία θα διανέμονται από τις 17.30 (για περισσότερες πληροφορίες 210-7282333).
Πρώτες μοριακές μηχανές


H πρώτη μοριακή μηχανή, η οποία περιστρεφόταν μηχανικά προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Η ερευνητική ομάδα του Sauvage βελτιστοποίησε τον κινητήρα, έτσι ώστε να περιστρέφεται με 12 εκατομμύρια στροφές ανά δευτερόλεπτο.
Για να κατανοήσουμε τη βαρύνουσα επιστημονική σημασία και τη μεγάλη τεχνολογική επικαιρότητα του θέματος της διάλεξης θα παρουσιάσουμε, σε πολύ αδρές γραμμές, τις εξελίξεις σ’ αυτόν τον εκρηκτικό τομέα έρευνας.
Την τελευταία εικοσαετία ο ερευνητικός τομέας των μοριακών μηχανών γνώρισε θεαματική ανάπτυξη. To ενδιαφέρον των χημικών για τη δομή και τη λειτουργία τέτοιου είδους βιοχημικών συστημάτων οφείλεται σε πολλούς παράγοντες: η απανταχού παρουσία αυτών των περίπλοκων μοριακών συστημάτων στη Βιολογία και ο θεμελιώδης ρόλος των φυσικών μοριακών μηχανών στις περισσότερες διεργασίες των έμβιων όντων παρότρυναν τους χημικούς να δημιουργήσουν στο εργαστήριο σύνθετα μοριακά συστήματα, οι κινήσεις των οποίων αναπαράγουν αυτές των αντίστοιχων βιολογικών.Με αυτόν τον τρόπο κάποιοι πρωτοπόροι χημικοί κατάφεραν να δείξουν πως είναι ικανοί να δημιουργούν συστήματα μορίων που εκδηλώνουν σύνθετες κινητικές ικανότητες, μολονότι αυτά τα συνθετικά μόρια είναι πολύ πιο απλά σε σύγκριση με αυτά των πρωτεϊνών του έμβιου κόσμου.

Αυτές οι πρωτοποριακές έρευνες άνοιξαν νέους δρόμους στον τομέα της μοριακής νανοτεχνολογίας, δημιουργώντας νανομηχανές που είναι ικανές να αναπαράγουν κάποιες απλές κινήσεις των έμβιων οργανισμών.
Η επιτροπή για το Νόμπελ Χημείας του 2016, δικαιολογώντας την απόφασή της να το απονείμει στους Ζαν-Πιερ Σοβάζ, Fraser Stoddart και ο Bernard Feringa, τόνισε: «Ο μοριακός κινητήρας βρίσκεται σήμερα στο ίδιο στάδιο με τον ηλεκτρικό κινητήρα του 1830, όταν οι επιστήμονες παρουσίαζαν μανιβέλες και ρόδες, χωρίς να γνωρίζουν ότι αυτό θα οδηγούσε στα ηλεκτρικά τρένα, στο πλυντήριο ρούχων, στους ανεμιστήρες και στα μίξερ».
Η πρώτη μοριακή νανομηχανή δημιουργήθηκε όταν ο Ζαν-Πιερ Σοβάζ και η ομάδα του κατόρθωσαν να συνδέσουν δύο μόρια σε σχήμα δακτυλίου έτσι ώστε να σχηματίσουν τους κρίκους μιας μοριακής αλυσίδας.
Κάθε κρίκος όταν τροφοδοτούνταν από επιπλέον ενέργεια μπορούσε να περιστρέφεται με τρόπο προκαθορισμένο και ελεγχόμενο από τους ερευνητές. Ηταν το πρότυπο των μοριακών μηχανών μη βιολογικής προέλευσης.
Κάτι ανάλογο κατάφερε στις ΗΠΑ και ο Fraser Stoddart το 1991: τοποθετώντας έναν λεπτό μοριακό άξονα μέσα σε ένα ανοιχτό κυκλικό μόριο έδειξε ότι το δαχτυλίδι μπορούσε να κινείται κατά μήκος του άξονα.

Μια ανακάλυψη που, μεταξύ άλλων νανομηχανών, οδήγησε στην κατασκευή ενός μικροσκοπικού μοριακού ανελκυστήρα.
Ο τρίτος ερευνητής που μοιράστηκε το Νόμπελ Χημείας 2016 ήταν ο Bernard Feringa, ο οποίος με την ομάδα του στην Ολλανδία δημιούργησαν τον πρώτο μοριακό κινητήρα, ένα νανο-αυτοκίνητο.
Μετά την επιτυχία του πρώτου κύκλου διαλέξεων με θέμα την υπέρβαση των ορίων της γνώσης, που άρχισε το 2016, το Μegaron Plus συνεχίζει φέτος την παρουσίαση των «εξερευνητών» του αιώνα μας, πρωτοπόρων ερευνητών, όπως ο Ζαν-Πιερ Σοβάζ, που με το έργο τους εξερευνούν τις δυνατότητες της ανθρώπινης γνώσης και τεχνολογίας να υπερβαίνει τα προηγούμενα όριά της.

Συντάκτης: Σπύρος Μανουσέλης – http://www.efsyn.gr/arthro/dimioyrgontas-moriakes-mihanes