Πέμπτη, 13 Οκτωβρίου 2016

~ * Χημεία: Νανομηχανές από γίγαντες της έρευνας * ~



Αποτέλεσμα εικόνας για νανομηχανες




Για να καταλάβουμε κάπως τη σημασία του βραβείου Νομπέλ για τη Χημεία αυτή τη χρονιά χρειάζεται να βρεθούμε και εμείς, όπως η Αλίκη στη χώρα των θαυμάτων, μέσα από ένα υποθετικό άνοιγμα σε κόσμο όπου τα μεγέθη δεν είναι μεγαλύτερα από μερικά νανόμετρα. Οπου ένα νανόμετρο είναι ακριβώς ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου. Και τι «καιρό» κάνει εκεί κάτω; Καθόλου καλό.

Μόρια κινούνται γύρω μας ασταμάτητα, θύελλα πραγματική, και αν δεν βρεις μιαν επιφάνεια να κρατηθείς θα σε πάρουν μαζί τους. Πρόκειται για την αδιάκοπη κίνηση Brown, που μελέτησε προσεκτικά ο Αϊνστάιν και απέδειξε πως είναι εντελώς τυχαία. Σε αυτό το περιβάλλον, ήδη από το 1960, και με την προτροπή του Ρίτσαρντ Φάινμαν, που πίστευε, χωρίς να ξέρει πώς, ότι μπορούσαν να κατασκευαστούν νανομηχανές, κάποιοι ερευνητές είχαν επιχειρήσει τις πρώτες έρευνες.

Και όταν κάνουμε λόγο για νανομηχανές, θεωρητικά θα έχουμε στο μυαλό μας ότι πρόκειται για μοριακά συγκροτήματα που τοποθετούνται με τέτοιον τρόπο ώστε να κάνουν κάποιες κινήσεις όταν υπάρξει το κατάλληλο ερέθισμα με τη μορφή προσφοράς ενέργειας (π.χ. ακτινοβολία, θερμότητα, αλλαγή του Πε Χα). Οχι βίδες, ρόδες, λάδια, αλλά με τα «εξαρτήματά» τους να είναι εντελώς χαλαρά συνδεδεμένα μεταξύ τους και να μη βλέπεις τίποτα με γυμνό μάτι.




Ζαν Πιέρ Σοβάζ. Γεννήθηκε το 1944 στο Παρίσι. Σήμερα είναι ομότιμος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Στρασβούργου και στο Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Πρώτος ο Γάλλος Ζαν Πιέρ Σοβάζ το 1983 ενώ μελετούσε φωτοχημικά μόρια κατάφερε κάτι έως τότε ακατόρθωτο. Το να συνδεθούν κάποια μόρια μεταξύ τους, όχι όμως με τις δυνάμεις ενός χημικού δεσμού, αλλά εντελώς μηχανικά, όπως δυο κρίκοι μιας αλυσίδας. Σε ένα μόριο με κυκλική δομή έφερνε κοντά δυο μόρια με σχήμα ημισελήνου και με τη μεσολάβηση ενός ιόντος μονοσθενούς χαλκού, που μετά το απομάκρυνε, δημιουργούσε τους δυο κρίκους.




Σερ Τζέιμς Φρέιζερ Στόνταρντ. Γεννήθηκε το 1942 στο Εδιμβούργο. Σήμερα εργάζεται στο Πανεπιστήμιο Northwestern των ΗΠΑ

Γρήγορα κατάλαβε ότι είχε καταφέρει να συνδέονται μεταξύ τους μηχανικά δυο εξαρτήματα. Το επόμενο βήμα έγινε το 1991 όταν ο Τζέιμς Φρέιζερ Στόνταρντ, γεννημένος στη Σκωτία, κατάφερε με την ομάδα του να «περάσει» δυο μόρια με κυκλικό σχήμα στον άξονα που δημιουργούσε ένα τρίτο με ευθύγραμμη δομή μόριο και αυτό ονομάστηκε ροταξάνιο. Δίνοντας με κατάλληλο τρόπο ενέργεια στο ροταξάνιο τα δύο μόρια μπορούσαν να πλησιάζουν και να απομακρύνονται.





Μπέρναρντ Φέρινγα. Γεννήθηκε το 1951 στην Ολλανδία. Σήμερα είναι καθηγητής Οργανικής Χημείας στο Πανεπιστήμιο του Γκρόνινγκεν

Το 1999, ο Ολλανδός Μπέρναρντ Φέρινγα κατάφερε να παρουσιάσει κάτι που θύμιζε περιστρεφόμενη μοριακή μηχανή.

Στην ουσία εκμεταλλευόταν την κίνηση Μπράουν αλλά διατηρώντας μόνον μία φορά περιστροφής. Δηλαδή κατασκεύασε ένα μόριο με τέτοια δομή σαν να ήταν δυο φτερωτές που γύριζαν εναλλάξ μόνον προς μία κατεύθυνση. Ενας μηχανισμός με δόντια, όπως η καστάνια ή το χειρόφρενο, που πηγαίνουν εύκολα μόνον προς μία κατεύθυνση.


Σήμερα ο κινητήρας στρέφεται με 12 εκατομμύρια στροφές στο δευτερόλεπτο και άλλοι ερευνητές κάνουν όνειρα για νανορομπότ που θα κυκλοφορούν στον οργανισμό μας και θα κάνουν θαύματα ενώ, όπως έσπευσε η ειδική παρουσιάστρια της Σουηδικής Ακαδημίας να πει, αυτό δεν θα γίνεται με βιολογικά μόρια και για σκοτεινούς σκοπούς. Βέβαια το μέλλον θα δείξει αν το σωστό ρήμα είναι «έσπευσε» και όχι «βιάστηκε»...





http://www.tovima.gr/science/article/?aid=834493















Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου