Giải Nobel Hóa học 2016 thuộc về ba nhà khoa học đã phát triển “những cỗ máy nhỏ nhất thế giới”

Ba nhà khoa học đến từ Pháp, Anh và Hà Lan là Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart và Bernard L. Feringa vừa vinh dự được nhận giải Nobel Hóa học 2016 dành cho công trình nghiên cứu của họ về thiết kế và phát triển những cỗ máy ở cấp độ phân tử hay còn gọi là “những cỗ máy nhỏ nhất thế giới”.

Theo đó, giải thưởng đã ghi nhận thành công của các nhà nghiên cứu trong việc kiểm soát chuyển động ở cấp độ phân tử, cụ thể hơn, họ đã thực hiện kết nối các phân tử với nhau để chế tạo: trục nâng siêu nhỏ, động cơ có cấu tạo nano cùng với sợi cơ nhân tạo có kích thước siêu nhỏ.
Sự phát triển của công nghệ điện toán được xem là yếu tố dẫn đến cuộc cách mạng công nghệ nano. Những nhà khoa học đoạt giải Nobel Hóa học 2016 đã thực sự thành công trong việc thu nhỏ kích thước của những cỗ máy ở quy mô phân tử, góp phần đưa lĩnh vực hóa học lên một đỉnh cao mới.
Bước đầu tiên của việc phát triển các loại máy này có thể kể đến cỗ máy phân tử được thực hiện bởi Jean-Pierre Sauvage vào năm 1983. Cụ thể, ông đã thực hiện kết nối hai phân tử dạng vòng với nhau để tạo thành một chuỗi cấu trúc có khả năng co giãn gọi là catenane. Thông thường, các phân tử được kết nối chặt chẽ nhờ liên kết cộng hóa trị, trong đó, các nguyên tử cùng chia sẻ các cặp electron. Tuy nhiên, trong chuỗi catenane, các phân tử liên kết với nhau tự do hơn nhờ liên kết cơ học. Để một cỗ máy có thể thực hiện một tác vụ thì các bộ phận của máy phải liên kết chặt chẽ với nhau. Và trong nghiên cứu của Jean, hai vòng phân tử được kết nối đã giải quyết tốt vấn đề này.
Thành công thứ hai là công trình nghiên cứu được thực hiện vào năm 1991 khi Fraser Stoddart phát triển một động cơ đơn vị rotaxane – được ví như siêu phân tử, bằng cách xâu chuỗi phân tử dạng vòng vào một trục phân tử mỏng và chứng minh vòng phân tử có thể di chuyển dọc theo trục phân tử. Từ nghiên cứu này, ông đã chế tạo thành công: trục nâng phân tử, sợi cơ phân tử và chip máy tính có kích thước phân tử.
Bernard Feringa là người đầu tiên phát triển thành công động cơ phân tử. Vào năm 1999, ông đã chế tạo một rô-tơ phân tử gắn cánh quạt có khả năng quay liên tiếp theo cùng một chiều. Bằng cách sử dụng động cơ phân tử, ông đã thực hiện việc làm quay một ống trụ thủy tinh có kích thước lớn hơn gấp 10.000 lần so với động cơ. Bên cạnh đó, vào năm 2011, nhóm nghiên cứu của Feringa đã chế tạo thành công một chiếc xe hơi nano bốn bánh.
Các công trình nghiên cứu của ba nhà khoa có ý nghĩa hết sức quan trọng, góp phần chuyển các hệ thống phân tử từ trạng thái tự nhiên sang trạng thái có thể kiểm soát được chuyển động khi được bổ sung nguồn năng lượng. Về ý nghĩa lịch sử, động cơ phân tử có vai trò tương tự như động cơ điện vào những năm 1830 - thời điểm mà các nhà khoa học đã cho ra đời một loạt các mẫu trục quay và bánh xe mà không hề biết trước được rằng trong tương lai chúng sẽ dẫn đến sự ra đời của tàu điện, máy giặt, quạt máy và máy chế biến thực phẩm. Những loại máy móc ở cấp độ phân tử rất có khả năng sẽ được áp dụng trong sự phát triển của các loại vật liệu mới, bộ cảm biến, thiết bị y học siêu nhỏ vận chuyển thuốc tới các tế bào bị bệnh, và hệ thống thiết bị lưu trữ năng lượng./.

BÀI VIẾT KHÁC

Thông báo tuyển dụng viên chức 2020

Ngày 21/05/2020

Biến phế phụ phẩm ngành điều thành Thực phẩm giàu dưỡng chất nhờ khoa học và công nghệ

Dưới sự hỗ trợ của Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN), sản phẩm thực phẩm mới giàu dưỡng chất từ nguồn quả điều đã có mặt tại sự kiện Trình diễn và kết nối cung - cầu công nghệ quốc tế TechDemo 2018 do Bộ KH&CN tổ chức diễn ra ngày 3-5/10/2018 tại Thành phố Cần Thơ.

Ngày 08/10/2018

Đồng hành xây dựng Chính quyền điện tử

Theo công bố của Phòng Thương mại và Công nghiệp Việt Nam VCCI, trong 3 năm trở lại đây, chỉ số năng lực cạnh tranh của tỉnh Phú Thọ liên tục được cải thiện và có những bước tăng trưởng đáng khích lệ (năm 2015 xếp thứ 35/63 tỉnh thành; năm 2016 xếp thứ 29/63 tỉnh thành; năm 2017 xếp thứ 27/63 tỉnh thành).

Ngày 20/09/2018

Nhu cầu công nghệ trong quá trình sản xuất tự động hóa của các doanh nghiệp vừa và nhỏ tại Việt Nam

“V-KIST- Diễn đàn Công nghiệp lần thứ I” là sự kiện đầu tiên mà Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Hàn Quốc (V-KIST) tổ chức trên cơ sở hợp tác với các Hiệp hội Việt Nam trong ngành công nghiệp điện tử, tự động hóa, nhằm tìm hiểu nhu cầu về công nghệ của các doanh nghiệp vừa và nhỏ Việt Nam.

Ngày 04/09/2018

“VKIST - Diễn đàn Công nghiệp lần thứ I”

Chiều 29/8/2018, tại Hà Nội, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam - Hàn Quốc (VKIST) thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ tổ chức “VKIST - Diễn đàn Công nghiệp lần thứ I” với chủ đề: “Nhu cầu công nghệ trong quá trình sản xuất tự động hóa của các doanh nghiệp vừa và nhỏ tại Việt Nam”.

Ngày 04/09/2018

Ứng dụng KH&CN là giải pháp trọng tâm trong chiến lược ngành Ngân hàng

Cách mạng công nghiệp 4.0 (CMCN 4.0) sẽ giúp ngân hàng nâng cao lợi nhuận, đảm bảo tính sẵn sàng cao cho hệ thống. Điều này giúp người tiêu dùng Việt Nam có nhiều cơ hội tiếp cận hơn với các dịch vụ tài chính hàng đầu trong và ngoài nước. Từ đó giúp các ngân hàng trong nước nâng lên một tầm cao mới, phát triển và cạnh tranh với các ngân hàng tiên tiến trong khu vực và trên thế giới.

Ngày 22/08/2018

Thông báo