На молекулярной машине к Нобелевской премии

Нобелевскую премию по химии 2016 года присудили за разработку и синтез молекулярных машин — микроскопических устройств, занимающихся перемещениями молекул или их комплексов. Награду разделят Жан-Пьер Соваж, Джеймс Фрейзер Стоддарт и Бернард Феринга. Ученые объясняют, что это открытие в будущем будет использоваться практически в любой области человеческой жизни — медицине, биотехнологиях, при производстве микроэлектроники, а также накопителей энергии и сенсоров.

«Нобелевская премия этого года по химии присуждается за самые маленькие в мире машины,— объявил заместитель председателя совета директоров Фонда Нобеля Йоран Ханссон.— По решению Шведской королевской академии наук премию 2016 года по химии получают Жан-Пьер Соваж, сэр Джеймс Фрейзер Стоддарт и Бернард Феринга за разработку и синтез молекулярных машин». Жан-Пьер Соваж родился в 1944 году в Париже, сейчас работает в университете Страсбурга, Франция. Джеймс Фрейзер Стоддарт родился в 1942 году в Эдинбурге, Великобритания, работает в Северо-западном университете в Эванстоне, США. Бернард Феринга родился в 1951 году в Баргер-Компаскуум, работает в университете Гронингена, Нидерланды.

Члены комитета снова попытались объяснить значение разработок с помощью хлебобулочных изделий, как сделали это накануне, пытаясь объяснить значение достижений, отмеченных Премией по физике. Продемонстрировав бублик, уже фигурировавший вчера, они назвали его красивым, но «неработающим»: «Чтобы он заработал, его нужно к чему-то присоединить». Затем члены комитета показали изделие, похожее на цепь из бубликов: «Это нечто, кажущееся более уродливым, но здесь у нас есть два колеса, которые могут двигаться друг относительно друга». Прорывом, сделавшим возможным появление молекулярных машин, считается 1983 год, когда Жан-Пьер Соваж и его исследовательская группа смогли объединить в цепь две кольцевых молекулы, способных двигаться друг относительно друга. Вторым необходимым шагом для дальнейших разработок стало присоединение молекулярного кольца к молекулярной оси — в 1991 году Джеймс Фрейзер Стоддарт продемонстрировал, что кольцо на оси может двигаться. В 1999 году Бернард Феринга создал молекулярный «мотор», заставив колесо вращаться.

«Молекулярная машина — это несколько молекул, которые действуют в сочетании. Каждая машина создается под конкретную функцию. Например, они способны работать переключателями: проводить электрический ток или отключать эту проводимость,— объяснил “Ъ” доктор химических наук, завкафедрой физической химии Института тонких химических технологий Московского технологического университета Виталий Флид.— Там может быть частица-приемник, которая воспринимает световое излучение и передает энергию для движения».

Как отмечают в Нобелевском комитете, в прикладном отношении молекулярный мотор сейчас и находится примерно на том же уровне, на каком в 1830-х годах были электромоторы, которые сейчас используются повсеместно — в электропоездах, стиральных машинах, фенах, миксерах. «Молекулярные машины, скорее всего, будут использоваться при производстве сенсоров и накопителей энергии»,— говорится в официальном релизе премии по химии. «Безусловно, молекулярные машины могут использоваться в микроэлектронике, а сейчас это практически все для любых изделий, мобильных телефонов, компьютеров, оборонной технике, в медицине и биотехнологиях»,— добавил господин Флид. Эксперт отметил, что пока молекулярные машины «не выходили за пределы лабораторий», «но 20 лет назад о нанотехнологиях тоже мало знали и говорили, а сейчас они используются. Пройдет пять-десять лет, и молекулярные машины тоже будут внедрены».

Среди претендентов на нынешнюю премию назывались американские генетик Джордж Черч и биоинженер Фэн Чжан, «отредактировавшие» геномы мыши и человека, китайский химик Дэннис Ло, который разработал способ обнаружения внеклеточной ДНК плода в плазме крови матери, японские исследователи Хироси Маэда и Ясухиро Мацумура, открывшие эффект повышенной проницаемости и удержания для макромолекулярных лекарств, а также открыватели новых сверхтяжелых элементов таблицы Менделеева — нихония, теннессина и оганессона — японец Косукэ Морита и американец Джозеф Хамильтон.

Нобелевская премия по химии присуждалась сегодня в 108-й раз. За это время ее лауреатами стали 174 человека, включая нынешнюю тройку. В 2015 году награда досталась Томасу Линдалу (Великобритания), Полу Модричу (США) и Азизу Санкару (США) «за исследования механизма репарации ДНК».

Валерия Мишина