To fantastyczne, że udało się opracować maszyny molekularne w drodze syntezy. Jednak ich wykorzystanie w praktyce jest na razie ograniczone – skomentował tegoroczną Nagrodę Nobla z chemii prof. Robert Hołyst z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie.
W środę w Sztokholmie Królewska Szwedzka Akademia Nauk ogłosiła, że Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za „zaprojektowanie i syntezę maszyn molekularnych” otrzyma trzech naukowców: Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart oraz Bernard L. Feringa.
„Chemicy, którzy dostali Nobla, podjęli się trudu zrobienia cząsteczek, które mogą pełnić rolę maszyn” – opisał w rozmowie z PAP prof. Robert Hołyst z Instytutu Chemii Fizycznej PAN. Jak dodał, aby wykonywać jakąś pracę, cząsteczka musi dostać energię. „Możemy np. zaświecić na cząsteczkę. Ona wchłonie troszkę energii i np. się skurczy. A kiedy coś się kurczy lub rozszerza, może wykonać pracę, np. będzie coś napinać albo luzować” – wyjaśnił Hołyst. To właśnie tego typu maszyny zostały opracowane przez tegorocznych noblistów. „Oni zrobili cząsteczki, które zachowują się jak molekularne motorki” – porównał badacz.
Jak powiedział prof. Hołyst, maszyny molekularne występują w przyrodzie – w komórkach organizmów. Działają jednak inaczej niż te opracowane przez noblistów. „Projekt architektoniczny matki natury jest inny – matka natura do nakręcania swoich maszyn biologicznych w dużej mierze używa tzw. szumu termicznego” – dodał.
Szum termiczny to wynik tego, że cząsteczki wokół nas poruszają się bardzo szybko, np. molekuły wody – z prędkością kilkuset metrów na sekundę. To, jak silne zachodzą między cząsteczkami zderzenia, można obserwować np. patrząc pod mikroskopem na zanurzone w wodzie pyłki kwiatów – okazuje się (to tzw. efekt Browna), że nieustannie się one poruszają. „Energia szumu termicznego będzie miliardy razy większa niż praca, którą maszyna mogłaby wykonać” – zwrócił uwagę prof. Hołyst.
„Komitet Noblowski nic o tym nie powiedział, ale to dramatycznie obniża użycie molekularnych maszyn w jakichkolwiek praktycznych zastosowaniach” – ocenił Hołyst i dodał, że „na razie jeszcze nie udało się wyprodukować maszyn molekularnych, które wykonują pracę użyteczną dla człowieka”.
Jego zdaniem nauka jednak idzie krok po kroku, a kolejni uczeni dokładają cegiełki do poprzednich osiągnięć. „To fantastyczne, że w ogóle takie maszyny zrobiono w drodze syntezy” – uważa badacz z IChF PAN. Jak przyznał, decyzja Komitetu Noblowskiego nie jest dla niego zaskoczeniem. „Od wielu lat mówiło się, że Stoddart może dostać Nobla” – przypomniał.
Do badań nad molekularnymi maszynami cegiełkę dołożyli i badacze z Instytutu Chemii Fizycznej PAN. Tam udało się zbadać mechanizm ruchu kinezyny – jednej z biologicznych maszyn molekularnych – po swojej drodze – mikrotubuli. W IChF PAN udało się też – jak dodał prof. Hołyst – opracować nanowiatrak – pojedyncze cząsteczki napędzane parującą wodą.