Giải Nobel Hóa học 2016 vinh danh cách tạo ra những 'cỗ máy nguyên tử'

Một cách đơn giản thì công trình của họ là tìm được cách tạo ra những cỗ máy bằng vật liệu là nguyên tử, thí dụ như tạo nên những chiếc máy nâng, những động cơ hoặc các chiếc xe siêu siêu siêu nhỏ.

Bản chất ở đây chính là những cấu trúc có khả năng chuyển hóa năng lượng hóa học thành năng lượng cơ học và chuyển động. Đây là một công cụ cực kỳ "quyền lực" cho phép các nhà khoa học tạo nên những thiết bị cực kỳ nhỏ áp dụng trong vô vàn các lĩnh vực khác nhau. 

Cụ thể hơn về 3 nhà khoa học được vinh danh trong giải Nobel Hóa học năm nay: Sir Fraser Stoddart là nhà khoa học đến từ Scotland, Bernard Feringa đến từ Hà Lan và nhà khoa học Pháp Jean-Pierre Sauvage sẽ cùng nhau chia sẻ giải thưởng trị giá 8 triệu knonor Thụy Điển.

Tiêu chí chấm giải vẫn như cũ, "vinh danh những người nào có cống hiến phục vụ cho nhân loại" và năm nay, hội đồng chấm giải diễn tả công cụ mà nhóm 3 nhà hóa học phát triển là "những cỗ máy nhỏ nhất thế giới." Công nghệ này hiện đã được sử dụng để tạo nên những con robot siêu nhỏ trong y hoặc và các loại vật liệu tự lành với khả năng tự hàn gắn lại mà không cần sự can thiệp của con người. 

Về cơ bản, trong cơ thể sinh vật, các tế bào hoạt động như những cỗ máy phân tử vận hành hoạt động các cơ quan, điều chỉnh nhiệt độ và chữa lành các tổn thương. Và 3 nhà khoa học trên là những người đầu tiên của nhân loại tìm được cách tổng hợp nên các phân tử bằng cách chuyển đổi năng lượng hóa học thành chuyển động cơ học.

Điều này cho phép họ tạo nên những "thiết bị phân tử" có kích thước nhỏ hơn hàng ngàn lần so với một sợi tóc người, Đó có thể là một công tắc, một mô tơ, một con thoi hay thậm chí các chi tiết để làm nên một chiếc xe. 

Vào những năm 1990, nhà khoa học Stoddart đã phát triển thành công chiếc bánh xe phân tử đầu tiên. Đó là một cấu trúc hình vòng có thể di động được trên một trục, sau này được áp dụng để phát triển cơ bắp phân tử và cả một bàn tính siêu nhỏ hoạt động như chip máy tính.

Feringa thì tạo nên thành công mô tơ kích thước nano, lần đầu tiên chứng minh rằng một cánh quạt phân tử có thể quay được liên tục theo cùng một hướng. Sau này ông còn ghép 4 chiếc lại vưới nhau để tạo thành nên chiếc xe nhỏ hơn nhiều lần một sợi tóc người nhưng có thể "chạy" trên các bề mặt.

Thành công này cho phép các nhà khoa học phát triển nên các vật liệu có khả năng tự tái định hình và đáp ứng cho phù hợp với điều kiện môi trường xung quanh, thí dụ như biến đổi theo nhiệt độ, hoặc mở "cửa" để giải phóng thuốc khi đi tới một nơi cần thiết trên cơ thể nhằm phục vụ chữa bệnh. 

Trong cuộc phỏng vấn sau khi công bố giải thưởng, nhà khoa học Feringa cho biết việc được vinh danh "thật sự là bất ngờ lớn. Tôi rất tự hào và cũng rất xúc động về điều này." Ông cho biết thêm rằng khi xưa, ông cũng đã bị sốc khi phát triển thành công những sản phẩm đầu tiên bởi trước đó ông cho rằng "hầu như không thể tin là nó có thể hoạt động." 

Göran Hansson, tổng thư ký của Viện hàn lâm khoa học Thụy Điển cho biết: "Những người được trao giải đã mở ra một lĩnh vực hoàn toàn mới về máy móc phân tử. Họ đã chứng minh rằng hoàn toàn có thể tạo nên những cỗ máy dưới cấp độ phân tử."

Hội đồng trao giải đã ví phát minh đột phá lần này như việc lần đầu tiên tạo ra mô tơ điện thô sơ hồi những năm 1930, khi mà các nhà khoa học đương thời không ngờ rằng nó có thể được dùng để vận hành xe lửa điện, máy giặt, quạt máy và cả máy xử lý thực phẩm.

Mark Miodownik, một giáo sư tại Đại học London cho biết rằng sự ra đời của những cỗ máy kích thước nano có thể thay đổi hoàn toàn diện mạo của những công trình xây dựng trong tương lai gần: "Hãy tưởng tượng về những hệ thống có thể tự chữa lành khi bị tổn hại. Chúng ta sẽ có những chiếc ống nhựa có khả năng tự chữa lành hoặc những cây cầu khi bị nứt vẫn tự liền lại được nhờ vào các cấu trúc vi mô. Đây là một tiềm năng cực kỳ to lớn.".

Thêm một số thông tin thú vị, từ nằm 1901 đến nay đã có tổng cộng 171 người được trao giải thưởng Nobel hóa học nhưng chỉ có 4 người là nữ, bao gồm Marie Curie, Irène Joliot-Curie, Dorothy Crowfoot Hodgkin và Ada Yonath. Đồng thời, chỉ có duy nhất 1 nhà khoa học là được trao giải Nobel Hóa học 2 lần chính là nhà sinh học người Anh Frederick Sanger, trao giải năm 1958 và 1980. Khi được hỏi bí quyết nào được trao giải, ông chia sẻ rằng: "Điều đầu tiên là nhận được giải thưởng và giải đầu khó lấy hơn giải thứ 2. Bởi nếu bạn đã nhận được 1 giải đầu tiên thì sau đó bạn có thể xác định được cách làm thuận lợi hơn, có được các cộng sự và mọi thứ sẽ dễ dàng hơn".

Theo Tinh Tế

» Nobel Vật Lý 2016 được trao cho 3 nhà khoa học phát hiện ra 'đặc tính kỳ lạ' của vật chất rắn

» Nhà khoa học Nhật Bản đoạt giải Nobel Y học 2016