Νομπέλ Χημείας για τις πρώτες νανομηχανές

Τρεις πρωτοπόροι χημικοί, οι οποίοι κατάφεραν να προκαλέσουν κίνηση σε επίπεδο μορίων και με αυτόν τον τρόπο να δημιουργήσουν τις πρώτες νανομηχανές, μοιράστηκαν χθες τη συγκίνηση και 833.000 ευρώ όταν τους ανακοινώθηκε ότι κέρδισαν το φετινό Νομπέλ Χημείας.

Τα μοριακά συστήματα που δημιούργησαν ο ένας ως συνέχεια του άλλου είναι αντίστοιχα με τους πρώτους ηλεκτρικούς κινητήρες που κατασκευάστηκαν τη δεκαετία του 1830. Εποχή που ούτε η φαντασία των μηχανικών δεν μπορούσε να προβλέψει ότι η εφεύρεσή τους θα οδηγούσε σε ηλεκτρικά τρένα και αυτοκίνητα, πλυντήρια και άλλες μηχανές που σήμερα θεωρούνται δεδομένες στην καθημερινότητά μας.

Το βραβείο μοιράστηκαν ο Γάλλος Ζαν-Πιερ Σοβάζ, ο βρετανός σερ Φρέιζερ Στόνταρτ και ο Ολλανδός Μπερνάρ Φερινγκά «για τον σχεδιασμό και τη σύνθεση μοριακών μηχανών, οι οποίες μπορούν να εκτελούν συγκεκριμένες κινήσεις όταν τροφοδοτούνται με ενέργεια» όπως ανακοίνωσε χθες η επιτροπή των βραβείων στο Ινστιτούτο Καρολίνσκα της Σουηδίας.

Το πρώτο βήμα για τη δημιουργία των νανομηχανών έγινε το 1983, σε μια εποχή που δεν υπήρχαν ούτε ηλεκτρονικοί υπολογιστές. Τότε ο Ζαν-Πιερ Σοβάζ δημιούργησε χημικούς δεσμούς κυκλικών μορίων σε αλυσίδα. Το σημαντικό της δημιουργίας αυτής ήταν ότι τα μόρια αυτά δεν ήταν ενωμένα με σταθερούς χημικούς δεσμούς, αλλά απλώς περασμένα το ένα μέσα στο άλλο, ακριβώς όπως είναι οι κρίκοι μιας μεταλλικής αλυσίδας. Το πρώτο βήμα ικανοποιούσε μια σημαντική απαίτηση για τον σχεδιασμό οποιασδήποτε μηχανής: τα εξαρτήματα πρέπει να μπορούν να κινούνται το ένα σε σχέση με το άλλο, όπως γίνεται και με τα γρανάζια, αλλά πάντα σε επίπεδο μορίων.

Ο Φρέιζερ Στόνταρτ συνέχισε το σημαντικό αυτό έργο κάνοντας το δεύτερο βήμα το 1991. Αυτό που κατάφερε ήταν να περάσει ένα μακρόστενο μόριο μέσα από ένα κυκλικό μόριο. Το μακρόστενο μόριο λειτουργούσε ως άξονας κατά μήκους του οποίου μπορούσε να κινείται ελεύθερα το δεύτερο μοριακό εξάρτημα. Το σύστημα αυτό αποτέλεσε τη βάση για την ανάπτυξη μοριακών ανελκυστήρων, μοριακών μυών και κυκλωμάτων που γενικά βασίζονται σε μόρια.

Το τρίτο βήμα έγινε το 1999 από τον Μπερνάρ Φερινγκάλ. Ο ολλανδός επιστήμονας κατάφερε να δημιουργήσει το τελικό προϊόν, δηλαδή τον πρώτο μοριακό κινητήρα. Αυτός αποτελούνταν από ένα σύστημα στο οποίο μια λεπίδα περιστρεφόταν διαρκώς προς την ίδια κατεύθυνση, από ένα δεύτερο σύστημα μοριακών κινητήρων, το οποίο είχε την ιδιότητα να σηκώνει 1.000 φορές το βάρος του, ενώ ένα άλλο πρότυπο με τέσσερις κινητήρες μπορούσε να κινείται σε μια επιφάνεια σαν νανοαυτοκίνητο.

Η νανοτεχνολογία βασίζεται σε δομές και κλίμακες που ισούνται με το ένα δισεκατομμύριο του μέτρου και υπήρξε ένα πολλά υποσχόμενο πεδίο έρευνας για τουλάχιστον δύο δεκαετίες. Οι επιστήμονες κατάφεραν να βάλουν στα εργαστήριά τους τεχνολογία με την οποία μπορούν απλά να δημιουργήσουν κινούμενες μηχανές που το πλάτος τους φτάνει το ένα χιλιοστό του πλάτους της ανθρώπινης τρίχας.

Στο μέλλον «ελπίζουμε οι μικροσκοπικές αυτές συσκευές να χρησιμοποιηθούν στην ανάπτυξη αντικειμένων όπως τα νέα υλικά, οι δέκτες και τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας» σχολίασε η επιτροπή των Νομπέλ.