Τετάρτη, 5 Οκτωβρίου 2016

Στους μηχανολόγους του μικρόκοσμου το φετινό Νομπέλ Χημείας. 3 Makers of World’s Smallest Machines Awarded Nobel Prize in Chemistry

Για τη μελέτη τους σε μοριακά εξαρτήματα και μηχανές που λειτουργούν μέσω της τροφοδότησής τους με μηχανική ή χημική ενέργεια. Από αριστερά: Ζαν-Πιερ Σοβάζ, Φρέιζερ Στόνταρτ και Μπερνάρ Φερινγκά. Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart and Bernard L. Feringa, winners of the 2016 Nobel prize in chemistry. Photograph: Nobel Prize

Τρεις επιστήμονες που δημιούργησαν μικροσκοπικές μηχανές από μόρια βραβεύονται με το φετινό Νομπέλ Χημείας, ανακοίνωσε πριν από λίγο η επιτροπή των βραβείων στο Ινστιτούτο Καρολίνσκα της Σουδίας.

Stoddart, Sauvage, and Feringa. (UCLA/CNRS/University of Gronigen)

Το βραβείο θα μοιραστεί διά τρία στον Γάλλο Ζαν-Πιέρ Σοβάζ, τον Βρετανό σερ Φρέιζερ Στόνταρτ και τον Ολλανδό Μπερνάρ Φερινγκά «για το σχεδιασμό και τη σύνθεση μοριακών μηχανών», οι οποίες μπορούν να εκτελούν συγκεκριμένες κινήσεις όταν τροφοδοτούνται με ενέργεια.

Η ανάπτυξη των υπολογιστών είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα του πώς η σμίκρυνση των μηχανών μπορεί να οδηγήσει σε επαναστάσεις, επισημαίνει η ανακοίνωση. Το νέο κεφάλαιο στη Χημεία που άνοιξαν οι τρεις πρωτοπόροι των μοριακών μηχανών, τις δεκαετίες του 1980 και '90, ίσως οδηγήσει τελικά στην ανάπτυξη ιατρικών νανορομπότ και νέων λύσεων για την αποθήκευση ενέργειας, μεταξύ πολλών ακόμα πιθανοτήτων.

Μοριακά ρομπότ

To τετράτροχο «νανοαυτοκίνητο» που ανέπτυξε ο Μπεν Φερινγκά είναι ένα καλό παράδειγμα μοριακού κινητήρα.

Τα μοριακά συστήματα που δημιούργησαν οι τρεις τους είναι αντίστοιχα με τους πρώτους ηλεκτρικούς κινητήρες τη δεκαετία του 1830, όταν οι μηχανικοί δεν είχαν καν φανταστεί ότι η νέα εφεύρεση θα οδηγούσε σε ηλεκτρικά τρένα και αυτοκίνητα, πλυντήρια και άλλες μηχανές που σήμερα θεωρούνται δεδομένες.

Το πρώτο βήμα έγινε το 1983, όταν ο Ζαν-Πιερ Σοβάζ συνέδεσε κυκλικά μόρια σε αλυσίδα. Το σημαντικό ήταν ότι τα μόρια αυτά δεν ήταν ενωμένα με σταθερούς χημικούς δεσμούς, απλώς ήταν περασμένα το ένα μέσα στο άλλο όπως οι κρίκοι μιας μεταλλικής αλυσίδας. Και αυτό ικανοποιούσε μια βασική απαίτηση για το σχεδιασμό οποιασδήποτε μηχανής: τα εξαρτήματα πρέπει να μπορούν να κινούνται το ένα σε σχέση με το άλλο.

Ο Φρέιζερ Στόνταρτ έκανε το δεύτερο βήμα το 1991 περνώντας 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 βασίζονται σε μόρια.

Η επόμενη σημαντική εξέλιξη ήρθε το 1999, όταν ο Φερινγκά δημιούργησε τον πρώτο μοριακό κινητήρα, ένα σύστημα στο οποίο μια λεπίδα περιστρεφόταν διαρκώς προς την ίδια κατεύθυνση. Ένα άλλο σύστημα μοριακών κινητήρων μπορούσε να σηκώνει 1.000 φορές το βάρος του, ενώ ένα άλλο σχέδιο με τέσσερις κινητήρες μπορούσε να κινείται σε μια επιφάνεια σαν νανοαυτοκίνητο.

Jean-Pierre Sauvage, an emeritus professor at the University of Strasbourg, in 2014. He and two others were awarded the Nobel Prize in Chemistry on Wednesday. Credit Catherine Schroeder/Unistra, via European Pressphoto Agency

Ο Ζαν-Πιέρ Σοβάζ (Jean-Pierre Sauvage) γεννήθηκε το 1944 στη Γαλλία και είναι σήμερα επίτιμος καθηγητής του Πανεπιστημίου του Στρασβούργου και επίτιμος διευθυντής ερευνών στο γαλλικό Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας (CNRS)

O σερ Φρέιζερ Στόνταρτ (Fraser Stoddart) γεννήθηκε το 1942 στη Βρετανία και είναι σήμερα καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Northwestern των ΗΠΑ.

Bernard L. Feringa, a professor of organic chemistry at the University of Groningen, in the Netherlands, was one of the three winners of the Nobel Prize in Chemistry, announced Wednesday, who were cited for their work in developing molecule-sized machines. Credit Jeroen Van Kooten/University of Groningen, via Associated Press

Ο Μπερνάρ Φερινγκά (Bernard L. Feringa) γεννήθηκε το 1951 στην Ολλανδία. Είναι σήμερα καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Γκρένινγκεν.

Το Νόμπελ Χημείας είναι το τρίτο που ανακοινώνεται μετά το Νόμπελ Ιατρικής - Φυσιολογίας τη Δευτέρα και Φυσικής την Τρίτη.

Οι μπακαλιάροι μιλούν με τοπικές διαλέκτους! Cod speak with regional accents, scientists believe

Οι ήχοι τους διαφέρουν ανάλογα με την περιοχή που ζουν. Cod found to use a range of different accents when they 'speak', depending on the waters they are from. Image credit: Jezperklauzen / iStock

Ένας μπακαλιάρος στα αμερικανικά ύδατα, μάλλον δύσκολα καταλαβαίνει ένα μπακαλιάρο των βρετανικών υδάτων, επειδή οι ήχοι που βγάζουν, είναι αρκετά διαφορετικοί, όπως συμβαίνει με τις τοπικές διαλέκτους στην ανθρώπινη γλώσσα, σύμφωνα με μια νέα βρετανική επιστημονική έρευνα.

Η ανακάλυψη

New research has suggested that cod from different parts of the country may not understand each other.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή θαλάσσιας βιολογίας Στιβ Σίμπσον του Πανεπιστημίου του Έξετερ, ειδικό στο πεδίο της βιοακουστικής, έκαναν υποθαλάσσιες ηχογραφήσεις αμερικανικών και ευρωπαϊκών μπακαλιάρων. Όπως αποδείχθηκε, αν και πρόκειται ουσιαστικά για τα ίδια ψάρια, οι ήχοι τους είναι αρκετά διακριτοί, πιο «στακάτοι» και ρυθμικοί στην αμερικανική πλευρά, αλλά πιο βαθιοί και σαν γρύλισμα στην ευρωπαϊκή.

Accents could become a problem if cod from different places are forced to seek out colder waters if they prefer because of climate change.

Ο Σίμπσον υποστηρίζει ότι, με τον τρόπο τους, τα ψάρια αναπτύσσουν τη δική τους «προφορά», όταν μεγαλώνουν σε διαφορετικές περιοχές. Οι επιστήμονες έχουν ήδη παρατηρήσει παρόμοιες διαφορές  -σαν τοπικές διαλέκτους- σε πουλιά. Οι βιολόγοι δεν αποκλείουν ότι, εξαιτίας της κλιματικής αλλαγής που σπρώχνει τους μπακαλιάρους να μεταναστεύσουν σε πιο βόρεια και κρύα μέρη, τα ψάρια με τη διαφορετική «προφορά» μπορεί να δυσκολευθούν να βρουν συντρόφους για αναπαραγωγή στο νέο περιβάλλον όπου θα ‘μιλάνε' κάποια άλλη διάλεκτο. Όπως δυσκολεύονται και οι άνθρωποι μετανάστες...

Ο δορυφόρος Διώνη του Κρόνου διαθέτει υπόγειο ωκεανό. Saturn’s moon Dione harbours a subsurface ocean

Μια άποψη του δορυφόρου του Κρόνου, Διώνη, που λήφθηκε από το διαστημικό σκάφος της NASA/ESA/ASI, Cassini, κατά την διάρκεια ενός κοντινού περάσματος από τον δορυφόρο στις 16 Ιουνίου 2015. Πάνω αριστερά φαίνεται τμήμα των δακτυλίων του Κρόνου – η διαγώνιος γραμμή. A view of Saturn’s moon Dione captured by the NASA/ESA/ASI Cassini spacecraft during a close flyby on 16 June 2015. The diagonal line near upper left is the rings of Saturn, in the distance. Image credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Η Διώνη, ένας από τους δορυφόρους του Κρόνου, διαθέτει πιθανώς ένα υπόγειο ωκεανό βαθιά κάτω από την επιφάνειά της, σύμφωνα με εκτιμήσεις βέλγων επιστημόνων, που ανέλυσαν στοιχεία της διαστημοσυσκευής «Κασίνι». Δύο άλλα φεγγάρια του Κρόνου, ο Τιτάν και ο Εγκέλαδος, είναι ήδη γνωστό ότι πιθανότατα κρύβουν μεγάλους ωκεανούς.

Dione (near) is thought to harbour a global ocean under its icy crust like fellow moon Enceladus (far), though much further under the surface.

Οι ερευνητές του Βασιλικού Αστεροσκοπείου του Βελγίου, με επικεφαλής τον Μίκαελ Μπιουθ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο αμερικανικό περιοδικό γεωφυσικής «Geophysical Research Letters», ανέλυσαν τα στοιχεία βαρύτητας για τη Διώνη, τα οποία συνέλλεξε το Cassini. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μπορούν να εξηγηθούν μόνο αν σε βάθος 100 χιλιομέτρων κάτω από την επιφάνεια του δορυφόρου, υπάρχει ένας μεγάλος ωκεανός.

This illustration shows the interior of Saturn's moon Enceladus with a global liquid water ocean between its rocky core and icy crust.

Ο ωκεανός αυτός εκτιμάται ότι έχει βάθος αρκετών δεκάδων χιλιομέτρων και περιβάλλει τον μεγάλο βραχώδη πυρήνα της Διώνης. Από αυτή την άποψη, το εσωτερικό της μοιάζει με του Εγκέλαδου. Μόνο που στην περίπτωση του τελευταίου ο υπόγειος ωκεανός βρίσκεται πολύ πιο κοντά στην επιφάνεια του, όπως συμβαίνει και με τον σχετικά επιφανειακό υπόγειο ωκεανό της Ευρώπης, δορυφόρου του Δία.

Οι επιστήμονες θεωρούν πιθανό ότι ο ωκεανός της Διώνης έχει τεράστια ηλικία, ίσως από τότε σχεδόν που δημιουργήθηκε ο δορυφόρος, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούσε να φιλοξενεί ακόμη και μικροβιακή ζωή.

Μέχρι σήμερα υπάρχουν εκτιμήσεις για επτά υδάτινους κόσμους στο ηλιακό μας σύστημα: τρεις δορυφόρους του Κρόνου, τρεις του Δία και τον Πλούτωνα.