Бен Феринга беше в Словакия.

нобелов

17. септември 2019 г. в 10:22 Renáta Zelná

Можете да прочетете тази статия благодарение на наградата ESET Science Award, награда на фондация ESET, която поддържа изключителна наука в Словакия.

Той е първият в света, който създава малък молекулярен двигател. Трябваше само да включи лампата и наномоторът да се движи. Химикът БЕН ФЕРИНГА спечели Нобелова награда за химия за 2016 г. за своето откритие.

Световният химик посети Словакия, за да получи два златни медала от университета Коменски и SAS. Ежедневно той каза на МСП защо се чувства като знаменитост и какви са най-големите ограничения в химията в момента.

Построихте първия наномотор в света. Какво да си представяме под това?

Осъзнайте, че тялото ви е пълно с молекулярни двигатели и машини. Те ви позволяват да говорите, да движите ръцете си, да пишете, да ходите и да носите вещества в тялото си. Дори колите на улицата, влаковете или фабриките са пълни с двигатели и машини, но например телефон, парче пластмаса или маса не се движат. Ние правим всички тези неща, но аз не мърдам.

Така че най-голямото откритие беше да се правят молекули и материали, които се движат като тялото ви. Те са наномотори и наномашини, които имат размери в милиарди метри. Наскоро направихме изкуствен мускул. Състои се от голям брой двигатели, които произвеждат влакна. И когато осветихме лампа върху нея, тя се движеше като мускул в ръката ти.

Наномоторът също се захранва от светлина?

Първият двигател, който направихме, се завъртя и имаше енергия от светлина.

Как се изграждат наномашини? Имате малки инструменти за това?

Съвсем не, защото нямаме инструменти с толкова малък размер. Създадохме наномашини с помощта на химични реакции. Всички машини в тялото ви, протеини или ДНК, работят благодарение на химични реакции.

Ние създаваме нови молекули чрез химични реакции, разкъсвайки химични връзки, създавайки нови връзки или се присъединяваме към тях. Понякога са необходими десет химически стъпки, а понякога тридесет.

Така че всъщност смесвате химикали?

Да, и те трябва да реагират заедно. Създаването на молекулярен двигател е като производството на ново лекарство. Нуждаем се от много химически стъпки и манипулации. Но тогава трябва да отговорим на въпроса: „Правилната молекула ли е? Всичко има ли си мястото, работи ли като двигател? "

Не е лесно да се разбере, защото не можем да видим молекулите с просто око. Затова използваме различни техники, като рентгенови лъчи. Точно както рентгеновата снимка на белия дроб се прави във вашата болница, ние сканираме молекула. Или направете MRI сканиране. Изработен е в голям магнит. Можем да измерим размера на молекулите в него и да определим къде са атомите и дали всичко е в ред.

Как ви хрумна идеята да създадете молекулярна машина? Стана случайно?

В науката нещата често се случват случайно. Проектирахме нано-превключвателя и установихме, че той не се превключва. След това направихме няколко експеримента с учениците и установихме, че то се движи, върти се. Мислехме, че е като двигател. И това работеше само когато използвахме светлината от лампата. За нас беше Еврика.

Шест години по-късно открихме, че можем да използваме същия двигател, за да завъртим нещо. С очите си видяхме как един обект се върти десет хиляди пъти по-голям от нашия двигател. Наистина преместихме нещо. Можете ли да си представите колко вълнуващо е за учен? Изведнъж виждате малък обект и той се движи, когато включите лампата и спира, когато я изключите.

Молекулярни машини могат да се използват навсякъде?

Те все още са в ранна детска възраст, това са основни изследвания. Често се чувствам като бебе, което прави първите стъпки и се опитва да ходи и може би да избяга маратон в бъдеще. Учени от цял ​​свят, включително нашата група, вече работят върху самовъзстановяващи се материали. Ако си отрежете пръста, той ще заздравее за няколко дни. Ако надраскам телефона ви, трябва да закупите ново фолио или да поправите дисплея. Ако обаче надраскате материалите, които разработваме, те ще се излекуват сами. Техните молекули се движат и се прибират обратно.

"

Можете ли да си представите колко вълнуващо е за учен? Изведнъж виждате малък обект и той се движи, когато включите лампата и спира, когато я изключите.

"

Малък робот би работил на същия принцип на движение на наномашини, доставяне на лекарството в тялото или фиксиране на нещо. Бях в Китай, където в момента работят върху първия експериментален прозорец, който се мие сам. Може би няма да използват скъпите ми двигатели. Но след като можете да направите нещо, което се движи под въздействието на светлината, можете да измислите различни видове ремонт. Това е бъдещето.

Кога такива материали ще бъдат общодостъпни?

Може би след десет години ще имаме покрития, които ще бъдат ремонтирани само с един удар след изстъргването. Ако надраскате колата си, няма да се налага да ходите в сервиз. Просто го изтъркайте и той ще се оправи сам.

Самолечебни материали ще съществуват, но е трудно да се предскаже кога. През петдесетте години на миналия век никой не би казал, че днес ще имаме смартфони. По това време думата дори не съществуваше. Никой нямаше представа как ще променят живота ни.

В допълнение към наномотора, вие сте построили и наноавто. Наистина караше?

Не вървеше много правилно, но се движеше автономно.

Направихте го просто за забавление?

Искахме да докажем, че можем да вървим нещата напред чрез ротация. Двигателят в колата ви също се върти и ви отвежда от едно място на друго. Моите ученици имаха идеята да направят нано-кола. Така че направихме кола 4х4 и тя работи.

Ако го увеличим, ще изглежда като истинска кола с четири колела и каросерия?

Не, не мисля. Дори в тялото ви има милиони нанотранспортери във всяка клетка, които носят материали като храна. Но те изобщо не приличат на кола. Те ходят като малки роботи, като малки животни.

В лекцията ви беше казано, че сте направили първата молекула, когато сте били на двадесет. Каква молекула беше?

По това време учих в Университета в Гронинген. През третата година работихме по малки изследователски проекти. Трябваше да направя съвсем нова молекула. Професорът ми каза: "Наистина е ново. Създадохте молекула, която никой друг не е създавал досега." И изобщо беше безполезно.

Но направих откритие. Все още помня колко бях горд и щастлив. Когато се прибрах за уикенда, се похвалих на майка ми и татко. Веднага ме попитаха дали молекулата ми е полезна за нещо. Не, но бях толкова горд.

Можете да сравните това чувство с това, което сте изпитвали, когато сте спечелили Нобелова награда?

Имате някои вълнуващи моменти в живота. Но ще изпитате и много разочароващи моменти. Ето защо се чувствате чудесно, когато направите откритие. Но в науката нещата често се объркват. И понякога се развалят наистина дълго време. Отне ни десет години, за да създадем нанокар. Но понякога откривате нещо и това е наистина радостно и прекрасно.

Не е ли изтощително, ако не успеете дълго време? Не си изгорял?

Никога не изгарям, защото получавам енергия от учениците. Ако не понасяте несигурността и разочарованието, никога не бъдете учен. Трябва да се насладите на страстта, процеса на откриване и несигурността.

Науката понякога е тежка битка. Все едно да се изкачиш на връх във Високите Татри. По средата ще разберете, че трябва да изкачите още няколкостотин метра. Но на върха на планината се чувствате чудесно, защото сте го направили.

По време на обучението трябва да оставите място за неуспехи, ще научите много от тях. Ако всичко е минало идеално в училище и по-късно в живота ще се сблъскате с провал, ще се отвратите. Трябва да бъдете обучени как да се справите с неуспеха и да се поучите от него.

Което в момента е най-голямото ограничение в химията?

Опитваме се да разработим по-добри лекарства, да използваме нанотехнологии за производство на по-добри материали, но едно от най-големите ограничения е например начинът, по който материалите се рециклират. Как можем да използваме повторно нашите пластмаси? Това означава да се върнете към съставките им, да ги почистите и да ги използвате отново, без да изгаряте и изхвърляте пластмаси.

Не е лесно. Това е така, защото материалите често са съставени от различни молекули, така че първо би трябвало да ги отделим. Рециклирането е много важно за устойчивостта. Използваме страшно много материали и населението на света ще расте. Как се справяме с това? Не можем да изгорим всичко и да изхвърлим всичко, трябва отново да се научим да използваме нещата.

Устойчивостта не трябва да започва в производствения процес?

Това е вторият важен аспект на това как да коригираме химичните си процеси, така че да можем да направим нещата по-ефективни. Трябва да използваме по-малко енергия, да генерираме по-малко отпадъци, да бъдем по-ефективни и по-точни. За това се нуждаем и от нанотехнологии.

Има много предизвикателства, с които трябва да се справим. Сложността е такова предизвикателство.

Какво имаш предвид?

Представете си клетка в тялото си. Толкова е сложна, пълна с химически реакции, машини, комуникация. Това е като град Братислава. Той е дори по-сложен от Братислава с всичките й къщи, хора и фабрики. Така че представете си сложността, с която трябва да се справим на наномащаба. Нямаме идея, трябва да се научим.

Очаквахте през 2016 г. да спечелите Нобелова награда за химия?

Беше напълно неочаквано. Бях в офиса с моите ученици. Официалното изявление е около три четвърти от дванадесет, час по-рано, и секретарят на Нобеловата комисия ми каза: „Ще получите Нобелова награда“.

Бях напълно шокиран. След четири минути той ми каза: "Д-р Феринг, вие там ли сте? Все още говорим по телефона." Не знаех какво да кажа, но наистина бях удостоен. За учените получаването на Нобелова награда е мечта на момче или момиче.

Цената промени живота ви?

От първия момент. След това отивате на конференции. Често бях гост по телевизията. Сега знам малко какво е да си знаменитост. Хората ме срещат на улицата и искат да се снимат с мен. Свикнал съм с това.

Също така ходя много в гимназии и публични събития и говоря защо науката и образованието са важни. Красиво и стимулиращо е да се водят тези дискусии със студенти и учители. Също така се опитвам да разясня на широката общественост и политиците, че инвестирането в наука и образование е важно за нашето бъдеще.

Младите хора се интересуват от наука?

Мисля, че да. Когато отида на училище, получавам много положителни отзиви. Понякога децата ме питат: "Какъв да бъда?" Няма едно правило. Не мога да взема решения вместо тях, но винаги им казвам да следват мечтите си.

"

Трябва да развиете таланта си, дори и да е трудно. Ще се почувствате добре, че сте направили нещо страхотно. Ако никога не го почувствате, не можете да се запалите по работата си.

"

Всяко дете е талантливо. Човек има талант за журналистика, или да бъде учител или да работи във фирма. Трябва да развиете таланта си, дори и да е трудно. Ще се почувствате добре, че сте направили нещо страхотно. Ако никога не го почувствате, не можете да се запалите по работата си.

Той също така ще учи словашки във вашия университет.

Да. Чудесно е да имаш студенти от други страни. Те идват от вашата страна, Япония, Китай, Америка и всички работят заедно в един екип или в един институт. Те също така научават за други култури един от друг. Те могат да спортуват с някой от Италия и да отидат да пият по едно с японците. Удивително е и съжалявам, че вече не съм студент. Общността в университета е страхотна и наистина ми харесва.

Защо решихте да се фокусирате върху химията?

Бях типично момче, което се интересуваше от наука. От малък исках да открия. Израснах във ферма в много малко селце в отдалечен район в североизточната част на Холандия, близо до границата с Германия. Чета книги за откриватели и авантюристи. Наслаждавах се на математиката, биологията, химията и физиката.

Но най-важният момент в решението ми дойде в гимназията. От този период почти всички си спомнят учителя, който го е стимулирал и е пленил с красиви истории. За мен той беше учител по химия и физика. Той ни насърчаваше, експериментираше с нас. Предизвика ни да се учим и откриваме. Най-доброто нещо във физиката и химията е, че можете да правите различни видове експерименти. Исках да правя експерименти и в колежа, затова тръгнах на пътешествие като химик.

Имахте учен, на когото да се вгледате?

Не от областта на химията. В гимназията чета книги за Леонардо да Винчи или Николай Коперник и други учени от древни времена. Погледнах и към Исак Нютон и Алберт Айнщайн. Но четох и за химици, като Парацелз.

Бернард Лукас Феринга (1951)

Холандският химик е специализиран в молекулярните нанотехнологии. Работи в Университета в Гронинген. Израства във ферма в малко холандско село.

През 2016 г. той спечели Нобелова награда за химия за "проектиране и синтез на молекулярни машини." Feringa построи първия в света наномотор. Той сподели наградата със сър Дж. Фрейзър Стодарт и Жан-Пиер Совадж.

През 2019 г. ректорът на Университета Коменски Марек Щевчек му връчи Големия златен медал на Карловия университет. На 71-ия конгрес на словашките и чешките химици в Стари Смоковец той също получи златния медал на Словашкото химическо дружество при SAS.

Можете да прочетете тази статия благодарение на наградата ESET Science Award, награда на фондация ESET, която поддържа изключителна наука в Словакия.