01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Химия и науки о материалах
5 октября 2016
«Пока не стало мейнстримом»: Владик Аветисов о «Нобелевке» по химии

Владик Аветисов о работе новых нобелевских лауреатов по химии

Заведующий лабораторией теории сложных систем Института химической физики Российской академии наук Владик Аветисов рассказал Indicator.Ru о Нобелевской премии по химии, Фейнмане и фабриках молекулярных машин.

– Насколько актуальны исследования Соважа, Стоддарта и Феринги, за которые они были удостоены премии?

– Работы, за которые получена Нобелевская премия, начаты примерно 10 лет назад. Именно начаты — основные исследования проходили примерно с 2010 года.

– Получается, по меркам научного сообщества, совсем недавно?

– Да, пока все находится на грани современных возможностей по синтезу и технологии. Но идеи высказывались еще Фейнманом (Ричард Фейнман – нобелевский лауреат по физике 1965 года – прим. Indicator.Ru), более 40 лет назад. Но до последнего десятилетия исследования находились в области мыслей и идей. Необходимо было достичь филигранной, совершенно фантастической техники синтеза, на уровне атомного, чтобы научится делать такие объекты. Надо иметь в виду, что это пока единичные примеры. Нобелевский комитет присудил премию не столько за масштаб вклада, сколько подчеркнул свое отношение к созданию молекулярных машин, ставя в приоритет эту область.

– То есть ученые получили премию не за создание методов синтеза наномашин, а за пионерские разработки?

– Все так, это мастерство высочайшего уровня, но все же пионерские работы.

– Можно ли сказать, что молекулярные машины подобны механическим макрообъектам, если говорить о принципах их устройства?

– Давайте для начала сделаем различие между молекулярной машиной и обычной. В обычной машине мы не можем говорить о флуктуации материала, из которого сделаны консольные детали, поскольку флуктуации происходят на атомном уровне, размеры балок достигают нескольких метров. Для молекулярных машин флуктуации, стохастические движения – это исключительно характерная вещь, потому подобие макромеханики делают на уровне постоянной тряски и шума всей конструкции. В этом и заключается принципиальное отличие, которое накладывает ограничение на размеры объекта и, безусловно, на дизайн, который может быть реализован.

– Вы говорите о различиях в функциональном преобразователе, причиной которых является размер конструкций. Помимо функционального агрегата, каждая машина имеет и силовой преобразователь, посредством которого энергия сгорания в случае макромашин превращается в механическую. А у нанообъектов источником энергии служат, к примеру, световые кванты?

– Речь идет о весьма нетривиальном наномасштабном механизме — передаче, как вы верно указали, световой энергии путем возбуждения быстрых степеней свободы атомов и молекул в некую квазимеханику, которая, на самом деле, соотносится с медленными степенями свободы нанообъектов. Поглощенная нанообъектами энергия может диссипировать в тепловые колебания, а может и вызвать квазимеханические движения частей машин. Если вам удалось последнее, поздравляю, вы создали квазимашину.

– Могут ли молекулярные обьекты применяться для коррекции биологических функций клеток?

– Безусловно, поскольку все биологические функции выполняются биологическими молекулярными машинами. Белки, ферменты, супрамолекулярные комплексы, выполняющие определенные функции — это все примеры биологических молекулярных машин. В данном случае речь идет о создании искусственных аналогов того, что создала природа.

– Такие исследования можно применить в положительном ключе — создание лекарств, способных бороться с генетически обусловленными заболеваниями. С другой стороны, результаты исследования могут быть использованы для создания мощного биологического оружия, не так ли?

– Да, но какое крупное технологическое открытие не было со временем обращено в той или иной степени против человека? Мы с вами не сможем такого назвать. Почти все великие открытия повернуты против человека, не только во благо. Так устроен человек. Вопрос в том, как мы пользуемся новым знанием.

– Российские ученые — возможно, на стадии теории — внесли свой вклад в создание молекулярных машин. Например, Гросберг, Нечаев, Шахнович одними из первых предположили создание самосборных молекулярных объектов. Работают ли российские исследователи с молекулярными машинами?

– В России есть несколько групп, которые занимаются молекулярным дизайном, в том числе и молекулярными машинами. Некоторые наши ученые, насколько мне известно, находятся в контакте с лауреатами. Понимаете, в научном мире это направление пока не стало мейнстримным, мощного научного комьюнити, которое бы плотно обсуждало идеи и методы, не сформировано. Я думаю, Нобелевский комитет хочет стимулировать развитие направления создания наномашин.

– Не более двух десятилетий назад получение Нобелевской премии за высокотемпературную сверхпроводимость (Мюллер и Бедронц, 1987 год) подтолкнуло развитие практических и теоретических работ в этой области, в том числе и в нашей стране. Следует ожидать научного сообщества на внимание комитета к наномашинам?

– Да, я думаю, как и в вашем примере, очень быстро возникнет комьюнити. Весьма затруднительно сказать, когда произойдет прорыв в дизайне наномашин, но Нобелевский комитет показал, что возможная точка отсчета уже достигнута. Пока речь идет о сборке атомов на уровне конструктора LEGO, но можно будет со временем перейти к уровню числа Авогадро.

– Можно ли сегодня составить «дорожную карту» развития технологии? Когда следует ожидать создание «фабрик» молекулярных машин?

– Не думаю, что сейчас можно говорить о «фабриках». Прорыв или его принципиальная возможность будут достигнуты через 5-6 лет, когда технологии создания молекулярных объектов выйдут на новый уровень. Давайте проведем аналогии с первыми ракетами, которые были игрушками, сейчас с точки зрения молекулярных машин мы находимся на таком же уровне. Серьезное авиастроение началось, когда появились технологии создания двигателей, корпусов. Любое изобретение само по себе — великая вещь, но под этим должна стоять технология изготовления. А технология и определяет цивилизационное значение изобретения. По срокам могу сказать, что по-настоящему технология заработает лет через 15-20. Другое дело, кто в нее первый ворвется — это большой вопрос.

Автор – Николай Козин

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое