Küçücük bir asansör, yapay kaslar ve ufacık motorlar… 2016 yılında Kimya Nobel Ödülü ’ne, moleküler makinelerin tasarımını ve üretimini başarıyla gerçekleştiren Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart ve Bernard L. Feringa layık görüldü.
Bilim adamları, enerji verildiğinde kontrollü hareketler yaparak bir görevi gerçekleştirebilen moleküller geliştirmeyi başardı.
Bir süredir, özellikle bilgisayar alanındaki gelişim, teknolojinin minyatürleştirmesinin nasıl bir devrime yol açtığını göstermekteydi. Kimya 2016 Nobel Ödülü ise makineleri minyatürleştirmiş ve kimyayı yeni bir boyuta taşımıştır.
Bir moleküler makineye doğru ilk adım, iki halka biçimli molekülü bir zincir oluşturmak üzere bir araya getirerek bağlayan Katenan isimli çalışmasıyla 1983 yılında Jean-Pierre Sauvage tarafından atılmıştır.
Normalde moleküller, atomların elektronları paylaştığı güçlü kovalent bağlar ile birleştirilir, ancak bu zincirde bunun yerine daha özgür mekanik bağ ile bağlanmıştır. Bir makinenin bir görevi gerçekleştirmesi için birbirine göre hareket edebilir parçalardan oluşması gerekmektedir.
Kilitli halkalar tam olarak bu gereksinimi yerine getirmekteydi.
İkinci adım ise, 1991 yılında Fraser Stoddart tarafından geliştirilen Rotaksan ile atıldı. Bilim adamı, moleküler halkayı ince bir molekül ekseninin üzerine geçirdi ve halkanın aks boyunca hareketinin mümkün olduğunu gösterdi.
Stoddart‘ın, Rotaksanlara dayanarak yaptığı çalışmalar arasında moleküler asansör, moleküler kas ve molekül tabanlı bir bilgisayar çipi yer almaktadır.
Bernard Feringa ise moleküler motoru geliştiren için ilk kişi oldu. 1999 yılında, aynı yönde sürekli dönen moleküler bir rotor bıçağı geliştirdi. Başarılı bilim adamı, moleküler motorlar kullanarak, kendisinden 10.000 kat daha büyük olan bir cam silindiri döndürmeyi başardı. Feringa ayrıca bir nano-araç da tasarladı.
Kimya 2016 Nobel Ödül kazananları, moleküler sistemleri içinde bulunduğu durağanlıktan çıkarmış ve enerji verildiği zaman hareketlerinin kontrol edilebildiği bir aşamaya getirmiştir. Teknolojik gelişim açısından, bu durum 1830’larda keşfedilen elektrik motoruna benzetilebilir.
O dönemdeki bilim adamları, aslında ne kadar önemli bir keşif yaptıklarının tam da farkında olmadan, sonrasında çamaşır makineleri, vantilatörler ve sayısız farklı motora dönüşecek bu teknoloji vasıtasıyla çeşitli tekerleri ve manivelaları çevirmeye başlamıştı.
Moleküler makinelerin de, yeni malzemeler, sensörler ve enerji depolama sistemleri geliştirilmesinde kullanılacağını öngörmek şimdiden mümkün.
