Красота, вдъхновение, цветове, мечти. Звучи като изкуство, но всъщност са думите, с които нобелови лауреати по химия говорят за изследванията и откритията си.
Най-красивият и вълнуващ процес в природата според мен е фотосинтезата, казва проф. Бенямин Лист от Германия, един от основоположниците на органокатализата. През 2021 година заедно с Дейвид Макмилан е удостоен с Нобеловата награда за химия за разработването на асиметричната органокатализа.
„Вижте дъгата, тези прекрасни цветове. Помните ли как като деца си задаваме въпроси – откъде идва всичко в природата, тези красиви цветове. Всичко това е типично и за науката, като нещо, за което си мечтаеш, но така и не можеш да намериш”, казва пък проф.Бернард Феринга от Грьонингенския университет в Нидерландия. През 2016 година Феринга заедно с Фрейзър Стодарт и Жан-Пиер Соваж получи Нобелова награда за химия за разработването и синтеза на молекулярни машини. „Аз съм молекулярен учен и се наслаждавам на красотата на молекулярния свят”, заявява Феринга.
Двамата изтъкнати съвременни химици заедно със свои колеги от цял свят разговаряха за наука заедно с млади учени на традиционната среща в Линдау, Германия, която тази година се проведе по обичайния начин след двегодишно прекъсване заради пандемията в последните дни на юни и бе излъчвана и онлайн. Срещите на нобеловите лауреати с млади учени в Линдау са годишни научни конференции, които се провеждат в Бавария от 1951 г., за да насърчат непосредствения контакт и научния обмен между различните поколения, култури и дисциплини.
"Възхищаваме се на летящата птица, тя е съвършено красива. В началото на 20-ти век братя Райт, вдъхновени от птиците, извършват първия полет с моторен двигателен апарат, а днес самолетите, които не са летящи птици, но са вдъхновени от тях, превозват по няколкостотин души през океана", каза в лекцията си за радостта от научните открития проф. Феринга. Той подчерта, че пътят от фундаменталната наука до откритията, които променят живота ни, е дълъг и обикновено отнема 40-50 години.
„Днес всеки има смартфон. Но течнокристалните дисплеи са създадени в края на 40-те години и началото на 50-те години на миналия век и тогава никой не си е и помислял, че ще има смартфон. Нужни са били 40-ина години, за да се стигне до смартфоните. А сега можете ли да си представите света без тях?! Литиево-йонната батерия е открита през 80-те години на миналия век от Джон Гудинаф и колегите му Стенли Уитингам и Акира Йошино, които през 2019 г. получиха Нобелова награда за това. А нямаше да имаме смартфон или електрически автомобили без литиевите батерии”, каза проф. Феринга пред младите учени в Линдау.
„Ето това е пътят към бъдещето - предизвикателство, мечти и възможности. Важни са въпросите, които ще си задаваме”, добави той. В лекцията си за радостта от откритията той сподели, че е роден и израснал в селце на 800 метра от границата на Нидерландия с Германия, във ферма с родителите си и деветте си братя и сестри. Разказа как като малък в семейното стопанство се радвал на красивата природа и все питал баща си как от малките семенца израстват например слънчогледи, високи по три-четири метра, откъде идват всички красиви цветове на растенията.
Като ученик в гимназията нобеловият лауреат започнал да се интересува от природни науки. В презентацията си показва снимка на учителя си по химия от онова време – Джерард оп йе Девеег и казва, че още помни на какво го е научил. „Пожелавам на всяко дете поне по един добър учител в живота му”, каза проф.Феринга.
Преподавателят му в университета в Грьонинген, американецът Ханс Винберг, веднъж го предизвикал със задача, „която беше непосилна, невъзможна за решение”. „Когато създадох първата си синтетична молекула, отидох в кабинета му и той ми каза – Бен, никой в света досега не е правил такава молекула”.Това бе напълно безполезна молекула, но той ми каза – никой в света не е правил такова нещо! И аз бях така горд, това бе първата ми синтетична молекула!”, разказа нидерландският химик.
„В началото на кариерата си получих ценен съвет от проф. Хавинга в университета в Лайден. Той ми каза три думи – избери значим проблем. Така започна моето пътешествие в непознатото. Затова искам да почета учителите, които оформят бъдещето ви. Аз дължа много на своите учители!”, каза той.
Проф. Феринга е работил в научно-изследователското звено на една от водещите световни енергийни компании и другата поука от опита му е за полезната връзка между науката и индустрията, която улеснява пътя на постиженията на изследователите до всекидневния живот. По това време Феринга вече е вдъхновен от изкуството да създава малки неща, отново вдъхновен от природата и се отдава на работа в областта на молекулярната нанотехнология.
В която постоянно вижда красота, дори и в молекулярните превключватели.
„Най-красивата система е в окото”, каза химикът. „Молекулите в ретината изпращат сигнали до мозъка, но за да виждаме, сигналът трябва постоянно да превключва. Това е бинарна система на молекулярно ниво”, обяснява той как е започнал да търси отговор на въпроса как да пренасяме информацията, без да я губим по пътя. Ако звучи абстрактно, превключвателите и молекулярните машини, за които Феринга и колегите му са отличени с Нобелова награда, са начинът, по който например едно лекарство може да достигне и да се задейства на точно определено място и за точно определено време в организма чрез светлинен сигнал. Това може да реши проблема с устойчивостта към антибиотиците например, защото подаденият по такъв начин антибиотик – за кратко и на точно определено място, не разрушава баланса в организма и не прави бактериите резистентни към терапията.
Молекулярните превключватели могат да помогнат и при лечението на рак, защото успяват да пробият мембраната на раковите клетки и лекарството да достигне директно в тях.
Молекулярните мотори са най-красивите в света, категоричен е проф. Феринга. "Можете да имате Ферари, но този мотор е по-красив от неговия двигател, уверява той. В клетките ни има милиарди такива мотори, които работят неуморно и произвеждат енергията. Това са ротори и те отработват почти половината от телесното ви тегло всеки ден", обясни нидерландският химик. "Храната е прекрасна, но ние не поемаме количество храна, равна на половината ни тегло на всеки 24 часа, тя се рециклира от тялото ни. Тези мотори са устройства, които превръщат енергията в контролирано, насочено кръгово движение. Синхронизирането на кръговото движение на молекулните мотори води до създаването на молекулярните машини. Работата бе сложна и отне няколко години", каза Феринга. Автономното движение на тези мотори се осигурява от енергия, която идва под формата на светлина или чрез химическа реакция със захар например.
„Това бе моментът „Еврика” в кариерата ми”, каза Феринга. „Никога няма да забравя как петнадесет минути преди 17часа в един вторник студент ме повикаха и ми каза – Трябва да дойдете в лабораторията! И ми показа това движение като на лодка върху плоска повърхност, включи лампата и започна автономно въртене. Не можех да проговоря пет минути – мога да го призная тук”, каза Феринга.
Нобеловият лауреат от Нидерландия е категоричен, че химията е изключителна наука, която създава всичко и затова химиците трябва да се гордеят, защото променят света. Къде ще ни отведе автономното движение на молекулно ниво в бъдеще – дали ще имаме нанороботи, които ще се движат в кръвоносните ни съдове? Това наука ли е или научна фантастика? „Вероятно вие ще бъдете част от това, ще сте откривателите. Защото аз прогнозирам, че след 50 години хирурзите ще вкарват нанороботи в кръвоносните съдове, които ще доставят лекарство до увредената клетка и ще я поправят. Аз смятам, че това не е научна фантастика. Ако знаете как да направите първата стъпка като дете, по-късно може да спечелите златен медал на Олимпийските игри”, категоричен е проф. Феринга. Най-добрият начин да предскажете бъдещето е да го изобретите, казва Алън Кей и това е, което правим ние, учените, добави той.