Du måste aktivera javascript för att sverigesradio.se ska fungera korrekt och för att kunna lyssna på ljud. Har du problem med vår sajt så finns hjälp på http://kundo.se/org/sverigesradio/

Miniatyrmaskiner kan få betydelse för cancerbehandling och smarta material

Publicerat onsdag 5 oktober 2016 kl 12.03
Kemipristagaren Feringa ska fira med kollegor och studenter
(3:45 min)
Bernard Feringa med molekylmodell
Bernard Feringa är en av årets Nobelpristagare i kemi. Foto: Jeroen Van Kooten/TT

Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart och Bernard Feringa delar årets Nobelpris i kemi. De har på olika sätt utvecklat molekylära maskiner på nanonivå - med rörelser som går att kontrollera. 

De tre forskarna får priset för formgivning och framställning av molekylära maskiner. 

– Jag är extremt lycklig och ska fira med mina medarbetare och mitt team, säger nyblivne nobelpristagaren Bernard Feringa till Vetenskapsradion. 

Kunskapen att designa molekyler har funnits länge, men då har det handlat om molekyler som betett sig statiskt, exempelvis fäster vid ett målprotein för att kunna användas i läkemedel. Men att skapa molekylära maskiner är något helt annat. Då måste man kunna bygga upp delar som rör sig fritt i förhållande till varandra, och som dessutom kan styras.

En maskin måste till exempel ha hjul som kan snurra runt en axel. Men om man binder ihop två molekyler på vanlig kemisk väg så kan de inte röra sig fritt runt varandra.

Jean Pierre Sauvage tog första steget i utvecklingen när han på 1960-talet lyckades fläta samman två ringformade molekyler, i en mekanisk bindning, ungefär som två länkar i en kedja som sitter ihop. Molekylerna kunde alltså snurra fritt runt varandra.

Men ytterligare ett problem var att molekyler normalt rör sig slumpmässigt hit och dit hela tiden, och dessutom kolliderar med varandra. En maskin måste kunna styras.

– Det har varit svårt att komma på hur man kan styra rörelser och övervinna slumpmässiga kollisioner som påverkar systemet, säger Johan Åqvist, professor i teoretisk kemi vid Uppsala universitet.

Men även det här problemet lyckades Nobelpristagarna lösa. Genom att tillsätta energi, till exempel från ljus, kan de ge molekylernas rörelse en riktning, så att till exempel en nanometerstor molekylär ring runt en lika liten ”hjulaxel” hela tiden snurrar åt samma håll. Att ge molekylerna en riktning innebär också att de kan styras, och på så sätt kan man undvika kollisioner.

Fraser Stoddart utvecklade därefter en molekylär hiss, en molekylär muskel och ett molekylärt datachip.

– Den molekylära muskeln är en konstruktion med en ring som rör på en axel. Man kan koppla ihop flera molekyler och på elektrokemisk väg, eller genom att använda ljus som energikälla, få den att bete sig som en mänsklig muskel. Den kan också böja mer makroskopiska föremål som tunna guldlameller, säger Johan Åqvist.

Bernard Feriga fyllde på kunskapen genom att utveckla en molekylär motor som blev första steget mot en designad liten ”nanobil”.

Även om utvecklingen av molekylära maskiner fortfarande befinner sig på en nivå motsvarande elmotorn på 1800-talet, då man inte såg framtidens alla användningsområden, öppnas många tänkbara tillämpningar. 

– Det är en fantastisk upptäckt att man lyckats miniatyrisera maskiner ner till nanoskalan, alltså miljarddels meter. Man vet ännu inte riktigt vad de ska användas till, men det finns många områden för tillämpningar, exempelvis inom materialvetenskap, säger Johan Åqvist. 

Dessa miniatyrmaskiner på nanonivå skulle kunna användas för att skapa smarta material eller styra egenskaper i material. Nobelpristagarnas upptäckter kan också bidra till utvecklingen av nanorobotar som kan jobba målsökande i kroppen för att kontrollera läkemedel mot exempelvis cancertumörer. Man kan också tänka sig användning för energilagring och elektronik.  

Kemipristagaren Bernard Feringa ser utvecklingen av molekylära maskiner som starten för en ny era.  

– Detta är början på en ny period. De här grundläggande studierna om molekylära maskiner göra det möjligt att gå bortom kemisk vetenskap mot utveckling av helt nya system, säger han till Vetenskapsradion. 

Berbard Feringa är verksam vid universitetet i Groningen, Nederländerna, Fraser Stoddart vid Northwestern university i USA och Jean-Pierre Sauvage vid universitetet i Strasbourg, Frankrike.

Grunden i vår journalistik är trovärdighet och opartiskhet. Sveriges Radio är oberoende i förhållande till politiska, religiösa, ekonomiska, offentliga och privata särintressen.
Har du frågor eller förslag gällande våra webbtjänster?

Kontakta gärna Sveriges Radios supportforum där vi besvarar dina frågor vardagar kl. 9-17.

Du hittar dina sparade avsnitt i menyn under "Min Lista".