Hai nhà khoa học đoạt giải Nobel Hóa học nhờ tạo ra "công cụ tài tình' để xây dựng các phân tử

Theo Fox19, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển ngày 6/10 đã quyết định trao giải Nobel Hóa học 2021 cho Benjamin List (Đức) và David WC MacMillan thuộc Đại học Princeton (Mỹ) vì 2 nhà khoa học này đã phát triển thành "công công cụ mới tài tình" để xây dựng phân tử, được gọi là xúc tác hữu cơ. Những ứng dụng của công cụ này bao gồm nghiên cứu các loại dược phẩm mới, đồng thời giúp hóa học trở nên thân thiện với môi trường hơn.

Nhiều lĩnh vực và ngành nghiên cứu phụ thuộc vào khả năng của các nhà hóa học trong việc tạo ra các phân tử có thể tạo thành vật liệu đàn hồi và bền, tích trữ năng lượng trong pin hoặc ức chế sự tiến triển của bệnh tật. 

Công việc này cần chất xúc tác - là những chất kiểm soát và đẩy nhanh các phản ứng hóa học nhưng không trở thành một phần của sản phẩm cuối cùng. 

Ví dụ, chất xúc tác trong ô tô biến đổi các chất độc hại trong khói thải thành các phân tử vô hại. Cơ thể chúng ta cũng chứa hàng ngàn chất xúc tác dưới dạng các enzym, chúng có thể xây dựng các phân tử cần thiết cho sự sống.

Do đó, chất xúc tác là công cụ cơ bản của các nhà hóa học, nhưng các nhà nghiên cứu từ lâu đã tin rằng về nguyên tắc, chỉ có hai loại chất xúc tác có sẵn: kim loại và enzym.

Benjamin List và David MacMillan được trao giải Nobel Hóa học 2021 vì vào năm 2000, họ- độc lập với nhau - đã phát triển loại xúc tác thứ 3. Nó được gọi là xúc tác hữu cơ bất đối xứng và được xây dựng dựa trên các phân tử hữu cơ nhỏ.

Xúc tác hữu cơ bất đối xứng đã đưa xây dựng phân tử tới một tầm cao hoàn toàn mới. Công cụ này không chỉ khiến hóa học "xanh" hơn mà còn giúp sản xuất phân tử bất đối xứng trở nên dễ dàng hơn nhiều.

Xúc tác hữu cơ đã phát triển với tốc độ đáng kinh ngạc. Benjamin List và David MacMillan vẫn là những nhà lãnh đạo trong lĩnh vực này và đã chỉ ra rằng, các chất xúc tác hữu cơ có thể được sử dụng để thúc đẩy nhiều phản ứng hóa học. Bằng cách sử dụng những phản ứng này, các nhà nghiên cứu giờ đây có thể xây dựng từ dược phẩm mới tới phân tử thu hút ánh sáng trong pin quang điện. Theo đó, các chất xúc tác hữu cơ sẽ mang lại lợi ích lớn nhất cho loài người.