Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Нанотехнология и самоорганизация в лекции нобелевского лауреата Жан-Мари Лена

Ключевые слова:  нанотехнология, самоорганизация, супрамолекулярная химия, тьютору, Фоторепортаж

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

06 июля 2008

Материал лекции публикуется с разрешения автора для размещения на данном сайте. При копировании и любом другом использовании лекции следует проконсультироваться с правобладателем материала, а также, помимо гиперссылки на данную публикацию, указать название и автора оригинального источника. Лекция "Нанонаука и нанотехнология. Подход самоорганизации." была публично прочитана 26 июня на пленарной секции Санкт-Петербургского научного форума "Наука и общество. Нанотехнологии: исследования и образование" — III Петербургская встреча лауреатов Нобелевской премии.

Лекция была посвящена обсуждению принципов и проявлению самосборки и самоорганизации в приложении к новым супрамолекулярным соединениям, которые могут найти практическое применение при создании сверхъемких (квантовых) элементов памяти, в спинтронике, при разработке искусственных "мышц" - силовых "наномашин". Основной химический акцент в лекции был сделан на рассмотрении процессов комплексообразования и его последствиях - селективном формировании сложных повторяющихся молекулярных структур и изменении конфигурации макромолекул, позволяющих целенаправленно формировать надмолекулярные ансамбли.

Для справки: ЛЕН, ЖАН-МАРИ (Lehn, Jean-Marie) (р. 1939) (Франция). Нобелевская премияпо химии, 1987 (совместно с Д.Крамом и Ч.Педерсоном).

Родился 30 сентября 1939 в Розхейме, старинном эльзасском городке. В 11-летнем возрасте поступил в среднюю школу, Коллеж Фреппель в Оберне, маленьком городке в 5 километрах от Розхейма. Обучение в школе с 1950 по 1957 было классическим: латынь, греческий, немецкий и английский языки, французская литература, и на последнем году обучения – философия. Однако он увлекся химией. В июле 1957 получил степень бакалавра в области философии, а в сентябре того же года – и в области естественных наук. В Страсбургском университете он начал с физики и химии. Органическая химия произвела на него такое впечатление, что он начал экспериментировать дома. В октябре 1960 приступил к выполнению диссертационной работы, связанной с изучением конформационных и физико-химических свойств тритерпенов. Он хорошо освоился с методом ядерного магнитного резонанса, что помогло ему в дальнейших исследованиях. Получив степень доктора философии в июле 1963, Лен год стажировался в лаборатории Р.Б.ВудвордаР.Б.Вудворда (Нобелевский лауреат, 1965) в Гарвардском университете, где принял участие в выдающемся предриятии Вудворда – синтезе витамина В12. Прослушал курс квантовой механики и выполнил первые вычисления у Р.ХофманаР.Хофмана, в 1964 оказался свидетелем и первых шагов по созданию правил Вудворда – Хофмана, приведших Р.Хофмана к Нобелевской премии (1981). После возвращения в Страсбург Лен начал самостоятельно работать в области физической органической химии, где мог сочетать приобретенный опыт по органической химии и квантовой теории со знанием физических методов. Это характеризовало работу его лаборатории, которая была создана после назначения Лена в 1966 ассистент-профессором химического факультета Страсбургского университета, до 1970. Предстояло сделать решающий шаг – найти точку приложения накопленного научного потенциала. Лен заинтересовался процессами, происходящими в нервной системе, связанными с распределением ионов натрия и калия относительно клеточной мембраны. Он намеревался изобрести химические вещества, которые воздействовали бы на процесс ионного транспорта. Поиски таких соединений привели Лена к созданию криптандов, работа над которыми началась в октябре 1967. В 1960-х американец Чарлз Педерсен случайно синтезировал соединение, названное краун-эфиром (crown – корона) за особенность его структуры – пустое внутри и подвижное кольцо из углеродных атомов, связанное через мостики кислородными атомами. Варьируя размер цикла, он установил что краун-эфиры способны избирательно связывать некоторые катионы, помещая их в центр своей «короны». Его открытие было расширено Леном и американцем Дональдом Крамом. Результатом параллельных усилий трех исследователей был синтез молекул, которые способны избирательно реагировать с другими молекулами, подобно тому, как ферменты связываются с другими природными молекулами. Лен расширил круг краун-эфиров, синтезированных Педерсеном, а также создал новые трехмерные структуры, названные криптандами (от греческого слова, означающего «скрытый»), которые также способны селективно связывать ионы металлов. Далее он приготовил молекулу, которая избирательно взаимодействует с ацетилхолином, важным передатчиком нервных импульсов. Его работы создали реальные предпосылки конструирования искусственных ферментов, которые, возможно, станут эффективнее их природных прототипов. Краун-эфиры и криптанды рассматривались сначала как модели систем, способных к избирательному связыванию. Оказалось, что они могут служить и моделями биологических транспортных систем. Далее, вскрылась роль таких соединений при моделировании ферментов. Краун-эфиры оказались первыми синтетическими аналогами природных веществ, осуществляющих перенос ионов щелочных металлов через клеточную мембрану. Эти переносчики, называемые ионофорами, действуют по тому же принципу, что и краун-эфиры, хотя и имеют более сложную структуру. Природные переносчики катионов относятся к так называемым переключаемым ионофорам. Пройдя внутрь клетки, они под влиянием определенных воздействий выбрасывают катион и быстро возвращаются за следующим. Скорость таких челночных операций может достигать нескольких тысяч в секунду, причем нередко они происходят против градиента концентрации. Эта область исследований быстро расширялась, развившись в то, что Лен в последствии назвал термином «супрамолекулярная химия». Супрамолекулярная химия изучает всесторонние аспекты взаимодействий молекулы «гостя» с молекулой «хозяина». Что же такое супрамолекулярная химия? Лен определил ее как химию межмолекулярных связей, изучающую ассоциацию двух и более химических частиц, а также структуру подобных ассоциаций. Она лежит за пределами классической химии, исследующей структуру, свойства и превращения отдельных молекул. Если последняя имеет дело, главным образом, с реакциями, в которых происходят разрыв и образование валентных связей, то объектом изучения супрамолекулярной химии служат почти исключительно невалентные взаимодействия: водородная связь, электростатические взаимодействия, гидрофобные силы, структуры «без связи». Как известно, энергия невалентных взаимодействий на 1–2 порядка ниже энергии валентных связей, однако, если их много, они приводят к образованию прочных и вместе с тем гибко изменяющих свою структуру ассоциатов. Именно сочетание прочности и способности к быстрым и обратимым изменениям – характерное свойство всех биологических молекулярных структур: нуклеиновых кислот, белков, ферментов, переносчиков частиц. За короткий срок супрамолекулярная химия развилась в обширную область знаний, включающую несколько направлений. Важнейшим направлением исследований последнего десятилетия стал синтез соединений, способных образовывать комплексы типа «гость-хозяин» с органическими молекулами. Это нужно для разделения и очистки органических веществ, их активации, для создания лекарственных препаратов нового поколения и решения множества других научных и прикладных задач. Эти исследования Лена были впоследствии отмечены Нобелевской премией (1987, совместно с Д.Крамом и Ч.Педерсеном) «за разработку и применение молекул со структурно специфическими взаимодействиями с высокой селективностью». В 1976 Лен начал новую серию исследований в области искусственного фотосинтеза, запасания и химического превращения солнечной энергии. Он был выдвинут на должность профессора в начале 1970 и стал полным профессором в октябре того же года. Два весенних семестра 1972 и 1974 Лен – приглашенный профессор Гарвардского университета, читал лекции и руководил научным проектом. В 1979 стал руководителем лаборатории в Коллеж де Франс. Главные усилия Лена в настоящее время направлены на изучение супрамолекулярной самоорганизации, построения и свойств «программированных» супрамолекулярных систем. Результаты научной работы Лена, которую вместе с ним в течение двадцати лет выполняли около 150 научных сотрудников из более чем двадцати стран, были изложены в 400 публикациях и обзорных статьях. На протяжении нескольких лет Лен работал в качестве приглашенного профессора в других институтах: в Федеральном технологическом институте в Цюрихе, университетах Кембриджа, Барселоны и Франкфурта.

Прикрепленные файлы:
1.wav (560.04 Кб.)

Фрагмент выступления Нобелевского лауреата Жан-Мари Лена.

 
2.wav (11.88 Мб.)

Фрагмент выступления Нобелевского лауреата Жан-Мари Лена.

 

Get the Flash Player to see this player.


Начало выступления Нобелевского лауреата Жан-Мари Лена (фрагмент).
скачать встроить

Источник: Нанометр



Комментарии
Гольдт Илья, 06 июля 2008 23:28 
здорово!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Сенсор
Сенсор

XIX Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов»
XIX Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов» пройдет 18 - 21 октября 2022 года в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН), г. Москва, в очно-дистанционном формате.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Флуоресцентный шёлк можно получить,подкармливая шелковичных червей углеродными точками. Вопрос выживания кота Шрёдингера. Решение фундаментального вопроса об основном состоянии нитрида бора. Обнаружен новый источник затухания спиновых волн в пленках ферритов гранатов.

DataCon «Искусственный интеллект в химии»
DataCon «Искусственный интеллект в химии» — мероприятие, направленное на обучение школьников и бакалавров принципам машинного обучения и программирования для решения наукоемких задач, который заканчивается решением реальной проблемы.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2022 году
коллектив авторов
24 - 27 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Пятилетка Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!": что было и что может быть в будущем
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Уже более 15 лет живет и развивается Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". За всю историю Олимпиады было предложено много инновационных решений, охват олимпиадой составил более 50 000 участников по всей Российской Федерации и странам ближнего зарубежья. В статье приводятся статистические данные по Олимпиаде и возможные пути ее дальнейшего развития.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.