Ugrás a tartalomhoz

Fraser Stoddart

A Wikiszótárból, a nyitott szótárból

Angol


Főnév

Fraser Stoddart (tsz. Fraser Stoddarts)

  1. (informatika) Sir James Fraser Stoddart (született: 1942. május 24., Edinburgh, Skócia) skót születésű amerikai kémikus, aki a molekuláris gépek fejlesztésében elért úttörő munkásságáért 2016-ban kémiai Nobel-díjat kapott Jean-Pierre Sauvage és Bernard Feringa társaságában. Kutatásainak középpontjában a molekuláris csomók, gyűrűk, láncok és kapcsolók álltak – azaz olyan szupra­molekuláris szerkezetek, amelyek mozogni képesek és akár gépszerű működést mutatnak a nanoméretű világban.


1. Gyermekkora és tanulmányai

Fraser Stoddart 1942-ben született egy farmon Skóciában, Edinburgh közelében. Szülei földművesek voltak, és bár nem származott tudós családból, már korán érdeklődni kezdett a természet és a tudományok iránt.

Tanulmányait az Edinburgh-i Egyetemen végezte, ahol 1964-ben szerzett kémiából alapdiplomát, majd 1966-ban PhD-fokozatot kapott. Doktori munkáját organikus kémiából írta, majd posztdoktori kutatásait Kanadában és az Egyesült Királyságban folytatta.


2. Tudományos pályafutás kezdete

Stoddart tudományos karrierje a 60-as, 70-es években az Egyesült Királyságban indult, többek közt a Sheffieldi Egyetemen és a Imperial College Londonban. Már ekkor elkezdett érdeklődni a szupra­molekuláris kémia és az intermolekuláris kölcsönhatások iránt – különösen a nemkovalens kötéseken alapuló rendszerek építése foglalkoztatta.

1981 és 1990 között a Imperial Chemical Industries (ICI) kereskedelmi vegyipari vállalatnál is dolgozott, ahol gyakorlati tapasztalatot szerzett ipari szintézisek és alkalmazott kutatás területén.


3. A mechanikus kötések világa: catenánok és rotaxánok

Stoddart neve a 90-es évektől vált nemzetközileg ismertté, amikor laboratóriumában sikeresen szintetizált mechanikusan összekapcsolt molekulákat.

a) Catenánok

A catenán olyan molekula, amely két vagy több gyűrűből áll, amelyek nem kovalens, hanem mechanikus módon kapcsolódnak össze – azaz mint két összefűzött láncszem. Ezeket hagyományos szintetikus eljárásokkal nehéz előállítani, de Stoddart megmutatta, hogy molekuláris sablonok segítségével szisztematikusan is lehet ilyen struktúrákat építeni.

b) Rotaxánok

A rotaxán egy molekulagyűrű, amely egy hosszú molekulatengelyt „fog be”, melynek végein „dugók” vannak, így a gyűrű nem tud lecsúszni. A gyűrű szabadon mozoghat a tengelyen – ezáltal a rotaxán egyfajta molekuláris csúszka.

Stoddart ezekre az összekapcsolt molekulákra úgy tekintett, mint alkatrészekre egy nanoszkopikus gépezetben.


4. A molekuláris gépek úttörője

Stoddart kutatásai révén jött létre a molekuláris gépek új tudományterülete, amely az önszerveződő, mozgásra képes molekulák tanulmányozásával foglalkozik.

Molekuláris kapcsolók

A rotaxánokat módosítani lehetett úgy, hogy a gyűrű külső inger hatására (pl. fény, pH, redoxireakció) megváltoztassa helyzetét – azaz kapcsoljon. Ez a tulajdonság kulcsfontosságú a molekuláris informatikában, hiszen lehetővé teszi a molekuláris memóriák vagy logikai kapuk létrehozását.

Molekuláris lift, izom, motor

Későbbi kutatásai során csapatával létrehozott:

  • Molekuláris liftet – amely mozgásra képes vertikálisan,
  • Molekuláris izmot – amely két végpont között húzza össze molekulákat,
  • Molekuláris motorokat – amelyek egy irányban forognak fény- vagy kémiai inger hatására.


5. Nobel-díj (2016)

2016-ban Stoddart megosztott kémiai Nobel-díjat kapott Jean-Pierre Sauvage-dzsal és Bernard Feringa-val a következő indoklással:

„A molekuláris gépek tervezéséért és szintéziséért.”

Ez volt az első Nobel-díj, amely kifejezetten a mozgásra képes mesterséges molekulák létrehozását ismerte el. A díj jelentősége abban rejlik, hogy ezek a molekulák egyszerre kémiai, fizikai és mérnöki rendszerek, amelyek a nanotechnológia jövőjét alapozzák meg.


6. Oktatói és tudományszervező tevékenysége

Stoddart hosszú pályafutása során számos egyetemen tanított:

  • University of Birmingham
  • University of California, Los Angeles (UCLA) – itt hozta létre a híres Stoddart Lab-et
  • Northwestern University (Illinois, USA), ahol jelenleg is emeritus professzor

Számos fiatal kutató karrierjét segítette, és híres nyitott, együttműködő stílusáról, amellyel laborjában soknemzetiségű, multidiszciplináris csapatokat épített.


7. Stílusa és tudományos filozófiája

Stoddart különleges módon ötvözi a kémiai precizitást a mérnöki gondolkodással. Mindig is hitt abban, hogy a molekulákat nemcsak modellezni, hanem mozgatni, programozni és működtetni is lehet, akár gépekként.

Munkája során hangsúlyozta:

  • az önszerveződés szerepét a komplexitás növekedésében,
  • a reverzibilis kötések és nemkovalens kölcsönhatások fontosságát,
  • a multifunkcionális molekulák tervezésének jelentőségét a jövő technológiáiban.


8. Díjak és elismerések

A Nobel-díjon kívül Stoddart számos további díjat kapott:

  • King Faisal International Prize (2007)
  • Albert Einstein World Award of Science
  • Fellow of the Royal Society (FRS)
  • Knight Bachelor címet kapott a brit királynőtől (Sir Fraser Stoddart)


9. Jelenlegi kutatásai és hatása

A Northwestern Egyetemen végzett munkája a molekuláris elektronika, adaptív anyagok, érzékelők és gyógyszerszállító rendszerek területére is kiterjed. Olyan új generációs anyagokat fejleszt, amelyek nanoméretben reagálnak környezeti változásokra.

Hatása kiterjed:

  • a nanotechnológiára,
  • az intelligens anyagok fejlesztésére,
  • a biomedicinára (pl. célzott gyógyszerszállítás),
  • a molekuláris számítástechnikára (molekuláris logikai áramkörök).


10. Összegzés

Fraser Stoddart a molekuláris gépek egyik atyjának számít. Munkássága megmutatta, hogy nemcsak atomokat és kötéseket lehet építeni, hanem mozgásra képes, funkcionális molekulákat is, amelyek a jövő nanogépeinek alapjául szolgálhatnak.

Szemlélete forradalmasította a kémiát: nemcsak leíró tudományként, hanem tervező és mérnöki tudományként is értelmezte. A molekulák „építőkockákká” váltak – az új korszak technológiáinak alapjaivá.

Fraser Stoddart munkája nyomán a molekulák már nemcsak struktúrák, hanem eszközök is lehetnek – működő gépek a milliárdod méter méretű világban.

További információk

A lap eredeti címe: „https://hu.wiktionary.org/w/index.php?title=Fraser_Stoddart&oldid=3510757”