Středa 4. srpna 2021, svátek má Dominik
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Středa 4. srpna 2021 Dominik

Nobelovu cenu získali vědci, kteří chemiky připravili o zkumavky

  11:45aktualizováno  13:15
Švédská akademie dnes před polednem udělila třetí Nobelovu cenu pro letošní rok. Ocenění v oboru chemie získali Martin Karplus, Michael Levitt a Arieh Warshel především za to, že vyvinuli počítačové modely pro simulaci i těch nejsložitějších reakcí. Vlastně nahradili zkumavky výkonnými počítači.

Medaile k Nobelovým cenám | foto: Nobel foundationProfimedia.cz

Pánové Martin Karplus (USA/Izrael), Michael Levitt (Británie/Izrael) a Arieh Warshel (USA/Izrael) dokázali vytvořit systém, jak v počítači předpovídat průběh velmi složitých chemických reakcí. Například těch, které probíhají mezi ohromnými a velmi složitými molekulami v našich buňkách. Až na úroveň, kde už neplatí newtonovské zákony, ale zákony kvantové mechaniky.

Odkud jsou?

Letošní laureáti za chemii jsou dost nesourodá trojice. Martin Karplus se narodil v Rakousku a dnes má má americké a rakouské občanství. Michael Levitt se narodil ve Velké Británii a má americké a britské občanství. Arieh Warshel má americké a izraelské občanství.

Společné mají tedy snad jedině to, že všichni významnou část kariéry pracovali (či pracují) na špičkových univerzitách ve Spojených státech.

Vyvinuli totiž systém, jak v jednom počítačovém modelu spojit newtonovskou a kvantovou fyziku. Jednoduše řečeno si to můžeme představit tak, že důležité, centrální části reakce spočítají pomocí přesnějších, kvantových postupů na úroveň atomových jader a jednotlivých elektronů. Ostatní části reakce se počítají pomocí jednodušších pravidel klasické newtonovské fyziky.

Takový "hybridní" model je nezbytný. Neexistují počítače, které by nějakou i jen trochu složitější reakci dokázaly spočítat na kvantové úrovni v rozumném čase. Před prací letošních laureátů ovšem nebylo vůbec jasné, zda je něco takového vůbec možné a jak na to.

"Ne, že by obor úplně založili, snahy o modelování reakcí až na úroveň jader atomů, probíhaly už na začátku 20. století, ale díky nim je tato metoda dnes použitelná," říká Lubomír Rulíšek z Ústavu organické chemie a biochemie. (Připomíná ale také, že všichni ocenění za sebou mají i spoustu jiné práce, a tak cena je i projevem jejich celkového přínosu pro biochemii.)  

Laureáti Nobelovy ceny za chemii. Zleva Martin Karplus, Michael Letvitt a Arieh...

Laureáti Nobelovy ceny za chemii. Zleva Martin Karplus, Michael Letvitt a Arieh Warshel.

Doba modelová

Práce letošních laureátů proběhla především v 70. letech. Tehdy položili základy postupů, které pak v posledních zhruba dvou desetiletích zásadně proměnily celou chemii. Díky rozvoji jejich a dalších počítačových modelů se z čistě experimentální vědy změnila na vědu, ve které teorie i pokus mají stejnou váhu.

I chemici s nadsázkou říkají, že před 20 lety chemici, kteří se zabývali "jen" teorií, museli nakonec vždycky poslechnout kolegy, kteří dělali samotné experimenty. Sami teoretici prý dobře věděli, že prakticky nikdy nemají pravdu. Dnes už se bez teoretiků moderní chemie neobejde prakticky nikdy. "Dnes jsou tyto metody na takové úrovni, že mohou opravit i experiment," říká Lubomír Rulíšek.

 Modelování v počítači také šetří vědcům spoustu času a peněz. Jeden z členů Švédské akademie, chemik Sven Lidin z univerzity v Lundu, neváhal odhadnout, že až 90 procent pokusů nyní může probíhat jen v počítači. Jde o reakce, jejichž modely jsou už prakticky dokonale přesné. Vědci se tak mohou soustředit na ty zbylé reakce, u kterých je reálná naděje, že objeví něco skutečně zajímavého.

Například vlastnosti "zázračného materiálu" grafenu, za který byla udělena Nobelova cena před třemi lety, byl předpovězeny teoreticky předem. I proto, že byly tyto "odhady" tak fantastické, pokusili se vůbec nějací experimentátoři tento materiál připravit. Díky počítačovým modelům tak dnes mají vědci v rukou materiál, který možná bude zárodkem nové generace počítačů a jiných zařízení.

V případě grafenu nešlo samozřejmě o složitou organickou molekulu, kterými se letošní laureáti zabývají především, ale dobře to ukazuje sílu počítačových modelů jako takových. Jejich použití je ovšem mnohem všestrannější a všechny nově vytvořené léky, nové plasty či sloučeniny dnes vznikají právě i s pomocí počítačových simulací.

Tři ocenění se rovným dílem rozdělí o finanční odměnu ve výši osmi milionů švédských korun, tedy zhruba 24 milionů korun českých. Cenu si spolu s ostatními letošními nobelisty převezmou ve Stockholmu v prosinci.

Udělování Nobelových cen bude pokračovat zítra, tedy ve čtvrtek, kdy se  se svět dozví jméno laureáta ceny za literaturu. V pátek pak přijde na řadu cena za mír a v pondělí Nobelova cena za ekonomii. Minulé pondělí byla udělena Nobelova cena za medicínu vědcům objasňujícím přepravu látek v buňce, v úterý pak cenu za fyziku dostali autoři teorie o existenci Higgsova bosonu.

Koho tipovali sázkaři

Agentura Thomson Reuters jako každý rok tipovala tři "favority" na základě množství citací vědců v oboru v posledních letech. Tipy to nejsou obvykle příliš spolehlivé, protože Nobelova komise vybírá z nominací, které dostane ze světa, a ty nijak přímo nesouvisí s počtem citací. Letos jmenovala mezi uchazeči například slavného biochemika, který je autorem celosvětově proslulého a velmi široce používaného Amesova testu (Wikipedie) na určování karcinogenního a mutagenního potenciálu chemických sloučenin.

Na virtuální burze uchazečů o Nobelovy ceny na stránkách Nautil.us zvítězil u burziánů Adriaan Bax, původem Nizozemec žijící nyní ve Spojených státech. Proslul především svou prací na metodách zkoumání bílkovin a nukleových kyselin pomocí tzv. NMR spektroskopie (Wikipedie). Pomocí této metody vědci získali nový způsob, jak přesně určit podobu těchto látek, a díky tomu například určit, které látky by mohly ovlivnit jejich činnost a fungovat například jako léky. Jinými slovy, pro vědce v biochemii jde o klíčovou metodu.

Na druhém místě mezi "obchodovanými komoditami" byl japonský vědec Akira Fujishima. V roce 1967 objevil proces fotolýzy, tedy rozkladu vody na některých látkách při jejich ozáření slunečním zářením (přesněji UV zářením). Dnes se tento a další podobné procesy shrnují pod pojem fotokatalýza, který je v chemii široce využívaný a je i základem řady průmyslových procesů a výrobků. Fujishima byl mezi trojicí, kterou v loňském roce tipovala i agentura Thomson Reuters, takže je opravdu horkým kandidátem.

  • Nejčtenější

Setkání, která se nekonala. Olympioniky přenáší do studia šikovný trik

V přenosech olympijských studií kanálů Eurosport se střídá jedna sportovní hvězda za druhou, přitom fyzicky od sebe...

Jak začalo pátrání po ztracené liberecké ponorce U-206 Reichenberg

Převzít městský patronát nad ponorkou patřilo během druhé světové války k politickým aktům, které byly tradicí...

První oceánský kabel měl dráty tak dlouhé, že by nás spojily s Měsícem

V létě roku 1866 byl po několika neúspěšných pokusech položen na dno Atlantiku první dlouhodobě fungující telegrafní...

Firma napsala software jen pro sebe, dnes jej kupují obří korporace

Pokud chce laik pochopit, co vlastně stejnojmenný produkt pražského startupu Manta nabízí, nejspíše musí googlovat....

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Stávka letových dispečerů před 40 lety navždy proměnila americké nebe

V pondělí 3. srpna 1981 vstoupilo ve Spojených státech na 14 000 řídících letového provozu do stávky za řešení svých...

Brnem otřásla brutální vražda. Podezřelý je boxer, útočil pod vlivem drog

Premium Na dveřích garáže jsou patrné skvrny od krve, před ní stojí několik svíček. Toto místo v ulici Černovičky v brněnské...

Mnoho Rusů v sobě skrývá ukřivděného a žlučovitého Rusáka, říká cestovatel

Premium Na východě leží obrovská země, kterou jsme ještě před 30 lety museli povinně milovat. Fero Richard Hrabal-Kronďák ji...

Zmrzlinová mapa Česka. Přinášíme čtyřicet tipů, kde si dát blaho v kornoutu

Premium Zmrzliny jsou sladké, pikantní, plné ovoce nebo čabajkové, ze smetany či veganské, ale vždy řemeslně připravené a...

  • Další z rubriky

STO OBJEVŮ: Nepochopení dohnalo otce umělé inteligence Turinga k sebevraždě

Seriál Povídáme si s ní, slouží nám a jednou nám možná bude vládnout. Umělá inteligence je podle mnohých cesta budoucnosti,...

STO OBJEVŮ: Sám ve volném vesmíru Leonov málem přišel o život

Seriál Chybělo jen velice málo, první lidský výstup do volného kosmu mohl místo triumfu dopadnout tragicky. Alexej Leonov však...

STO OBJEVŮ: První na Everestu stanul Hillary. Pak se stal z hory Disneyland

Seriál Když 29. května 1953 stanuli na Mount Everestu Edmund Hillary a Tenzing Norgay, neviděli nikde živáčka. Dnes horolezci...

Jak vzniká tornádo? Obří vysavač neodhalí ani radar či družice

Nelze ho zachytit běžným radarem ani družicí. S jeho předpovědí je to složité. Stačí, aby nastala jistá souhra...

Akční letáky
Akční letáky

Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!

Orgasmy předstírám. Muži to mají horší, říká pornoherečka Daisy Lee

Karolína Urbanová (23), známá pod uměleckým jménem Daisy Lee, patří k nejznámějším českým pornoherečkám. Dcera bývalé...

Podtrženo, sečteno, potvrzeno, říká Vondráčková o vztahu s Vojnarem

Zpěvačka Lucie Vondráčková (41) má nový vztah. Informoval o tom web Expres.cz, podle kterého je jejím novým partnerem...

Zemřel herec Vladimír Marek, roky bojoval s rakovinou

V nedožitých 70 letech zemřel ve čtvrtek divadelní, muzikálový i televizní herec Vladimír Marek. Podle Blesk.cz se od...

Dubrovník se konečně připojil ke zbytku země, most se vyhýbá Bosně

Připevněním posledního segmentu budovaného mostu na poloostrov Pelješac se ve čtvrtek spojila dosud oddělená oblast...

Teď už se nestává, že bych si místo peněz odvezl auto, říká podnikatel

Táta Ivo byl původně horníkem, syn stejného jména automechanikem. Hned po revoluci skočili rovnýma nohama do podnikání...