Ловцы корпускул

Нынешние лауреаты престижной премии Вольфа получили эту почетную награду за работы в области экспериментального исследования поведения одиночных молекул.

В этом году лауреатами престижной премии Вольфа по химии стали американские ученые: Уильям Морнер (William Moerner) из Стэнфордского университета и Аллен Бард (Allen Bard) из Техасского университета в Остине.

Премия Вольфа в размере ста тысяч долларов присуждается с 1978 года одноименным фондом, учрежденным в 1976 году дипломатом и изобретателем Рикардо Вольфом (1887-1981) и его женой Франциской. Этой награды ежегодно (иногда с перерывами) удостаиваются ученые (математика, физика, химия, медицина, сельское хозяйство) и деятели искусства (живопись, музыка, архитектура, скульптура) "за достижения на благо человечества и укрепление мира". Премия вручается президентом Израиля (в этом году Шимоном Пересом) на специальной церемонии Кнессета (парламента Израиля) в Иерусалиме. Лауреаты премии отбираются международным комитетом, который формируется заново каждый год. По своему значению премия Вольфа нередко считается второй после Нобелевской.

Нынешние лауреаты получили эту почетную награду за работы в области экспериментального исследования поведения одиночных молекул. В частности, Морнер является пионером в разработке технических основ детектирования отдельных молекул спектральными методами в конденсированной (то есть не газовой) фазе. Бард решил ту же задачу электрохимическими методами. Эти техники "наблюдения" дают возможность прослеживать поведение отдельных молекул в реальных условиях (например, внутри живой клетки), что предоставляет ученым ценнейшую информацию о возможном механизме протекания химических реакций, которую чрезвычайно трудно, а подчас и невозможно получить в стерильном окружении "обычного" эксперимента. Кроме того, методы Морнера-Барда наверняка найдут применение в физике (например, при исследовании дефектов в кристаллах) и аналитической химии.

Спектральный инструментарий, основанный на идеях Уильяма Морнера, позволяет в буквальном смысле экспериментально изучать траектории движения отдельных молекул - например, молекулы белка внутри живой бактериальной клетки (причем в некоторых случаях возможны визуальные наблюдения - так называемое "молекулярное кино"). Судя по комментариям самого Морнера, сегодня наибольшей отдачи от его методов можно ожидать именно в областях биохимии и биофизики.

Одна из главных заслуг Аллена Барда - создание в конце 1980-х сканирующего электрохимического микроскопа, который используется в исследованиях на молекулярном уровне каталитических реакций. Это дает фундаментальную основу для осмысленного подбора катализаторов, который до сих пор чаще всего проводился (да и проводится) методом тыка. Сейчас группа Барда использует электрохимический микроскоп в поиске новых катализаторов для топливных элементов. Во многих современных прототипах топливных элементов катализаторами выступают дорогостоящие платиноиды. По словам Барда, их группа уже обнаружила более дешевые и не уступающие по эффективности катализаторы, не содержащие платину. Кроме того, техасская команда занимается поиском катализаторов, способствующих разложению воды под действием энергии солнечного света для получения чистого водорода. Микроскоп Барда вполне пригоден и для биохимических исследований. Например, с его помощью проводится идентификация опухолевых клеток и исследуются механизмы диффузии лекарственных препаратов сквозь кожный покров человека.