Мир, который можно перезарядить. За что присудили Нобелевку по химии

Сегодня в шведской столице назвали имена тех, кто получил награду в области химии. Лауреатами этого года стали американский физик Джон Гуденаф, британский химик Стэнли Уиттингем и его японский коллега Акире Йошино. Все трое изобрели и усовершенствовали литий-ионные батареи, которые сегодня являются одними из самых возобновляемых и распространенных источников питания в мире.

В чем суть открытия

Объявляя победителей, секретарь Нобелевского комитета Томас Перлманн отметил, что благодаря этим ученым у нас есть мир, который можно перезарядить. И это действительно так. Без литий-ионных батарей не существовало бы многих привычных гаджетов. Ведь практически все современные электронные устройства — от смартфонов до электромобилей — работают за счет этих аккумуляторов, разработанных еще в 1970–1980-х годах. В основе работы этих накопителей энергии лежат электрохимические реакции окисления металлического лития, входящего в состав анода (положительный электрод). Во время разрядки литий окисляется и в виде катиона (положительно заряженный ион) движется к катоду (отрицательный электрод). При зарядке же все происходит наоборот: под электрическим напряжением катионы лития выходят из катода и движутся к аноду, где идет восстановление. В свое время именно Стэнли Уиттингем создал первый литий-ионный аккумулятор, а позже Джон Гуденаф удвоил потенциал батарейки. В свою очередь, Акира Йошино исключил из аккумулятора чистый литий, использовав более безопасные ионы лития, что сделало аккумулятор применимым на практике.

Напомним, что размер Нобелевской премии остается неизменным с 2017 г. и составляет 9 млн шведских крон — это примерно $914 тыс., которые лауреаты премии по химии разделят на троих.

Кто еще претендовал на Нобелевку по химии в 2019 г.

Ежегодно американская компания Clarivate Analytics и журнал Inside Science публикуют нобелевские прогнозы. По мнению экспертов, в этом году на премию могли претендовать еще несколько работ и ученых.

Первенство отводилось британскому химику Эдвину Саузерну, который изобрел метод определения фрагментов ДНК. Открытие перевернуло не только криминалистику, но и современную медицину, ведь оно помогло человечеству лучше понять природу наследственных болезней и многое другое.

На второе место эксперты поставили международную группу из четырех ученых, которым прочили победу еще в прошлом году. Они нашли возможность точного редактирования генома по методикам CRISPR-Cas9. Молекулярные инструменты, подсмотренные учеными у бактерий, позволяют точечно редактировать геном. Спектр применений этой технологии растет с каждым годом. Изобретение используют для борьбы с наследственными заболеваниями и даже для создания животных и растений с улучшенными свойствами.

На третьем месте рейтинга были немец Рольф Хьюсген и датчанин Мортен Мельдаль, которые изобрели модульные реакции для быстрого получения новых веществ, которые получили название "клик-химия". В Clarivate Analytics посчитали, что достижения ученых в области синтетической органической химии должны быть обязательно отмечены Нобелевской премией.

А вот эксперты от Inside Science прочили победу еще и американскому химику Омару Ягхи за металлорганические каркасные структуры. Это особые пористые материалы, позволяющие хранить опасные газы, очищать воздух, а также добывать питьевую воду из сухого воздуха или песка.

В прошлом году лауреатами Нобелевской премии по химии стали трое ученых из США и Британии: исследовательница из Калифорнийского технологического института Фрэнсис Арнольд, профессор Университета Миссури Джордж Смит и почетный сотрудник лаборатории молекулярной биологии в Кембридже сэр Грегори Винтер — за изобретение способа "направлять эволюцию" и создавать новые ферменты и антитела. Эти исследования уже используются на практике в производстве новых лекарств и экологического топлива.

Нобелевская премия по химии в цифрах и фактах

После физики химия была одной из самых важных наук для самого Альфреда Нобеля. Изобретение динамита, принесшее ему миллионы, так же как и организация процесса производства, требовали глубоких химических знаний. Поэтому химия стала второй научной дисциплиной, упомянутой Нобелем в завещании.

Нобелевский комитет часто сталкивается с тем, что один и тот же кандидат получает номинации и по физике, и по химии, и по медицине. Первый раз эта проблема возникла уже на третий год существования Нобелевских премий - в 1903-м шведский ученый Сванте Аррениус был одновременно номинирован на премию и по физике, и по химии. Поэтому сейчас все три комитета по естественным наукам проводят совместные заседания, чтобы "распределить" кандидатов между собой.

Химия оказалась самой "семейной" наукой в нобелевском послужном списке. И самым успешным нобелевским семейством стала семья Кюри. Мари Кюри дважды стала нобелевским лауреатом: первый раз вместе с мужем Пьером в 1903 г. она получила премию по физике, во второй раз — в 1911 г. — по химии. Старшая дочь Мари и Пьера Ирэн в 1935 г. получила Нобелевскую премию по химии вместе с мужем Фредериком Жолио.

Немецкий ученый Ганс фон Эйлер-Хельпин стал нобелевским лауреатом по химии в 1929 г., а его сын Ульф получил премию по физиологии и медицине в 1970 г.

Американский биохимик Артур Корнберг стал нобелевским лауреатом по физиологии и медицине в 1959 г. (хотя с тем же успехом мог получить премию и по химии, учитывая, что его исследования касались синтеза ДНК и РНК), а его сын Роджер получил Нобелевскую премию по химии в 2006 г.

За все время своего существования премия присуждалась 110 раз. При этом восемь раз — в 1916, 1917, 1919, 1924, 1933, 1940–1942 гг. — академикам не удавалось найти достойного кандидата.

23 раза премия была разделена между двумя лауреатами и 24 раза — между тремя.

Средний возраст лауреатов премии по химии — 58 лет. Самым молодым среди них является 35-летний француз Фредерик Жолио, самым пожилым — 85-летний американец Джон Фенн.