سرايا - في دروس الكيمياء البسيطة، يُعرَّف التحفيز الكيميائي للطلاب على أنه مادة كيميائية (عامل مساعد) تُضاف بكميات قليلة للتفاعل الكيميائي بهدف تسريع التفاعل دون أن تتغير خصائص المواد الكيميائية، وببساطة كانت هذه العملية الكيمائية محلّ اهتمام جائزة نوبل للكيمياء هذا العام.

ومُنحت جائزة نوبل للكيمياء، الأربعاء، للألماني بنيامين ليست، والأميركي ديفيد ماكميلان لابتكارهما أداة جديدة لبناء الجزيئات، وكان لهذا الابتكار تأثير كبير على الأبحاث الصيدلانية، وأتاح جعل الكيمياء "خضراء".

وأعلنت اللجنة القائمة على الجائزة في ستوكهولم، موضحة أن ليست وماكميلان حصلا على الجائزة عن إنجازهما المتمثل في "تطوير التحفيز العضوي غير المتماثل".

ما أهمية المحفزات؟

تعتمد العديد من مجالات البحث والصناعات على قدرة الكيميائيين على بناء جزيئات يمكنها تكوين مواد مرنة ومتينة، أو تخزين الطاقة في البطاريات أو منع تطور الأمراض.

نجاح هذه العمليات الكيميائية مرهون بوجود المحفزات (العامل المساعد) وهي مواد تتحكم في التفاعلات الكيميائية وتُسرّعها، دون أن تصبح جزءًا من المنتج النهائي، كما سبق وأوضحنا.

ولتبسيط طريقة عمل المحفزات، يمكن النظر إلى ما تقوم به في السيارات بتحويل المواد السامة في أبخرة العادم إلى جزيئات غير ضارة، كما تحتوي أجسامنا أيضًا على آلاف المحفزات على شكل إنزيمات، والتي تزيل الجزيئات الضرورية للحياة.

ومن هنا نستطيع أن نفهم دور المحفزات التي تعتبر أحد أهم الأدوات الأساسية للكيميائيين، واعتقد الباحثون لفترة فترة طويلة بوجود نوعين فقط من المحفزات (العامل المساعد) المتاحة: المعادن والأنزيمات، لكن العالمين ليست وماكميلان نجحا في ابتكار نوع ثالث من المحفزات.

اكتشاف التحفيز العضوي

بدأت قصة الاكتشاف الحائز على نوبل في عام 2000، عندما عمل كل من بنيامين ليست وديفيد ماكميلان بشكل مستقل عن بعضهما البعض، ونجحا في تطوير نوع ثالث من الحفز، يُطلق عليه التحفيز العضوي غير المتماثل وينبني على جزيئات عضوية صغيرة.

وعن هذا الابتكار يقول يوهان أكفيست، رئيس لجنة نوبل للكيمياء: "هذا المفهوم للحفز الكيميائي بسيط بقدر ما هو مبتكر، والحقيقة هي أن العديد من الناس تساءلوا عن سبب عدم تفكيرنا في الأمر سابقًا".

تحتوي المحفزات العضوية على إطار ثابت من ذرات الكربون، يمكن أن تلتصق به مجموعات كيميائية أكثر نشاطًا، غالبًا ما تحتوي على عناصر شائعة مثل الأكسجين أو النيتروجين أو الكبريت أو الفوسفور، وهذا يعني أن هذه المحفزات صديقة للبيئة ورخيصة الإنتاج.

ومنذ عام 2000، تطور الحفز العضوي بسرعة مذهلة، وظل بنيامين ليست وديفيد ماكميلان رائدين في هذا المجال، ومع الوقت أظهرا إمكانية استخدام المحفزات العضوية لتحريك العديد من التفاعلات الكيميائية.

وباستخدام هذه التفاعلات، أصبح في مقدور الباحثين بناء أي شيء بكفاءة كبيرة للغاية، بداية من الأدوية الجديدة، ووصولًا إلى الجزيئات التي يمكنها التقاط الضوء في الخلايا الشمسية، وبهذه الطريقة، تحقق المحفزات العضوية أكبر فائدة للبشرية، بحسب ما أعلنت لجنة نوبل للكيمياء.

من هما الفائزان بنوبل؟

ولد بنيامين ليست عام 1968 في فرانكفورت، بألمانيا، وحصل على الدكتوراه عام 1997 من جامعة غوته بمدينة فرانكفورت، هو مدير للأبحاث في معهد ماكس "بلانك" لأبحاث الفحم في مدينة مولهايم الألمانية.

أما ديفيد ماكميلان فهو من مواليد عام 1968 في بيلشيل، بالمملكة المتحدة، ونال شهادة الدكتوراه عام 1996 من جامعة كاليفورنيا، بالولايات المتحدة، وهو أستاذ جامعي في جامعة برينستون، حيث كان أيضًا رئيس قسم الكيمياء من 2010 إلى 2015.

يشار إلى أنه تم منح 113 جائزة نوبل في الكيمياء بين عامي 1901 و 2021، وشارك اثنان من الفائزين في 25 جائزة في الكيمياء.

في حين حصلت 7 نساء على جائزة الكيمياء حتى الآن، بينما حصل شخص واحد، فريدريك سانجر، على جائزة الكيمياء مرتين، في عامي 1958 و1980.

وكان فريدريك جوليو صاحب الـ 35 عامًا حينها هو أصغر فائز في الكيمياء على الإطلاق، حيث حصل على جائزة نوبل في عام 1935.

بينما كان جون بي جوديناف، الذي فاز بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2019 عن تطوير بطاريات أيون الليثيوم، هو أكبر الفائزين عمرًا في تاريخ نوبل بعمر يناهز 97 عاما.

• إقرأ أيضاً : اكتشاف كوكب نادر يملك ثلاث شموس في كوكبة الجبار
• إقرأ أيضاً : اكتشاف ديناصور مرعب جاب البرازيل قبل 70 مليون سنة
• إقرأ أيضاً : اكتشاف مفاجئ داخل أمعاء الإنسان .. "الدماغ الثاني"