Giải Nobel Hóa học 2021 vinh danh hai nhà khoa học phát triển chất xúc tác hữu cơ

Hội đồng Nobel tại Viện Karolinska ở thủ đô Stockholm của Thụy Điển thông báo giải Nobel Hóa học năm 2021 đã thuộc về hai nhà khoa học Benjamin List và David W.C. MacMillan.

Ảnh: Reuters

Nhà khoa học Benjamin List làm việc tại Viện Max-Planck-Institut fr Kohlenforschung, Mlheim an der Ruhr, Đức. Còn nhà khoa học David W.C. MacMillan làm việc tại Đại học Princeton, Mỹ.

Ông Benjamin List sinh năm 1968 ở Frankfurt, Đức. Ông có bằng tiến sĩ năm 1997 tại trường Đại học Goethe, Đức. Ông là Giám đốc Viện Max-Planck-Institut fr Kohlenforschung.

Ông David W.C. MacMillan sinh năm 1968 ở Bellshill, Anh. Ông có bằng tiến sĩ năm 1996 tại Đại học California ở Mỹ.

Công trình giúp hai nhà khoa học trên giành giải Nobel Hóa học năm nay liên quan tới quá trình phát triển một hình thức xúc tác hữu cơ không đối xứng (asymmetric organocatalysis).

Theo thông cáo báo chí của ban tổ chức, đây là một công cụ thiên tài để xây dựng các phân tử. Công cụ mới và có tính chính xác này của nhà khoa học Benjamin List và David MacMillan đã có ảnh hưởng lớn tới nghiên cứu dược phẩm và khiến ngành hóa học trở nên “xanh” hơn.

Nhiều lĩnh vực nghiên cứu và ngành phụ thuộc vào khả năng của các nhà hóa học trong xây dựng các phân tử để có thể hình thành các vật liệu bền và linh hoạt, dữ trữ năng lượng trong pin hoặc ức chế bệnh tật phát triển. Công việc này đòi hỏi chất xúc tác, tức là các chất kiểm soát và thúc đẩy phản ứng hóa học mà không trở thành một phần của sản phẩm cuối cùng. Ví dụ, chất xúc tác trong ô tô chuyển hóa các chất độc hại ở khói xe thành các phân tử vô hại. Cơ thể chúng ta cũng chứa hàng nghìn chất xúc tác dưới dạng enzyme, tạo ra các phân tử cần thiết cho sự sống.

Do đó, chất xúc tác là công cụ cơ bản với các nhà hóa học, nhưng các nhà nghiên cứu từ lâu cho rằng về nguyên tắc, chỉ có hai loại chất xúc tác: kim loại và enzyme.

Hai nhà khoa học Benjamin List và David MacMillan năm 2000 đã phát triển một loại chất xúc tác thứ ba: asymmetric organocatalysis (tạm dịch: chất xúc tác không đối xứng). Chất này dựa trên các phân tử hữu cơ nhỏ.

Ông Johan Aqvist, Chủ tịch Ủy ban Hóa học Nobel nhận định: “Khái niệm xúc tác này đơn giản và thiên tài. Thực tế là nhiều người đã thắc mắc tại sao chúng ta lại không nghĩ tới nó trước đây”.

Chất xúc tác hữu cơ có khung nguyên tử carbon ổn định mà các nhóm hóa chất linh hoạt hơn có thể gắn vào. Các chất này thường chứa các thành phần phổ biến như ôxy, nitơ, sunphua hoặc phốtpho. Điều này có nghĩa là các chất xúc tác này vừa thân thiện với môi trường và có chi phí sản xuất rẻ.

Ngành xúc tác hữu cơ đã phát triển với tốc độ đáng ngạc nhiên từ năm 2000. Benjamin List và David MacMillan vẫn là hai người dẫn đầu trong lĩnh vực này và đã cho thấy xúc tác hữu cơ có thể được sử dụng để thúc đẩy nhiều phản ứng hóa học. Sử dụng các phản ứng này, các nhà nghiên cứu giờ đây có thể xây dựng bất kỳ điều gì một cách hiệu quả hơn, từ dược phẩm mới cho tới các phân tử có thể giữ ánh sáng trong pin mặt trời. Như vậy, xúc tác hữu cơ đang mang tới lợi ích lớn nhất cho nhân loại.

Năm 2020, giải Nobel Hóa học thuộc về Emmanuelle Charpentier và Jennifer Doudna vì đã khám phá ra một trong những công cụ chỉnh sửa gien: kéo di truyền CRISPR/Cas9.

Trước đó, ngày 5/10, giải Nobel Vật lý 2021 đã được trao cho ba nhà khoa học Mỹ, Đức và Italy nhằm tôn vinh những đóng góp đột phá của họ cho sự hiểu biết của giới khoa học về các hệ thống vật lý phức tạp. Ngày 4/10, giải Nobel Y sinh năm 2021 thuộc về hai nhà khoa học người Mỹ David Julius và Ardem Patapoutian với những khám phá về các thụ thể đối với nhiệt độ và xúc giác.

Giải Nobel, là một giải thưởng quốc tế trao thường niên kể từ năm 1901 để vinh danh những cá nhân đạt thành tựu trong các lĩnh vực Vật lý, Y sinh, Hóa học, Văn học và Hòa bình; riêng giải Nobel Hoà bình có thể được trao cho cá nhân hay một tổ chức. Đến năm 1968, Ngân hàng Thụy Điển đưa thêm vào hệ thống giải một giải thưởng về lĩnh vực Kinh tế để tưởng nhớ nhà bác học Alfred Nobel, “cha đẻ” giải Nobel.

Đại dịch COVID-19 cũng sẽ ảnh hưởng đến cách thức tổ chức lễ trao giải Nobel. Thay vì quy tụ tất cả những người đoạt giải tại Stockholm (Thụy Điển) vào tháng 12 như thông lệ, các nhà ngoại giao thuộc Đại sứ quán Thụy Điển tại các nước sẽ đến trao giải cho những người chiến thắng. Tuần lễ kỷ niệm sẽ kết hợp tổ chức các sự kiện trực tiếp và trực tuyến.

Trong năm 2020, giải Nobel Hóa học được trao cho hai nhà khoa học nữ Emmanuelle Charpentier và Jennifer A. Doudna với phương pháp chỉnh sửa gene, giúp thay đổi “mật mã” của sự sống chỉ trong vài tuần.