Il premio Nobel per la chimica [update 2024]

Tutto è iniziato con lui – Alfred Nobel

Alfred Nobel fu l’ideatore dell’assegnazione di premi per risultati eccezionali. Fu un inventore, imprenditore, scienziato e uomo d’affari. Scrisse anche poesie e opere teatrali. È impossibile descrivere la vita estremamente ricca e colorata di questo ingegnere svedese in poche frasi. Nel 1862, il futuro fondatore del premio Nobel aprì una fabbrica che produceva nitroglicerina esplosiva e altamente instabile. Una delle esplosioni incontrollate nella fabbrica provocò la morte di suo fratello. Dopo aver costruito un detonatore, divenne famoso come inventore e allo stesso tempo espanse la sua fortuna come produttore di esplosivi. È il più famoso per aver inventato la dinamite nel 1867. Le sue numerose invenzioni includono l’innesco, la gelatina esplosiva e la balistite. In totale, dobbiamo più di 350 brevetti in diversi paesi a Nobel. I suoi vari interessi si riflettevano e divennero la base per il premio che poi istituì, le cui fondamenta pose nel 1895. Fu allora che redasse il suo ultimo testamento, in cui lasciò una parte importante del suo vasto patrimonio per istituire il premio. Il premio che porta il suo nome viene assegnato per risultati eccezionali, poiché lui stesso diede un contributo considerevole al progresso dell’umanità. Possiamo solo ipotizzare perché decise di dedicare la sua fortuna alla scoperta e al mondo della scienza. Come persona, Alfred Nobel era un uomo di poche parole. È probabile che non abbia mai confidato a nessuno il motivo per cui prese quella decisione nei mesi prima della sua morte. Oggi si suppone che sia stata influenzata da un certo incidente del 1888, che potrebbe aver spinto una serie di riflessioni e culminato nella fondazione del premio Nobel. Nel 1888, il fratello di Alfred, Ludvig, morì a Cannes, in Francia. I giornali riportarono la morte di Ludvig ma lo confusero con Alfred, stampando un titolo "Il mercante di morte è morto".

Chi è stato il primo premio Nobel per la chimica?

I vincitori ricevettero il loro premio Nobel per la prima volta nel 1901, quattro anni dopo la morte di Alfred Nobel. Il premio Nobel per la chimica andò a Jacobus van ‘t Hoff. Fu il fondatore della moderna chimica fisica. Il comitato per il Nobel giustificò la scelta di van ‘t Hoff come segue: ‘in riconoscimento dello straordinario contributo apportato alla scoperta delle leggi della dinamica chimica e della pressione osmotica nelle soluzioni’. Questo chimico olandese ebbe un impatto considerevole sullo sviluppo della chimica e le teorie da lui proposte continuano a essere utilizzate fino a oggi. Nel 1874 spiegò il fenomeno dell’attività ottica supponendo che i legami chimici tra il carbonio e gli atomi adiacenti puntino verso gli angoli di un tetraedro regolare. È interessante notare che non ricevette il premio Nobel per la chimica per questa proposta rivoluzionaria. A 22 anni pubblicò le sue idee rivoluzionarie, che portarono i chimici a percepire le molecole come oggetti con una struttura specifica e forme tridimensionali. Introdusse anche il moderno concetto di affinità chimica. Ha dimostrato la somiglianza tra il comportamento delle soluzioni diluite e dei gas. Jacobus van ‘t Hoff ha anche lavorato sulla teoria della dissociazione degli elettroliti, che Svante Arrhenius ha introdotto nel 1889. Attraverso i suoi studi, van ‘t Hoff ha fornito una convalida fisica per l’equazione di Arrhenius.

Maria Skłodowska-Curie

Tra i vincitori del premio Nobel per la chimica c’è Marie Skłodowska-Curie. Ha ricevuto questo prestigioso premio due volte. La seconda volta lo ha ricevuto insieme al marito, nel campo della fisica per la ricerca sulla radioattività. I suoi straordinari risultati scientifici e il rispetto che si è guadagnata in un’epoca in cui la maggior parte delle università non ammetteva nemmeno le donne e lei stessa ha dovuto lottare per il suo legittimo posto nel mondo della scienza, ispirano grande ammirazione. Nel 1911, Marie Skłodowska-Curie ha ricevuto il premio Nobel per la chimica, questa volta individualmente. Il comitato per il Nobel ha deciso di onorarla per la scoperta di due elementi radioattivi: il radio e il polonio. Dopo questa scoperta, Marie ha continuato la ricerca sulle loro proprietà. Nel 1910, è riuscita a produrre radio puro. In questo modo, ha dimostrato senza ombra di dubbio che il nuovo elemento esisteva. Nel corso delle sue ulteriori ricerche, ha anche documentato le proprietà che caratterizzavano gli elementi radioattivi e i loro composti. Grazie al lavoro di questa vincitrice polacca del premio Nobel, i composti radioattivi sono diventati un’importante fonte di radiazioni sia negli esperimenti scientifici che in medicina, dove vengono utilizzati per curare il cancro. Per tutta la vita, Marie ha mantenuto i suoi legami con la Polonia. I vincitori di borse di studio polacche avrebbero lavorato al Radium Institute, fondato su sua iniziativa a Parigi. Lei stessa avrebbe tenuto lezioni in Polonia e pubblicato numerosi articoli che presentavano gli effetti dei suoi esperimenti su riviste scientifiche polacche. Marie Skłodowska-Curie è la prima donna polacca e in effetti del mondo intero a vincere questo prestigioso premio, e si spera non sarà l’ultima.

I punti salienti delle scoperte premiate con il Premio Nobel per la Chimica negli ultimi anni

Nella selezione dei vincitori del premio Nobel, il comitato Nobel segue il criterio di riconoscere soprattutto le scoperte che sono rivoluzionarie per l’umanità, che ampliano il livello di conoscenza attuale in un dato campo. Il premio viene assegnato meno spesso per invenzioni specifiche. Bisogna ricordare, tuttavia, che le teorie rivoluzionarie sono spesso seguite da molti brevetti che cambiano la nostra vita quotidiana. Nel 2015, i vincitori del premio Nobel per la chimica sono stati Tomas Lindahl, Paul Modrich e Aziz Sancar. Hanno ricevuto questa distinzione per studi meccanicistici sulla riparazione del DNA. La ricerca da loro condotta ha spiegato a livello molecolare come le cellule sono in grado di riparare il DNA danneggiato e quindi come sono in grado di proteggere le informazioni genetiche. I vincitori del premio Nobel per la chimica hanno quindi contribuito a esplorare i meccanismi dello sviluppo del cancro. Ciò indica che i tumori sono l’effetto di disturbi nei processi di riparazione. Tali danni si verificano nei nostri corpi tutto il tempo. Il più delle volte, sono causati da agenti come radicali liberi o radiazioni. La ricerca condotta da questi tre scienziati ha fornito una base per comprendere il meccanismo di evoluzione del mondo animato. I loro risultati sono applicati nello sviluppo di moderni trattamenti contro il cancro. Roger D. Kornberg dagli Stati Uniti ha ricevuto il premio Nobel per la chimica nel 2006 per la ricerca sul meccanismo molecolare della trascrizione nelle cellule eucariotiche. Il suo lavoro scientifico riguarda le questioni della copia del materiale genetico, che è immagazzinato nel DNA cellulare. Affinché il materiale genetico funzioni, è necessario "copiarlo", o trascriverlo dal DNA all’RNA e successivamente alle proteine. Il premio Nobel ha dimostrato che si tratta di un processo fondamentale per la vita di tutte le cellule. Inoltre, ha sviluppato un modello che ne spiega il funzionamento. Anche questa ricerca ha contribuito al progresso della medicina. Facilita notevolmente il lavoro sul trattamento di molte malattie e disturbi genetici. Tali disturbi non solo creano un potenziale pericoloso per lo sviluppo di tumori, ma anche malattie cardiache e varie condizioni infiammatorie. Nel 2011, il premio Nobel per la chimica è stato assegnato per una scoperta nel mondo della scienza che era eccezionalmente unica. Daniel Shechtman, nato in Israele, ha scoperto i cosiddetti quasicristalli, strutture chimiche che assomigliano a un mosaico nella loro struttura. Questo evento fu particolarmente rivoluzionario perché in precedenza l’esistenza di queste strutture era ritenuta impossibile. I quasicristalli hanno la forma speciale di un solido, in cui gli atomi si dispongono in una struttura apparentemente regolare ma non ripetitiva. Pertanto, è impossibile identificare le loro cellule primitive. Shechtman scoprì i quasicristalli nel 1982. Il mondo scientifico vide questa scoperta con grande scetticismo all’epoca. Per diversi mesi, Shechtman cercò senza successo di convincere i suoi colleghi che aveva ragione. Alla fine, gli fu chiesto di lasciare il team di ricerca. Fu solo nel 1987 che scienziati francesi e giapponesi confermarono la scoperta di Shechtman di cinque anni prima.

Il premio Nobel per la chimica nel 2024

Per decisione della Royal Swedish Academy of Sciences, il premio Nobel per la chimica del 2024 è stato diviso tra David Baker e Demis Hassabis e John Jumper . I risultati dei vincitori condividono un elemento comune: il lavoro sulla struttura e la progettazione delle proteine. La prima metà del premio è stata ricevuta da David Baker. Il biochimico statunitense è stato riconosciuto per la sua ricerca sulla progettazione computazionale delle proteine, che consente agli scienziati di creare combinazioni completamente nuove di queste strutture non presenti in natura. Per molti anni, il team guidato da Baker ha studiato modi per creare strutture proteiche insolite. Nel 1999, gli scienziati hanno sviluppato un algoritmo chiamato Rosetta per assemblare brevi frammenti di proteine strutturalmente non correlate e quindi anche prevedere la loro disposizione, connessioni e altre interazioni. L’implementazione e il perfezionamento di Rosetta sono stati un passo importante che ha fornito uno strumento essenziale per ulteriori ricerche. Solo pochi anni dopo, nel 2003, David Baker e i suoi colleghi hanno pubblicato una progettazione proteica con una struttura elaborata e specializzata, un ripiegamento originale e una sequenza completamente diversa dalle proteine precedentemente note. Da allora, il suo team di ricerca ha sviluppato costantemente proteine innovative con un’ampia gamma di potenziali applicazioni: dai prodotti farmaceutici e vaccini ai nanomateriali e ai sensori in miniatura. D’altro canto, lo scienziato britannico Demis Hassabis e l’americano John Jumper, associati a Google DeepMind, sono stati premiati per aver sviluppato il modello di intelligenza artificiale AlphaFold2 , in grado di prevedere con precisione le strutture 3D delle proteine in base alle loro sequenze di amminoacidi. Implementato per la prima volta nel 2018 (ora noto come AlphaFold1), successivamente riprogettato e perfezionato nel 2020, il programma si basava sulla tecnologia AI di apprendimento profondo. Una rete neurale specializzata indica la disposizione del modello 3D con estrema precisione, anche per molecole molto complesse. La scoperta ha risolto un problema che gli scienziati cercavano di svelare da decenni, contribuendo alla comprensione della funzione delle proteine negli organismi e accelerando lo sviluppo di nuovi medicinali. Il lavoro di questi tre scienziati è di grande importanza per campi come la medicina, la biotecnologia e la ricerca sulla resistenza batterica agli antibiotici, o persino sulla degradazione della plastica nell’ambiente. Attraverso la loro ricerca, è possibile progettare proteine con funzioni nuove, precedentemente sconosciute, il che apre le porte a molte innovazioni scientifiche e tecnologiche. Gli studi premiati mostrano come la combinazione di intelligenza artificiale e biochimica possa rivoluzionare la scienza delle proteine e apportare benefici a molti aspetti della vita.

Il premio Nobel per la chimica nel 2023

L’anno 2023 ci ha portato buone notizie dal mondo della scienza! Un team di tre scienziati, Moungi G. Bawendi del Massachusetts Institute of Technology, Louis E. Brus della Columbia University e Alexei I. Ekimov della Nanocrystals Technology Inc., hanno ricevuto il premio Nobel per la chimica . Il premio è stato assegnato per la " scoperta e sintesi dei punti quantici ". Gli scienziati hanno contribuito allo sviluppo della meccanica quantistica sviluppando nanoparticelle di potenziale estremamente elevato. I punti quantici sono nanoparticelle con dimensioni che vanno da poche a diverse decine di nanometri e proprietà fisiche e chimiche uniche. Appartengono al gruppo dei nanocristalli semiconduttori e le loro dimensioni li qualificano per applicazioni nanotecnologiche. Il loro effetto principale si basa sull’assorbimento e l’emissione di radiazioni. Nel 1981, i punti quantici sono stati sintetizzati per la prima volta in una matrice di vetro dal vincitore di quest’anno, Alexei Ekimov. Due anni dopo, la stessa struttura è stata ottenuta in una sospensione colloidale da un altro degli scienziati premiati, Louis Brus. Attualmente, queste nanoparticelle possono essere ottenute tramite molte reazioni chimiche diverse. Tuttavia, uno dei percorsi di sintesi attualmente più popolari e comunemente utilizzati è un metodo brevettato dal team di ricerca guidato da Moungi G. Bawendi, che consente di ottenere molecole quasi perfette. Le insolite proprietà ottiche ed elettroniche di queste nanostrutture (tra cui un elevato coefficiente di attenuazione e processi non lineari che si verificano al loro interno) forniscono un ampio campo di applicazione in molti campi della scienza e della tecnologia. La fotostabilità migliorata dei punti quantici consente il loro utilizzo efficace nella diagnostica medica. Hanno un effetto più duraturo e migliore rispetto ai comuni agenti di contrasto, coloranti e altri indicatori. Le proprietà sopra menzionate consentono l’utilizzo di queste nanoparticelle in complessi trattamenti antitumorali. Sono in corso anche ricerche sul loro potenziale antibatterico. I punti quantici sono anche utilizzati per emettere luce dagli schermi TV con elevata precisione delle immagini, nonché dalle lampade a LED. Sono anche utilizzati nei dispositivi fotovoltaici e in molte altre apparecchiature. Secondo gli scienziati, i punti quantici rappresentano il futuro dell’"elettronica flessibile" in evoluzione, dei sensori di piccole dimensioni e della crittografia quantistica.

Il premio Nobel per la chimica nel 2022

Nel 2022, la Royal Swedish Academy of Sciences ha deciso di assegnare il premio Nobel per la chimica a tre persone. I vincitori di quest’anno di quel prestigioso premio sono Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal e K. Barry Sharpless. Sono stati premiati per "lo sviluppo della click chemistry e della chimica bioortogonale". Karl Barry Sharpless e Morten Meldal hanno contribuito in particolare allo sviluppo della forma funzionale della click chemistry. Il Comitato ha sottolineato l’unicità di quel metodo, che consente di eseguire reazioni rapide e semplici senza sottoprodotti. Va anche sottolineato che Karl Barry Sharpless ha ricevuto il premio Nobel per la seconda volta. Era stato premiato per la prima volta nel 2001 per la sua ricerca utilizzata per la sintesi di farmaci cardiaci, i cosiddetti beta-bloccanti. Carolyn Ruth Bertozzi è responsabile dell’estensione del dizionario della scienza con il termine "chimica bioortogonale". È stato utilizzato per la prima volta già nel 2003 e da allora il campo è stato sviluppato in modo efficace, migliorando la nostra conoscenza sui processi che si verificano nelle cellule viventi. La "chimica click" è paragonata alla costruzione di strutture di mattoncini LEGO. Utilizzando frammenti specifici di molecole, possiamo unirli per formare composti di elevata complessità e diversità. La combinazione di "blocchi chimici" relativamente semplici consente una diversità di molecole praticamente indefinita. La chimica bioortogonale consente di monitorare i processi chimici che si verificano nelle cellule viventi senza danneggiarle. Ciò offre l’opportunità di esaminare malattie esistenti all’interno delle cellule o in organismi complessi. La ricerca condotta dai vincitori del premio Nobel di quest’anno influenza la nostra vita quotidiana? Sì, molto! I meccanismi da loro descritti possono essere applicati soprattutto in farmacia e medicina, ad esempio per rendere più efficace la produzione di farmaci. Oggi è molto spesso complicato e quindi dispendioso in termini di tempo e denaro. La chimica click e la chimica bioortogonale semplificheranno processi come la canalizzazione di farmaci antineoplastici, ma amplieranno anche le nostre conoscenze e i nostri risultati nei campi degli antibiotici, degli erbicidi e dei test diagnostici. Inoltre, guideranno il progresso nella sintesi dei cosiddetti materiali intelligenti, poiché sarà facile mettere insieme singoli elementi. Anche ora la chimica bioortogonale è conosciuta a livello mondiale e utilizzata per tracciare diversi processi biologici, in particolare nel campo della lotta ai tumori. La combinazione di queste nuove tecnologie ci consente di saperne di più sulle cellule e sui processi biologici. La formazione di molecole complesse tramite il collegamento di singoli elementi ridurrà notevolmente o eliminerà completamente la formazione di sottoprodotti.

Il premio Nobel per la chimica nel 2021

Nel 2021, il Comitato per il Nobel ha preso una decisione diversa dalle diffuse speculazioni secondo cui il premio sarebbe stato assegnato agli scienziati responsabili della creazione degli innovativi vaccini a RNA. Il premio Nobel per la chimica del 2021 è andato a Benjamin List e David MacMillan. Hanno ricevuto questa distinzione per aver sviluppato la catalisi organica asimmetrica. Alcuni definiscono apertamente questo strumento per costruire molecole chimiche un’opera geniale. Inoltre, il loro metodo ha contribuito all’ulteriore sviluppo della "chimica verde" , che si impegna a mantenere l’armonia con l’ambiente naturale. La costruzione di molecole non è un mestiere facile. I vincitori del 2021 hanno creato uno strumento preciso per la costruzione molecolare, o organocatalisi. Molti settori e settori di ricerca dipendono dalla capacità dei chimici di costruire molecole in grado di formare materiali elastici e durevoli, immagazzinare energia nelle batterie o inibire la crescita di malattie. Questo lavoro richiede catalizzatori, che sono sostanze che controllano e accelerano le reazioni chimiche. Allo stesso tempo, non fanno parte del prodotto finale. I catalizzatori sono quindi strumenti essenziali a disposizione dei chimici. Tuttavia, per molto tempo, gli scienziati hanno creduto che ci fossero solo due tipi di catalizzatori: metalli ed enzimi. Benjamin List e David MacMillan hanno ricevuto il premio Nobel per la chimica 2021 perché nel 2020 hanno sviluppato un terzo tipo di catalisi. Va notato che entrambi gli scienziati hanno condotto la loro ricerca indipendentemente l’uno dall’altro. Come risultato del loro lavoro scientifico, hanno creato un’organocatalisi asimmetrica. L’idea si basa su piccole molecole organiche. Un vantaggio di questo metodo è sicuramente la sua grande semplicità. I catalizzatori organici hanno una struttura portante stabile composta da atomi di carbonio. A questa catena centrale possono essere attaccati gruppi chimici più attivi. Questi gruppi spesso contengono elementi comuni, come ossigeno, azoto, zolfo o fosforo. In definitiva, tali catalizzatori non sono solo rispettosi dell’ambiente, ma i loro costi di produzione non sono sostanziali. La crescita dell’interesse per i catalizzatori organici deriva principalmente dalla loro capacità di guidare la catalisi asimmetrica. In termini più generali, quando si forma una molecola, spesso possono essere create due molecole diverse, che sono immagini speculari di se stesse. In particolare nell’industria farmaceutica, i chimici vogliono produrre solo una di queste forme perché, in molti casi, una di queste strutture ha un effetto terapeutico, mentre l’altra è altamente tossica. Lo sviluppo della catalisi organica asimmetrica contribuirà notevolmente a risolvere questo problema.

Il premio Nobel per la chimica nel 2020

Nel 2020, questo prestigioso premio è stato assegnato a due donne. Le vincitrici in questione sono Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna. Le donne hanno scoperto uno degli strumenti più affilati nell’ingegneria genetica: le forbici genetiche CRISPR/Cas9. Grazie alla loro scoperta innovativa, gli scienziati hanno ora uno strumento per modificare il DNA di animali, piante e microrganismi con una precisione eccezionale. Questa tecnologia ha rivoluzionato le scienze naturali, ha contribuito all’emergere di nuove terapie antitumorali e ha avvicinato il sogno di curare le malattie ereditarie. Se gli scienziati vogliono scoprire qualcosa sul funzionamento interno della vita, devono modificare i geni nelle cellule. In precedenza, era un compito estremamente laborioso e dispendioso in termini di tempo. A volte era semplicemente impossibile da fare. Con le forbici genetiche CRISPR/Cas9, si può cambiare il codice della vita in poche settimane. Un fatto interessante è che la scoperta di queste forbici genetiche è stata inaspettata. Studiando uno dei batteri che hanno causato i danni più grandi all’umanità, lo Streptococcus pyogenes , Emmanuelle Charpentier ha scoperto una molecola sconosciuta in precedenza, il tracrRNA, che fa parte del sistema immunitario dei batteri CRISPR/Cas, che distrugge i virus dividendo il loro DNA. Charpentier ha pubblicato la sua scoperta nel 2011 e pochi mesi dopo ha iniziato la sua collaborazione con Jennifer Doudna, una biochimica esperta con una grande conoscenza dell’RNA. Lavorando insieme, hanno creato le forbici genetiche batteriche e semplificato i componenti molecolari delle forbici, in modo che siano il più facili possibile da usare. I vincitori del premio Nobel per la chimica hanno dimostrato che è possibile controllare le forbici genetiche in modo che taglino qualsiasi molecola di DNA scelta in un punto specifico. Ci sono riusciti riprogrammando le forbici genetiche originali. Charpentier e Doudna hanno dimostrato che è facile riscrivere il codice della vita nel punto in cui viene tagliato il DNA. Da quando ci sono riusciti, l’uso di CRISPR/Cas9 è esploso. Lo strumento che hanno sviluppato ha contribuito a moltissime scoperte. Gli scienziati specializzati in piante sono in grado di creare colture resistenti a muffe, parassiti o siccità. In medicina, sono in corso ricerche su nuove terapie contro il cancro. C’è una probabilità significativa che la cura delle malattie ereditarie non sarà più un problema. Senza dubbio, queste forbici genetiche hanno per molti aspetti inaugurato una nuova era nelle scienze naturali. La scoperta fatta da questi vincitori del premio Nobel per la chimica porterà grandi benefici all’umanità.