Objev českých vědců umožní vývoj účinnějších katalyzátorů

foto Práce Martina Srnce a jeho kolegů, která získala Cenu Wernera von Siemense, vzbudila obdiv ihned po svém uveřejnění a kromě hojných citací se těšila i zájmu světových vědeckých kapacit. Martin Srnec zaujal svou prezentací například v Kalifornském technologickém institutu (Caltech).

Cenu Wernera von Siemense v kategorii Nejvýznamnější výsledek základního výzkumu získal kolektiv autorů pod vedením Martina Srnce z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR a Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR za práci s názvem „Nový termodynamický faktor řídící kinetiku reakcí s přenosem atomu vodíku“. Pod vítěznou prací jsou vedle Srnce podepsáni Daniel Bím, Carlos Mauricio Maldonado-Domínguez a Lubomír Rulíšek.

Fotogalerie

Schopnost vytrhnout atom vodíku z molekuly je ústřední vlastností mnoha životně důležitých biologických sloučenin. Platí-li, že nejsnáze se dá odštěpit nejslaběji vázané atomy vodíku, vyvstává problém, chceme-li zacílit na vodík, který není tím nejslaběji vázaným z vodíků přítomných v dané molekule. Tohoto zacílení lze dosáhnout, pokud použijeme nově popsaný termodynamický faktor, který tým Martina Srnce rozpracoval a nazval asynchronicitou.

Tento faktor bere v potaz skutečnost, že atom vodíku je proton-elektronový pár a že každá z těchto částic se při vytržení řídí vlastní termodynamickou hnací silou. Jestliže jsou obě síly vyrovnané, proces odtržení protonu a elektronu probíhá synchronně a aktivační bariéra je vyšší, respektive rychlost reakce nižší, a naopak. Vyladění poměru těchto sil dovolí zacílit na vodíky s pevnější vazbou, přičemž kontrola nad těmito silami je dosažitelná standardními chemickými prostředky.

Objev jako výsledek dlouholetého zájmu

Na vítězné práci je podle jejích autorů nejzajímavější to, že se podařilo teoretickými prostředky vytvořit model, který je intuitivní i pro experimentální chemiky a lze jej poměrně snadno a přímočaře experimentálně testovat. První experimentální potvrzení správnosti tohoto modelu bylo publikováno již půl roku po zveřejnění objevu.

Objev nepřišel znenadání, je výsledkem dlouholetého zájmu o modelování enzymatických reakcí pomocí výpočetních metod kvantové chemie. Tento zájem postupně vykrystalizoval ve snahu spolehlivě počítat základní veličiny kvantifikující schopnost na sebe vázat atom vodíku, elektron nebo proton. Odtud nebylo daleko ke studiu, jak tyto jednotlivé veličiny souvisejí s rychlostmi reakcí, což v konečném důsledku vedlo k oceněnému objevu.

Přišla i dvě překvapení

To rozhodně neznamená, že veškerý výzkum probíhal s železnou zákonitostí, občas totiž přišly i chvíle překvapení. „Měli jsme nějaké mlhavé představy, co by s čím mohlo souviset, ale nic bližšího. Primární zájem bylo vypočítat co nejpřesněji nějaké vlastnosti pro určitý typ látek a pak si hrát s korelacemi mezi těmito vlastnostmi a rychlostí reakce. Jedna z korelačních křivek, udělaná bez většího očekávání, nás však velmi překvapila a vedla nakonec až k samotnému objevu,“ přibližuje práci svého týmu Martin Srnec.

Druhým velkým překvapením je pro Martina Srnce a jeho kolegy ohlas, který jejich práce vyvolala u odborné veřejnosti. Není asi třeba příliš zdůrazňovat, že je to ohlas převážně kladný a že jejich práce inspiruje vědce na celém světě.

Audience u laureáta Nobelovy ceny

Práce Martina Srnce a jeho kolegů vzbudila obdiv ihned po svém uveřejnění, a kromě hojných citací se těšila i zájmu světových vědeckých kapacit. Martin Srnec zaujal svou prezentací v Kalifornském technologickém institutu (Caltech) natolik, že po jejím skončení jej pozval do své kanceláře k další odborné debatě sám Rudolph A. Marcus – legenda teoretické chemie a laureát Nobelovy ceny.

V třiadvacátém ročníku Ceny Wernera von Siemense vybíraly poroty ze 712 přihlášek, mezi 21 oceněných bylo rozděleno 900 tisíc korun. Svým rozsahem, výší finančních odměn a historií je Cena Wernera von Siemense jednou z nejvýznamnějších nezávislých iniciativ tohoto druhu v České republice.

Reklama

Právě zveřejněno

Všechny zprávy

Reklama

ISSN: 1213-5003 © Copyright 2021 ČTK

Reklama

7°C

Dnes je úterý 13. dubna 2021

Očekáváme v 17:00 8°C

Celá předpověď