Il Premio Nobel per la Chimica

Tutto è iniziato con lui: Alfred Nobel

Alfred Nobel è stato l’ideatore dell’idea di assegnare premi per risultati eccezionali. Era un inventore, imprenditore, scienziato e uomo d’affari. Scrisse anche poesie e opere teatrali. È impossibile descrivere in poche frasi la vita estremamente ricca e colorata di questo ingegnere svedese. Nel 1862, il futuro fondatore del Premio Nobel aprì una fabbrica che produceva l’esplosiva e altamente instabile nitroglicerina. Una delle esplosioni incontrollate nella fabbrica ha provocato la morte di suo fratello. Dopo aver costruito un detonatore, divenne famoso come inventore e allo stesso tempo ampliò la sua fortuna come produttore di esplosivi. È il più famoso per aver inventato la dinamite nel 1867. Le sue numerose invenzioni includono primer, gelatina esplosiva e balistite. In totale, dobbiamo a Nobel oltre 350 brevetti in diversi paesi. I suoi vari interessi si riflettevano e divennero la base per il premio che andò a fondare, le basi per le quali gettò le basi nel 1895. Fu allora che redasse il suo ultimo testamento, dove lasciò gran parte del suo vasto patrimonio per fondare il premio. Il premio a lui intitolato viene assegnato per risultati eccezionali, poiché lui stesso ha dato un contributo considerevole al progresso dell’umanità. Possiamo solo ipotizzare perché abbia deciso 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 ha preso la sua decisione nei mesi precedenti la sua morte. Si presume oggi che sia stato influenzato da un certo incidente del 1888, che potrebbe aver suscitato 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 hanno riportato la morte di Ludvig ma lo hanno confuso 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 premio Nobel per la prima volta nel 1901, quattro anni dopo la morte di Alfred Nobel. Il Nobel per la Chimica è andato a Jacobus van ‘t Hoff. Fu il fondatore della moderna chimica fisica. Il Comitato per il Nobel ha giustificato la scelta di van ‘t Hoff come segue: "in riconoscimento dello straordinario contributo dato alla scoperta delle leggi della dinamica chimica e della pressione osmotica nelle soluzioni". Questo chimico olandese ha avuto un notevole impatto sullo sviluppo della chimica e le teorie da lui proposte continuano ad essere utilizzate fino ad oggi. Nel 1874 spiegò il fenomeno dell’attività ottica assumendo che i legami chimici tra il carbonio e gli atomi adiacenti puntino verso gli angoli di un tetraedro regolare. È interessante notare che non ha ricevuto 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. Ha anche introdotto il moderno concetto di affinità chimica. Ha dimostrato la somiglianza tra il comportamento delle soluzioni diluite e dei gas. Jacobus van ‘t Hoff lavorò anche alla teoria della dissociazione degli elettroliti, che Svante Arrhenius introdusse nel 1889. Attraverso i suoi studi, van ‘t Hoff fornì una giustificazione fisica per l’equazione di Arrhenius.

Marie Skłodowska-Curie

Tra i vincitori del Premio Nobel per la Chimica c’è Marie Skłodowska-Curie. È diventata due volte vincitrice di questo prestigioso premio. La seconda volta lo ricevette insieme al marito, nel campo della fisica per la ricerca sulla radioattività. I suoi straordinari risultati scientifici e il rispetto che ha conquistato in un momento 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 ricevette 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 riuscì a produrre radio puro. In questo modo, ha dimostrato al di là di ogni dubbio che il nuovo elemento esisteva. Nel corso delle sue ulteriori ricerche, ha anche documentato le proprietà che caratterizzavano gli elementi radioattivi ei loro composti. Grazie al lavoro di questo premio Nobel polacco, i composti radioattivi sono diventati un’importante fonte di radiazioni sia negli esperimenti scientifici che in medicina, dove sono usati per curare il cancro. Per tutta la vita, Marie ha mantenuto i suoi legami con la Polonia. I vincitori di borse di studio polacche lavoreranno nel Radium Institute, fondato su sua iniziativa a Parigi. Lei stessa avrebbe tenuto conferenze 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 nel mondo intero a vincere questo prestigioso premio e, si spera, non l’ultima.

Punti salienti delle scoperte insignite del Premio Nobel per la Chimica negli ultimi anni

Nella selezione dei premi Nobel, il Comitato per il Nobel segue il criterio di riconoscere soprattutto le scoperte rivoluzionarie per l’umanità, che ampliano il livello delle attuali conoscenze in un determinato 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 premi 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 che hanno condotto 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 così contribuito ad esplorare i meccanismi di 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. Molto spesso, è causato da agenti come i radicali liberi o le radiazioni. La ricerca condotta da questi tre scienziati ha fornito una base per comprendere il meccanismo di evoluzione del mondo animato. I loro risultati vengono applicati nello sviluppo di moderne cure 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 copre 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 spiegava il funzionamento. Anche questa ricerca ha contribuito al progresso della medicina. Facilita notevolmente il lavoro sul trattamento di molte malattie e malattie genetiche. Tali disturbi non solo creano un pericoloso potenziale per lo sviluppo di tumori, ma anche malattie cardiache e varie condizioni infiammatorie. Nel 2011 è stato assegnato il Premio Nobel per la Chimica per una scoperta nel mondo della scienza eccezionalmente unica. Daniel Shechtman, nato in Israele, ha scoperto i cosiddetti quasicristalli, strutture chimiche che assomigliano a un mosaico nella loro struttura. Questo evento è stato particolarmente rivoluzionario perché in precedenza l’esistenza di queste strutture era considerata 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 all’epoca vedeva questa scoperta con grande scetticismo. Per diversi mesi, Shechtman ha cercato senza successo di convincere i suoi colleghi che aveva ragione. Alla fine, gli è stato chiesto di lasciare il gruppo 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 2021

Nel 2021, il Comitato per il Nobel ha preso una decisione diversa dalla diffusa speculazione secondo cui il premio sarebbe stato assegnato agli scienziati responsabili della creazione degli innovativi vaccini a RNA. Questo Premio Nobel per la Chimica 2021 è andato a Benjamin List e David MacMillan. Hanno ricevuto questa distinzione per lo sviluppo della catalisi organica asimmetrica. Alcuni chiamano apertamente questo strumento per la costruzione di molecole chimiche un’opera geniale. Inoltre, il loro metodo ha contribuito all’ulteriore sviluppo della "Chimica verde" , che si sforza di 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. Molte aree di ricerca e industrie dipendono dalla capacità dei chimici di costruire molecole che possono 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 nel 2021 perché nel 2020 hanno sviluppato un terzo tipo di catalisi. Va notato che entrambi gli scienziati hanno condotto le loro ricerche 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 spina dorsale stabile fatta di atomi di carbonio. A questa catena centrale possono essere collegati gruppi chimici più attivi. Questi gruppi contengono spesso 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 si possono creare 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. I vincitori in questione sono Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna. Le signore hanno scoperto uno degli strumenti più affilati dell’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, contribuito alla nascita di nuove terapie antitumorali e 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. Durante lo studio di uno dei batteri che hanno causato il maggior danno all’umanità, lo Streptococcus pyogenes , Emmanuelle Charpentier ha scoperto una molecola precedentemente sconosciuta: il tracrRNA, che fa parte del sistema immunitario dei batteri CRISPR/Cas, che distrugge i virus scindendo 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 ricchezza di conoscenze sull’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. Hanno raggiunto questo obiettivo riprogrammando le forbici genetiche originali. Charpentier e Doudna hanno dimostrato che è facile riscrivere il codice della vita nel punto in cui il DNA viene tagliato. Da quando hanno raggiunto questo obiettivo, l’uso di CRISPR/Cas9 è esploso. Lo strumento che hanno sviluppato ha contribuito a molte scoperte. Gli scienziati specializzati in piante sono in grado di creare colture resistenti a muffe, parassiti o siccità. In medicina, la ricerca è in corso su nuove terapie contro il cancro. C’è una possibilità significativa che il trattamento delle malattie ereditarie non sarà più un problema. Senza dubbio, queste forbici genetiche per molti aspetti hanno inaugurato una nuova era nelle scienze naturali. La scoperta fatta da questi vincitori del Premio Nobel per la Chimica porterà grandi benefici all’umanità. Riferimenti:

1. NobelPrize.org Disponibile online: https://www.nobelprize.org/prizes/lists/all-nobel-prizes-in-chemistry/ (visitato il 27 gennaio 2022).
2. SKŁODOWSKA-CURIE MARIA – Nobel 1903 i 1911 » Polska Światu Disponibile online: https://polskaswiatu.pl/maria-sklodowska-curie-francja/?cli_action=1643457829.31 (consultato il 29 gennaio 2022).
3. Jacobus Hendricus van’t Hoff – Dipartimento di Chimica Disponibile online: https://www.chemistry.msu.edu/faculty-research/portraits/jacobus-hendricus-van-t-hoff/ (visitato il 29 gennaio 2022).
4. Jacobus Henricus van’t Hoff – Primo vincitore del Premio Nobel (1901) Disponibile online: https://www.worldofchemicals.com/482/chemistry-articles/jacobus-henricus-vant-hoff-first-nobel-prize-winner-1901 .html (accesso il 29 gennaio 2022).
5. dzieje.pl – Historia Polski Disponibile online: https://dzieje.pl/ (accesso il 29 gennaio 2022).
6. Ciekawostki o laureatach nagrody Nobla Disponibile online: https://www.wiatrak.nl/12099/ciekawostki-o-laureatach-nagrody-nobla (visitato il 29 gennaio 2022).
7. Alfred Nobel | Biografia, invenzioni e fatti | Britannica Disponibile online: https://www.britannica.com/biography/Alfred-Nobel (accesso il 29 gennaio 2022).
8. Historia literackiej Nagrody Nobla – kim był Alfred Nobel – blog Virtualo.pl Disponibile online: https://virtualo.pl/blog/historia-literackiej-nagrody-nobla-kim-byl-alfred-nobel-w369/ (accesso il 27 gennaio , 2022).
9. Nagroda Nobla 2015 w dziedzinie chemii | Przystanek nauka Disponibile online: https://przystaneknauka.us.edu.pl/artykul/nagroda-nobla-2015-w-dziedzinie-chemii (accesso il 29 gennaio 2022).