노벨 화학상

모든 것은 그에게서 시작되었습니다 – 알프레드 노벨

알프레드 노벨은 탁월한 업적에 대해 상을 수여하는 아이디어의 창시자였습니다. 그는 발명가, 기업가, 과학자 및 사업가였습니다. 그는 시와 희곡도 썼다. 이 스웨덴 엔지니어의 매우 풍부하고 다채로운 삶을 단 몇 문장으로 설명하는 것은 불가능합니다. 1862년 노벨상을 세운 미래의 창업자는 폭발성 및 매우 불안정한 니트로글리세린을 생산하는 공장을 열었습니다. 공장에서 통제되지 않은 폭발 중 하나가 그의 형을 죽음으로 몰아넣었습니다. 기폭장치를 만든 후 발명가로 유명해짐과 동시에 화약류 제조업자로 부를 축적했다. 그는 1867년 다이너마이트를 발명한 것으로 가장 유명합니다. 그의 많은 발명품에는 프라이머, 블라스팅 젤라틴 및 탄도석이 있습니다. 전체적으로 우리는 여러 국가에서 350개 이상의 특허를 노벨에게 물려받았습니다. 그의 다양한 관심이 반영되어 그가 계속해서 세운 상, 1895년에 그 토대를 마련하는 기반이 되었습니다. 그 때 그는 마지막 유언장을 작성했고, 그곳에서 막대한 재산의 상당 부분을 남겼습니다. 상. 그의 이름을 딴 상은 그 자신이 인류의 발전에 상당한 공헌을 한 뛰어난 업적에 대해 수여됩니다. 우리는 그가 왜 발견과 과학 세계에 그의 재산을 바치기로 결정했는지 추측할 수 있을 뿐입니다. 사람으로서 알프레드 노벨은 말이 적은 사람이었습니다. 그는 죽기 몇 달 전에 자신이 결정을 내린 이유를 누구에게도 털어놓지 않았을 것입니다. 오늘날 그것은 1888년의 어떤 사건의 영향을 받은 것으로 추정되며, 그 사건은 일련의 반성을 촉발하고 노벨상을 제정하는 데 절정에 달했을 수 있습니다. 1888년 알프레드의 동생 루드비히는 프랑스 칸에서 사망했다. 신문은 Ludvig의 사망을 보도했지만 Ludvig를 Alfred와 혼동하여 ‘죽음의 상인은 죽었다’라는 제목을 인쇄했습니다.

화학 분야 최초의 노벨상 수상자는?

수상자들은 알프레드 노벨이 사망한 지 4년 후인 1901년에 처음으로 노벨상을 받았습니다. 노벨 화학상은 Jacobus van ‘Hoff에게 돌아갔습니다. 그는 현대 물리 화학의 창시자였습니다. 노벨 위원회는 van ‘Hoff의 선택을 다음과 같이 정당화했습니다. 이 네덜란드 화학자는 화학 발전에 상당한 영향을 미쳤으며 그가 제안한 이론은 오늘날까지 계속 사용됩니다. 1874년 그는 탄소와 인접한 원자 사이의 화학 결합이 정사면체의 모서리를 가리킨다고 가정하여 광학 활동 현상을 설명했습니다. 흥미롭게도 그는 이 획기적인 제안으로 노벨 화학상을 받지 못했습니다. 22세에 그는 화학자들이 분자를 특정한 구조와 3차원 모양을 가진 물체로 인식하도록 하는 혁명적인 아이디어를 발표했습니다. 그는 또한 화학적 친화성의 현대적 개념을 도입했습니다. 그는 묽은 용액과 기체의 거동 사이의 유사성을 입증했습니다. Jacobus van ‘Hoff는 Svante Arrhenius가 1889년에 도입한 전해질 해리 이론도 연구했습니다. van ‘Hoff는 그의 연구를 통해 Arrhenius 방정식에 대한 물리적 실증을 제공했습니다.

마리 스클로도프스카 퀴리

노벨 화학상 수상자 중에는 Marie Skłodowska-Curie가 있습니다. 그녀는 이 권위 있는 상을 두 번이나 수상했습니다. 두 번째로 그녀는 방사능 연구를 위한 물리학 분야에서 남편과 함께 그것을 받았습니다. 그녀의 비범한 과학적 성취와 그녀가 받은 존경은 대부분의 대학에서 여성조차 인정하지 않았고 그녀 자신도 과학 세계에서 자신의 정당한 위치를 위해 싸워야 했을 때 큰 감탄을 불러일으켰습니다. 1911년 Marie Skłodowska-Curie는 이번에 개별적으로 노벨 화학상을 받았습니다. 노벨 위원회는 라듐과 폴로늄이라는 두 가지 방사성 원소를 발견한 그녀를 기리기로 결정했습니다. 이 발견 후에 Marie는 속성에 대한 연구를 계속했습니다. 1910년에 그녀는 순수한 라듐을 생산했습니다. 이런 식으로 그녀는 새로운 요소가 존재한다는 것을 의심의 여지없이 증명했습니다. 그녀의 추가 연구 과정에서 그녀는 또한 방사성 원소와 그 화합물을 특징짓는 특성을 문서화했습니다. 이 폴란드 노벨상 수상자의 연구 덕분에 방사성 화합물은 과학 실험과 의학에서 암 치료에 사용되는 중요한 방사선원이 되었습니다. 평생 동안 Marie는 폴란드와의 관계를 유지했습니다. 폴란드 장학금 수혜자들은 파리에서 그녀의 주도로 설립된 라듐 연구소에서 일하게 됩니다. 그녀는 폴란드에서 강의를 하고 폴란드 과학 저널에 실험 결과를 발표하는 수많은 논문을 발표했습니다. Marie Skłodowska-Curie는 폴란드와 전 세계에서 처음으로 이 권위 있는 상을 수상한 최초의 여성이며 마지막이 아니길 바랍니다.

최근 몇 년 동안 노벨 화학상을 수상한 발견의 하이라이트

노벨상 수상자를 선정할 때, 노벨 위원회는 주어진 분야에서 현재 지식의 수준을 확장하는 인류를 위한 획기적인 발견을 무엇보다도 인정하는 기준을 따릅니다. 상은 특정 발명품에 대해 덜 자주 수여됩니다. 그러나 혁명적 이론 뒤에는 우리의 일상을 변화시키는 많은 특허가 뒤따르는 경우가 많다는 것을 기억해야 합니다. 2015년 노벨 화학상 수상자는 토마스 린달(Tomas Lindahl), 폴 모드리치(Paul Modrich), 아지즈 산카(Aziz Sancar)였습니다. 그들은 DNA 복구에 대한 기계론적 연구에 대해 이 구별을 받았습니다. 그들이 수행한 연구는 세포가 손상된 DNA를 복구할 수 있는 방법과 유전 정보를 보호할 수 있는 방법을 분자 수준에서 설명했습니다. 따라서 노벨 화학상 수상자는 암 발병 메커니즘을 탐구하는 데 기여했습니다. 이것은 종양이 복구 과정에서 장애의 영향임을 나타냅니다. 이러한 손상은 우리 몸에서 항상 발생합니다. 대부분의 경우 자유 라디칼이나 방사선과 같은 물질에 의해 발생합니다. 이 세 과학자가 수행한 연구는 생물계의 진화 메커니즘을 이해하는 기초를 제공했습니다. 그들의 업적은 현대 암 치료법 개발에 적용됩니다. 미국의 Roger D. Kornberg는 진핵 세포의 분자 전사 메커니즘 연구로 2006년 노벨 화학상을 수상했습니다. 그의 과학 연구는 세포 DNA에 저장된 유전 물질을 복사하는 문제를 다룹니다. 유전 물질이 작동하려면 DNA에서 RNA로, 이어서 단백질로 ‘복사’하거나 전사해야 합니다. 노벨상 수상자는 이것이 모든 세포의 생명을 위한 기본적인 과정임을 입증했습니다. 또한 그는 그 기능을 설명하는 모델을 개발했습니다. 이 연구 역시 의학의 발전에 기여했습니다. 그것은 많은 질병과 유전적 장애를 치료하는 작업을 크게 촉진합니다. 이러한 장애는 암 발병의 위험한 가능성뿐만 아니라 심장 질환 및 다양한 염증 상태를 유발합니다. 2011년에 노벨 화학상은 과학 세계에서 매우 독특한 발견으로 수여되었습니다. 이스라엘 태생의 다니엘 셰흐트만(Daniel Shechtman)은 구조가 모자이크와 유사한 화학 구조인 준결정(quasicrystal)을 발견했습니다. 이 사건은 이전에는 이러한 구조물의 존재가 불가능하다고 여겨졌기 때문에 특히 획기적인 것이었습니다. 준결정은 원자가 겉보기에는 규칙적이지만 반복되지 않는 구조로 배열되는 특수한 형태의 고체를 가지고 있습니다. 따라서 원시 세포를 식별하는 것은 불가능합니다. Shechtman은 1982년에 준결정을 발견했습니다. 당시 과학계는 이 발견을 매우 회의적으로 보았습니다. 몇 달 동안 Shechtman은 동료들에게 자신이 옳다고 설득하려 했지만 실패했습니다. 결국 그는 연구팀을 떠나라는 요청을 받았다. 1987년에야 프랑스와 일본 과학자들이 5년 전의 셰흐트만의 발견을 확인했습니다.

2021년 노벨 화학상

2021년에 노벨 위원회는 혁신적인 RNA 백신을 만든 과학자들에게 상을 수여할 것이라는 널리 퍼진 추측과 다른 결정을 내렸습니다. 이 2021년 노벨 화학상은 Benjamin List와 David MacMillan에게 돌아갔습니다. 그들은 비대칭 유기 촉매를 개발한 공로로 이 상을 받았습니다. 일부는 공개적으로 화학 분자를 구축하기 위한 이 도구를 천재적인 작업이라고 부릅니다. 또한 그들의 방법은 자연 환경과의 조화를 유지하기 위해 노력하는 "Green Chemistry" 의 발전에 기여했습니다. 분자를 만드는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 2021년 수상자는 분자 구성 또는 유기 촉매 작용을 위한 정확한 도구를 만들었습니다. 많은 연구 분야와 산업은 탄력 있고 내구성 있는 물질을 형성하고 배터리에 에너지를 저장하거나 질병의 성장을 억제할 수 있는 분자를 구축하는 화학자의 능력에 의존합니다. 이 작업에는 화학 반응을 제어하고 촉진하는 물질인 촉매가 필요합니다. 동시에 그들은 최종 제품의 일부가 아닙니다. 따라서 촉매는 화학자들에게 필수적인 도구입니다. 그러나 오랫동안 과학자들은 촉매에는 금속과 효소의 두 가지 유형만 있다고 믿었습니다. Benjamin List와 David MacMillan은 2020년에 세 번째 유형의 촉매를 개발했기 때문에 2021년 노벨 화학상을 받았습니다. 두 과학자가 서로 독립적으로 연구를 수행했다는 점에 유의해야 합니다. 그들의 과학적 연구의 결과로 그들은 비대칭 유기 촉매 작용을 만들었습니다. 아이디어는 작은 유기 분자를 기반으로 합니다. 이 방법의 한 가지 장점은 확실히 단순합니다. 유기 촉매는 탄소 원자로 구성된 안정적인 백본을 가지고 있습니다. 이 핵심 사슬에는 더 활동적인 화학 그룹이 부착될 수 있습니다. 이 그룹은 종종 산소, 질소, 황 또는 인과 같은 공통 요소를 포함합니다. 궁극적으로 이러한 촉매는 환경 친화적일 뿐만 아니라 생산 비용도 만만치 않습니다. 유기 촉매에 대한 관심의 성장은 주로 비대칭 촉매 작용을 유도하는 능력에서 비롯됩니다. 가장 일반적인 용어로, 분자가 형성될 때 종종 두 개의 서로 다른 분자가 생성될 수 있으며, 이는 그 자체의 거울상입니다. 특히 제약 산업에서 화학자들은 대부분의 경우 이러한 구조 중 하나는 치료 효과가 있고 다른 하나는 독성이 높기 때문에 이러한 형태 중 하나만 생산하기를 원합니다. 비대칭 유기 촉매의 개발은 이 문제를 해결하는 데 크게 기여할 것입니다.

2020년 노벨 화학상

2020년에는 이 권위 있는 상이 두 명의 여성에게 수여되었습니다. 문제의 수상자는 Emmanuelle Charpentier와 Jennifer A. Doudna입니다. 여성들은 유전 공학에서 가장 날카로운 도구 중 하나인 CRISPR/Cas9 유전 가위를 발견했습니다. 그들의 혁신적인 발견 덕분에 과학자들은 이제 동물, 식물 및 미생물의 DNA를 매우 정밀하게 수정할 수 있는 도구를 갖게 되었습니다. 이 기술은 자연 과학에 혁명을 일으키고 새로운 항암 요법의 출현에 기여했으며 유전 질환 치료의 꿈에 더 가까이 다가갔습니다. 과학자들이 생명의 내부 작용에 대해 뭔가를 찾으려면 세포의 유전자를 수정해야 합니다. 이전에는 매우 노동과 시간 집약적인 작업이었습니다. 때때로 그것은 단순히 불가능했습니다. CRISPR/Cas9 유전자 가위를 사용하면 몇 주 안에 생명의 코드를 변경할 수 있습니다. 흥미로운 사실은 이러한 유전자 가위의 발견이 뜻밖이었다는 것입니다. 인류에게 가장 큰 피해를 준 박테리아 중 하나인 Streptococcus pyogenes 를 연구할 때 Emmanuelle Charpentier는 이전에 알려지지 않은 분자인 tracrRNA를 발견했습니다. 이 분자는 CRISPR/Cas 박테리아 면역 시스템의 일부로 DNA를 분할하여 바이러스를 파괴합니다. Charpentier는 2011년에 그녀의 발견을 발표했으며 몇 달 후 RNA에 대한 풍부한 지식을 갖춘 경험 많은 생화학자 Jennifer Doudna와 협력하기 시작했습니다. 그들은 함께 협력하여 박테리아 유전자 가위를 만들고 가위의 분자 구성 요소를 단순화하여 가능한 한 사용하기 쉽도록 했습니다. 노벨 화학상 수상자는 유전 가위를 제어하여 특정 위치에서 선택된 DNA 분자를 절단하는 것이 가능하다는 것을 증명했습니다. 그들은 원래의 유전자 가위를 재프로그래밍하여 이것을 달성했습니다. Charpentier와 Doudna는 DNA가 잘린 지점에서 생명의 암호를 다시 쓰는 것이 쉽다는 것을 보여주었습니다. 그들이 이것을 달성한 이후로 CRISPR/Cas9의 사용이 폭발적으로 증가했습니다. 그들이 개발한 도구는 많은 발견에 기여했습니다. 식물을 전문으로 하는 과학자들은 곰팡이, 해충 또는 가뭄에 강한 작물을 만들 수 있습니다. 의학에서는 새로운 암 치료법에 대한 연구가 진행 중입니다. 유전 질환을 치료하는 것이 더 이상 문제가 되지 않을 가능성이 큽니다. 의심할 여지 없이, 이 유전 가위는 여러 면에서 자연 과학의 새로운 시대를 열었습니다. 이 노벨 화학상 수상자들의 발견은 인류에게 큰 혜택을 가져다 줄 것입니다. 참조:

1. NobelPrize.org 온라인 이용 가능: https://www.nobelprize.org/prizes/lists/all-nobel-prizes-in-chemistry/(2022년 1월 27일 액세스).
2. SKŁODOWSKA-CURIE MARIA – 노벨 1903년 i 1911년 » Polska Światu 온라인에서 사용 가능: https://polskaswiatu.pl/maria-sklodowska-curie-francja/?cli_action=1643457829.31 (1월 29일 액세스), 20
3. Jacobus Hendricus van’t Hoff – 화학과 온라인 이용 가능: https://www.chemistry.msu.edu/faculty-research/portraits/jacobus-hendricus-van-t-hoff/ (2022년 1월 29일 접속).
4. Jacobus Henricus van’t Hoff – 최초의 노벨상 수상자(1901) 온라인 이용 가능: https://www.worldofchemicals.com/482/chemistry-articles/jacobus-henricus-vant-hoff-first-nobel-prize-winner-1901 .html(2022년 1월 29일에 액세스).
5. dzieje.pl – Historia Polski 온라인에서 사용 가능: https://dzieje.pl/(2022년 1월 29일 액세스).
6. Ciekawostki o laureatach nagrody Nobla 온라인 사용 가능: https://www.wiatrak.nl/12099/ciekawostki-o-laureatach-nagrody-nobla(2022년 1월 29일 액세스).
7. 알프레드 노벨 | 전기, 발명 및 사실 | 브리태니커 온라인 이용 가능: https://www.britannica.com/biography/Alfred-Nobel(2022년 1월 29일 액세스).
8. Historia literackiej Nagrody Nobla – kim był Alfred Nobel – 블로그 Virtualo.pl 온라인 사용 가능: https://virtualo.pl/blog/historia-literackiej-nagrody-nobla-kim-byl-alfred-nobel-w369/(1월 27일 액세스 , 2022).
9. Nagroda Nobla 2015 w dziedzinie chemii | Przystanek nauka 온라인 사용 가능: https://przystaneknauka.us.edu.pl/artykul/nagroda-nobla-2015-w-dziedzinie-chemii(2022년 1월 29일 액세스).