Нобелевскую премию по химии присудили за литий-ионные батареи

В среду, 9 октября, представители Королевской шведской академии наук огласили в Стокгольме решение о присуждении Нобелевской премии по химии за 2019 год. Лауреатами стали трое ученых – Джон Гуденаф, Стэнли Уиттингем и Акира Ёсино – «за развитие литий-ионных батарей».

Литий-ионные батареи широко применяются в современной бытовой электронике – в мобильниках, ноутбуках, цифровых фотокамерах и электромобилях. Эти аккумуляторы, говорится в сообщении Нобелевского комитета, произвели революцию в нашей жизни: «Своей работой лауреаты премии по химии этого года заложили основу беспроводного, свободного от полезных ископаемых общества».

Первый литий-ионный аккумулятор был выпущен японцами в 1991 году. Изобретателем этого вида аккумулятора называют Акиру Ёсино. Ему удалось исключить из батареи чистый литий, вместо этого полностью используя ионы лития, которые безопаснее чистого лития. Это сделало аккумулятор работоспособным на практике. Американец Джон Гуденаф предложил кобальтит лития в качестве катода в литий-ионном аккумуляторе. Будучи в преклонном уже возрасте, Гуденаф не оставляет своих изысканий: по его мнению, есть такие ученые, к которым самые важные научные достижения приходят в пожилом возрасте. В последние годы Джон Гуденаф занимался работой над новым видом аккумулятора, в котором металл заменён стеклом.

Другой лауреат-2019, Стэнли Уиттингем, в начале 1970-х годов использовал огромный потенциал лития для выделения внешнего электрона, когда он разработал первую функциональную литиевую батарею.

В преддверии Нобелевской недели многие СМИ и интернет-ресурсы выпустили прогнозы насчет возможных лауреатов-2019. Среди тех, кто сумел определить лауреатов «Нобеля» по физике, оказались авторы сайта Inside Science, «предсказавшие» победу астрофизика Мишеля Майора и астронома Дидье Кело, открывших экзопланету, вращающуюся вокруг звезды солнечного типа. С химиками прогноз издания не сработал.

В этом году лауреатами Нобелевской премии по химии могли бы стать ученые, разработавшие материалы с губчатыми отверстиями на наноуровне, прогнозировало издание Inside Science: «Один из этих материалов, называемый MOF-210, настолько пористый, что если вы возьмете его кубический сантиметр и выложите все внутренние поверхности на ровную поверхность, он покроет почти пять баскетбольных площадок… Эти материалы изготавливаются путем создания решетки из ионов металлов, связанных с органическими «линкерными» молекулами. Получающаяся в результате клеткообразная структура может содержать большое количество жидкости или газа. Омар Ягхи, химик из Калифорнийского университета в Беркли, является одним из лидеров в области металлических органических каркасов (а также других материалов, которые могут быть изготовлены путем соединения молекулярных строительных блоков в сложные структуры). Он уже продемонстрировал, как один из его материалов может высасывать питьевую воду из воздуха пустыни. Металлические органические каркасы также обещают извлекать улавливающий тепло углекислый газ из выхлопных газов и хранить опасные газы».

Химия касается не только Земли, – продолжает строить свои прогнозы Inside Science, – в пыльных облаках галактик, расположенных далеко друг от друга, молекулы собираются или распадаются. «Нобелевская премия в этом году может достаться ученому, который посвятил себя как химии, так и астрономии. Эвин ван Дисохек, голландский астрохимик, помог преобразовать эту область от простой каталогизации молекул в космосе до построения понимания того, как эти молекулы взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой. Цель ученых — понять происхождение звезд и планет — и, в конечном счете, космическое происхождение строительных блоков жизни».

Также, по мнению Inside Science, премии по химии в 2019 году достойны ученые, внесшие вклад в изучение ДНК. Вот, что пишет издание: «Полициейские прибыли на место ужасного преступления. Они берут образцы крови и других биологических жидкостей и отправляют их в лабораторию для анализа. Позже в суде обвинение показывает, что ДНК в крови с места преступления совпадает с ДНК подозреваемого. Такая последовательность событий знакома всем, кто смотрит криминальные драмы по телевизору или участвует в реальных судах. Нобелевская премия по химии в этом году может признать ученых, чьи работы сделали такие сцены возможными. В 1970-х годах британский ученый Эдвин Саузерн разработал технику, называемую «Саузерн-блотт», которая позволяет обнаруживать определенные последовательности ДНК в образцах, содержащих весь геном организма. Британец Алек Джеффрис использовал технику для разработки ДНК-дактилоскопии, которая может отличать людей друг от друга. Применение технологий выходит далеко за рамки преступности. Они помогли ученым изучить наследственные заболевания, происхождение и миграцию человека, генетическое разнообразие исчезающих видов и многое другое».

Примерно в половине случаев «Нобеля» по химии вручали одному-единственному лауреату (63 раза). И примерно одинаковое количество раз награду присуждали двоим и троим ученым. В прошлом году «Нобеля» по химии получили трое ученых из США и Великобритании: Фрэнсис Арнольд, Джордж Смит и сэр Грегори П. Винтер. Их труды по направленной эволюции химических молекул помогают развитию «зеленой» химии и борьбе с тяжелыми заболеваниями. Вообще, по статистике, большинство среди нобелевских лауреатов по химии составляют ученые из Соединенных Штатов, второе место принадлежит Германии, а третье – Великобритании. Между тем, первым «химическую» нобелевскую награду получил голландец Якоб Хендрик Вант-Гофф. С тех пор, с 1901 по 2018 год Нобелевская награда по химии присуждалась 110 раз. Есть среди лауреатов и единственный человек, получивший Нобелевскую премию по химии дважды. Это Фредерик Сангер, удостоившийся награды в 1958 и 1980 гг. Но в числе награжденных химиков есть и другие «дважды нобелевцы»: американский химик и активист Линус Паулинг (премия по химии 1954 года и премия мира 1962 года), а также Мари Кюри, получившая также премию по физике. Как и в случае с «Нобелем» по физике, премия по химии остается преимущественно мужской наградой. Женскую часть удостоенных премии химиков составляют Мари Кюри, ее дочь Ирен Жолио-Кюри, Дороти Кроуфут Ходжкин, Ада Йонат и награжденная в 2018 году Фрэнсис Арнольд. Средний возраст лауреатов премии по химии составляет 58 лет. Самым молодым награжденным стал 35-летний Фредерик Жолио, получивший вместе со своей женой Ирен Жолио-Кюри премию 1935 года. А самым пожилым – 85 лет – на момент награждения являлся Джон Б. Фенн (2002 г.) – до нынешнего оглашения имен лауреатов. Пальму первенства у Фенна перехватил в этом году американский ученый Джон Гуденаф в возрасте 97 лет!

И о грустном: двум Нобелевским лауреатам по химии пришлось отказаться от награды. Гитлер запретил немцам принимать ее, и ученые Рихард Кун и Адольф Бутенандт остались без премии в 1938-1939 г. Потом им вручили Нобелевскую медаль и диплом, но не денежную сумму.

Читайте также: Нобелевскую премию по физике «увели» у россиян

https://www.mk.ru/science/2019/10/09/nobelevskuyu-premiyu-po-khimii-prisudili-za-litievoionnye-batarei.html