Powered by
YourMailinglist Provider.com
  ดูจดหมายข่าวเก่า

             บทความวิทยาศาสตร์ #219              

  รางวัลโนเบลวิทยาศาสตร์ 2005  

  สาขาเคมี : เมตาทีสิส ปฏิกิริยาคาร์บอนสลับคู่  
        จากผลงานปฏิวัติวงการเคมีอินทรีย์สังเคราะห์ ทำให้การสังเคราะห์สารประกอบคาร์บอนเรียบง่ายขึ้น มีประสิทธิภาพสูง และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
        นักเคมีอินทรีย์สามท่านได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีร่วมกัน ได้แก่ อีฟส์ โชแวง (Yves Chauvin)  นักวิจัยชาวฝรั่งเศสจากสถาบันปิโตรเลียมฝรั่งเศสในรูแอมาลเมซง และสองนักวิจัยชาวอเมริกัน ได้แก่ โรเบิร์ต เอช. กรับบส์ (Robert H. Grubbs) จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย (คาลเท็ค) และ ริชาร์ด อาร์. ชร็อค (Richard R. Schrock) จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแมสซาชูเซ็ตส์ (เอ็มไอที)
        ทั้งสามท่านมีส่วนในการสร้างความเข้าใจและใช้ปฏิกิริยาเคมีอินทรีย์ที่เรียกว่า เมตาทีสิส (Metathesis) หรือ โอเลฟิน เมตาทีสิส (Olefin Metathesis) ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับโมเลกุลที่มีพันธะคู่อยู่ระหว่างอะตอมคาร์บอน ในปฏิกิริยานี้พันธะ คู่จะแตกออกแล้วจับตัวกันใหม่ โดย  หมู่ต่างๆ ในโมเลกุลมีการเปลี่ยนตำแหน่ง กัน คล้ายๆ กับคู่เต้นรำที่เปลี่ยนคู่กันระหว่างการเต้นรำอย่างไรอย่างนั้น การเปลี่ยนหมู่นี้เกิดขึ้นโดยความช่วยเหลือจากตัวเร่งๆ ปฏิกิริยาที่มีอะตอมของโลหะเป็นองค์ประกอบ
        นักเคมีรู้จักปฏิกิริยานี้ตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1950 (ประมาณพ.ศ. 2493) ในตอนนั้นถึงแม้จะรู้ว่ามัน “ใช้ได้” แต่ก็ยังไม่มีใครทราบว่าปฏิกิริยานี้มีกลไกเป็นเช่นไร จนกระทั่งประมาณพ.ศ. 2513 โชแวงซึ่งศึกษาโลหะคาร์บีน (อัลคีไลด์) และนำเสนอกลไกใหม่ที่ สารประกอบโลหะชนิดนี้ทำงานในปฏิกิริยาเมตาทีสิส ซึ่งสามารถอธิบายการทดลองก่อนหน้านี้ที่ใช้ปฏิกิริยาเดียวกันนี้ได้ทั้งหมด
        ต่อมาภายหลังนักวิจัยคนอื่นๆ ได้พยายามพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพเพื่อใช้ในปฏิกิริยาเมตาทีสิส ในพ.ศ. 2533 ชร็อคก็ได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูง จากโลหะโมลิบดีนัมและทังสเตน  และอีกสองปีต่อมา กรับบส์ก็พัฒนา ตัวเร่งปฏิกิริยาจากโลหะรูทีเนียม ซึ่งมีประสิทธิภาพดีกว่า มีความเสถียร  เมื่ออยู่ในอากาศ
        การค้นพบนี้เป็นตัวอย่างอย่างชั้นดีที่ชี้ให้เห็นว่า การค้นพบทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานมีความสำคัญทั้งต่อสังคมและสิ่งแวดล้อม เนื่องจากสามารถนำปฏิกิริยานี้ไปประยุกต์ใช้ได้อย่างหลากหลายในอุตสาหกรรมเคมีอินทรีย์ เช่น อุตสาหกรรมยา เพื่อสร้างยาชนิดใหม่ๆ การผลิตสารเติมแต่งในเชื้อเพลิงและพอลิเมอร์ และเนื่องจากปฏิกิริยานี้ช่วยลดปริมาณของเสียอันตรายโดยช่วยลดขั้นตอนการผลิตสาร จึงถือว่าเป็น “เคมีสีเขียว” ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

  สาขาฟิสิกส์ : ทัศนศาสตร์ควอนตัม  
         การทำความเข้าใจธรรมชาติทางควอนตัมของแสง และการควบคุมเลเซอร์ให้เป็นเครื่องมือวัดที่แม่นยำสูง คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ไปครอง
        มีนักวิจัยสามคนที่ได้รับรางวัล  ไป โดยรางวัลครึ่งหนึ่ง มอบแด่ ศ. รอย กลอเบอร์ (Roy Glauber) จากมหาวิทยาลัยฮาร์เวิร์ด ในผลงานการนำฟิสิกส์ควอนตัมมาผสมผสาน กับวิชาทัศนศาสตร์ (Optics) แบบเก่า ส่วนรางวัลอีกครึ่งหนึ่งมอบแด่นักฟิสิกส์สองท่านคือ จอห์น ฮอลล์ (John Hall) จากมหาวิทยาลัยโคโลราโด ที่โบลเดอร์ และ เทโอดอร์ แฮนช์ (Theodor Hansch) จากมหาวิทยาลัยลุดวิกแมกซิมิเลียน นคร  มิวนิก เยอรมนี จากผลงานพัฒนาสเปกโทรสโคปีของเลเซอร์ ซึ่งใช้เป็นเครื่องมือวัดที่แม่นยำ
        งานของศ. กลอเบอร์นั้น มุ่งทำความเข้าใจปรากฏการณ์ทางแสงในขอบเขตของฟิสิกส์ควอนตัม โดย ตีพิมพ์ผลงานเมื่อ พ.ศ. 2506 ที่แสดงให้เห็นว่าสามารถใช้ทฤษฎีสนาม  ควอนตัม มาอธิบายสิ่งที่เรียกว่า “ออปติคัล โคเฮียแรนซ์”(Optical Coherence) ได้ การค้นพบนี้ทำ   ให้ ศ. กลอเบอร์กลายเป็นผู้มีบทบาทสำคัญในการบุกเบิกความรู้ในสาขาทัศนศาสตร์ควอนตัม (Quantum Optics) ซึ่งเป็นการประยุกต์ใช้ ทฤษฎีควอนตัมกับแสง ผลพวง จากเรื่องนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์มี ความเข้าใจเกี่ยวกับเลเซอร์ดีขึ้น และเข้าใจถึงกระบวนการปลดปล่อย โฟตอนของอะตอมและโมเลกุลที่ถูกกระตุ้น
        ส่วนงานของฮอลล์ และแฮนช์นั้นต่างคนต่างศึกษาโดยนำผลดังกล่าวมาสร้าง “หวีออปติก” (optical comb) อัน เป็นอุปกรณ์เลเซอร์ที่ใช้ วัดความถี่ของแหล่งกำเนิดแสงที่มีความแม่นยำ และมีการนำอุปกรณ์นี้ไปใช้งานหลายด้าน เช่น ใช้ในระบบนำทางใช้ในการศึกษาทางจักรวาลวิทยา เนื่องจากหวี ออปติก มีส่วนในการพัฒนานาฬิกาแสงรุ่นใหม่ที่มีความแม่นยำสูงอุปกรณ์นี้ยังนำไปสู่การกำหนดนิยามใหม่ของวินาทีและช่วยปรับปรุงความแม่นยำของสัญญาณที่ส่งออกมาจากระบบจีพีเอสด้วย

  สาขาการแพทย์/สรีรวิทยา : แบคทีเรียก่อโรคกระเพาะอาหาร  
         แด่คุณหมอผู้กล้าท้าทายและ ลบล้างความเชื่อของวงการแพทย์ ว่าสาเหตุของโรคกระเพาะอาหารมาจากแบคทีเรีย
        นักวิจัยที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ประจำปีนี้มีสองท่าน คือ  ดร.โรบิน วอร์เรน (Robin Warren) และคุณหมอ แบรรี่ มาร์แชล (Barry Marshall) ผู้พิสูจน์ว่า โรคแผลในกระเพาะอาหารนั้นเกิดจากแบคทีเรียที่มีชื่อว่า เฮลิโคแบคเทอร์ ไพโลไร เราจะพบแบคทีเรียชนิดนี้ในกระเพาะคนมากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ ส่วนในประเทศกำลังพัฒนานั้นพบได้ในทุกคน ซึ่งเป็นการติดเชื้อตั้งแต่วัยเด็ก และแบคทีเรียจะอยู่ในกระเพาะของเราไปจนชั่วชีวิต แต่ในคนส่วนใหญ่จะไม่เกิดอาการ ใดๆ มีผู้ติดเชื้อเพียง 10-15 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น ที่จะเป็นโรคกระเพาะ
        นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองท่านค้นพบเรื่องนี้ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1980 (ประมาณ พ.ศ. 2523) คุณหมอมาร์แชลนั้นถึงกับใช้ตนเองเป็นหนู ทดลอง โดยดื่มเชื้อแบคทีเรียดังกล่าวเข้าไป (อ่านรายละเอียดได้จากบทความ เรื่องรางวัลโนเบลแด่ชายผู้หาญกล้า กลืนกินเชื้อโรค ภายในเล่ม) แต่กว่าจะโน้มน้าวให้ประชาคมการแพทย์เชื่อตามได้ ก็ต้องใช้เวลานานพอสมควร เนื่องจากแนวคิดเช่นนี้ในขณะนั้น เป็นแนวคิดที่แปลกพิสดาร
        แต่ในที่สุดผลงานของทั้งคู่ก็ได้ รับการยอมรับ ปัจจุบันเราทราบว่า แบคทีเรียชนิดนี้ทำให้เกิดแผลที่ลำไส้มากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์และก่อให้เกิดแผลที่กระเพาะอาหารมากกว่า 80  เปอร์เซ็นต์ ก่อให้เกิดการยกเครื่องวิธีการรักษาโรคกระเพาะกันใหม่ โรค กระเพาะกลายเป็นโรคที่สามารถรักษาได้รวดเร็วโดยการให้ยาปฏิชีวนะ

แหล่งข้อมูล

http://news.bbc.co.uk/2/hi/asia-pacific/4307826.stm
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4311832.stm
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4318888.stm
http://news.nature.com//news/2005/051003/051003-7.html
http://news.nature.com//news/2005/051003/437800a.html
http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn8108
http://www.newscientist.com/channel/fundamentals/dn8095

                                               โดย... กองบรรณาธิการ

พบกับเรื่องนี้ได้ที่ :
http://update.se-ed.com/219/nobel2005.htm

กลับไปหน้าบทความ/สารคดี