جائزة نوبل للكيمياء 2017...مجهر التبريد الإلكتروني

أعلنت لجنة تحكيم جائزة نوبل للكيمياء اليوم الرابع من تشرين الأول عن منح جائزة نوبل لثلاثة علماء من ثلاث دول مختلفة هم البريطاني ريتشارد هندرسون والأمريكي جواشيم فرانك والسويسري جاك دوبوشي اعترافاً بعملهم على "تطوير مجهر التبريد الإلكتروني (أو المجهر التبريدي الإلكتروني) الذي يسمح بمشاهدات الجزيئات المؤلفة للخلية الحيّة بالأبعاد الثلاثة" بحسب ما جاء في رسالة الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم.

والمجهر الإلكتروني هو ليس بمجهر قوامه الدارات الإلكترونية كبديل للعدسات البصرية المستخدمة في المجاهر الشائعة، وإنما لاستخدامه الإلكترونات أو أشعة من الإلكترونات التي تطلق على الجسم المراد تكبير صورته، وهذه الإلكترونات تصدر موجات أقصر بكثير من الأمواج الضوئية عند ارتطامها بالجسم المعني، مما يسمح بتكبير صورة الجسم على نحو كبير للغاية، الأمر الذي يسمح برؤية الإلكترونات نفسها تقريباً.

ولكن التكبير الإلكتروني يعترضه مشاكل كثيرة وكبيرة تتمثل في: 1) إن شعاع الإلكترونات قد يحرق الجزيئة العضوية التي نريد مشاهدتها. 2) أن التكبير يجب أن يكون في وسط مفرغ بحيث لا تمتزج الجزيئة التي نود رؤيتها مع جزيئات أخرى. ولكن الوسط المفرغ هو أمر لا تحتمله البرتينات عموماً. 3) على البنى الجزيئية التي نريد مشاهدتها ألا تتحرك ومصفوفة جيداً لرصدها.

ولمواجهة هذه المشاكل كان السويسري في ثمانينات القرن الماضي قد اكتشف طريقة لتبريد الجزيئات (ومن هنا صفة التبريدي للمجهر) بما يجعلها تتوقف عن الحركة ويقيها من أثر ارتفاع حرارتها نتيجة أشعة الإلكترونات المرتبطة بها، وهذه التبريد هو تبريد كبير جداً  (-196 مئوية) ولزمن قصير جداً (أجزاء من الثانية) ولا يضر بالجزيئة. أما الأمريكي فقد اكتشف كيف يمكن التغلب على ضرورة رصف الجزيئات باتجاه محدد وكيف لها أن تكون بوضع طبيعي عشوائي. أما البريطاني فقد قام ببقية العمل المطلوب لإنجاز التكبير وبالأبعاد الثلاثة، وهو أمر لم يتوقف حتى اليوم كما يبين ذلك الشكل المرفق.

عمل كل منهم بمفرده ولكن لولا جهود الثلاثة لما كان المجهر الذي استخدم في أعمال جائزة نوبل للطب لهذا العام.

منحت بالأمس جائزة نوبل للفيزياء، وكانت جائزة نوبل للكيمباء في العام الماضي بخصوص "سيارة جزيئات".