Intervista a J. P. Sauvage, Premio Nobel 2016 per la Chimica per “il design e la sintesi di macchine molecolari”

Il premio Nobel per la Chimica 2016 è stato assegnato a Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart e Bernard L. Feringa “per il design e la sintesi di macchine molecolari”.

Il prof. Sauvage si è gentilmente offerto per una videointervista a Chimicare, che riportiamo di seguito. Vorrei però prima introdurre brevemente la ricerca che ha portato questi tre scienziati a vincere il Nobel.

disegno semplificato di un ascensore molecolare

disegno semplificato di un ascensore molecolare

Una macchina molecolare è in pratica una struttura complessa, formata da una o più molecole che interagiscono tra di loro e che rispondono ad uno stimolo attraverso una forma di movimento, con un meccanismo che somiglia al funzionamento di una macchina macroscopica, come un ascensore, un braccio robotico o una automobile. Le macchine molecolari non sono un’invenzione dell’uomo, anzi gli esempi in natura sono innumerevoli, come gli enzimi o le proteine: complessissimi robot che per facilitare una reazione chimica possono manipolare le molecole, spostandole da una parte e dell’altra, utilizzando “pinze” e “ganci” per afferrarle e trasportarle. Il lavoro di questi tre scienziati ha permesso di riprodurre in piccola scala alcuni di questi meccanismi. Hanno ottenuto, per esempio, una nanoautomobile capace di muoversi su una superficie; un ascensore molecolare, in cui una molecola ad anello si muove lungo un “cavo molecolare” costituito da una catena di atomi legati tra di loro; un muscolo artificiale, nel quale due molecole composte da una lunga catena di atomi sono vincolate tra di loro ma libere di scorrere, in risposta a specifici stimoli, allungandosi e contraendosi.

Jean-Pierre Sauvage è stato il primo a rendere fattibile la sintesi di molecole, chiamate non a caso catenani, costituite da più anelli legati tra di loro non più da legami chimici “ordinari”, ma attraverso una semplice interconnessione meccanica. Queste molecole sono infatti intrecciate tra di loro come gli anelli di una catena: sono liberi di muoversi l’uno rispetto l’altro ma sono vincolati a restare insieme. Un’altra classe di molecole studiate di fondamentale importanza sono stati i rotaxani. Nei rotaxani un anello è capace di scorrere lungo un filo molecolare, le cui estremità sono bloccate in modo che l’anello non possa liberarsi. Queste molecole sono state gli elementi di base che hanno permesso poi la costruzione di architetture più complesse.

esempi di nodi molecolari

esempi di nodi molecolari

Institut de Science et d'Ingéniérie Supramoléculaires di Strasburgo

Institut de Science et d’Ingéniérie Supramoléculaires di Strasburgo

L’appuntamento con Jean-Pierre Sauvage era programmato per la mattina di lunedì 10 ottobre, nel suo ufficio, all’Institut de Sciences et d’Ingénierie Supramoléculaire di Strasburgo. Ci ha accolti calorosamente con un inaspettato italiano: sua moglie Carmen, con la quale sono sposati da più di quarant’anni, è infatti di origini italiane! Nonostante avesse ancora più di mille email a cui rispondere e una agenda veramente serrata, era comunque riuscito a trovare il tempo anche per noi di Chimicare.
Ci siamo quindi recati al sesto piano dell’edificio, dove ci attendeva una immensa terrazza con una vista mozzafiato sulla città, la sua bellissima cattedrale e il parlamento europeo. Considerate le temperature non proprio estive abbiamo comunque deciso di restare all’interno, in una grande sala per ricevimenti, in cui facevano bella mostra una impressionante collezione di numeri della rivista “Science” e due poltrone dall’aspetto molto comodo. Dopo aver preparato tutta l’attrezzatura, le luci e i microfoni per le riprese, abbiamo quindi iniziato la nostra chiacchierata.

Giuseppe Alonci dell'associazione Chimicare-intervista il Nobel per la Chimica J. P. Sauvage

Giuseppe Alonci dell’associazione Chimicare intervista il Nobel per la Chimica J. P. Sauvage

G. Alonci – Prof. Sauvage, grazie di essere qui e di dedicarci un po’ del suo tempo. Può spiegarci in breve il lavoro che l’ha portata a vincere il Nobel?

J. P. Sauvage – Beh, ho lavorato molto duramente! Probabilmente la cosa più importante è stata affrontare molti problemi, nelle scienze molecolari in generale. Abbiamo anche cambiato argomento molto spesso, non ci siamo mai limitati a un solo ambito ben preciso, e ad un certo punto abbiamo avuto la sensazione che uno dei nuovi temi che avevamo appena iniziato a investigare – cioè le “molecole dinamiche”, molecole che si possono muovere e possono essere messe in movimento – era molto promettente, innovativo e poco trattato in passato.

G. Alonci – In questi giorni molti giornalisti hanno preparato e scritto articoli a proposito delle sue ricerca: ha notato qualche errore, qualcosa che è stato male interpretato a proposito del suo lavoro? Qualcosa che lei vorrebbe assolutamente chiarire?

J. P. Sauvage – Voglio chiarire che noi abbiamo fatto ricerca di base, scienza di base. Penso che sia un problema veramente generale, quando sei intervistato dai giornalisti o quando scrivono del tuo lavoro enfatizzano le applicazioni, ma mi sento di dire che c’è una grande distanza tra la scienza di base e le applicazioni.

struttura 3D di un rotaxano a base ciclodestrinica

struttura 3D di un rotaxano a base ciclodestrinica

G. Alonci – Quanto è importante allora che oggi si faccia ricerca di base? Spesso anche per ottenere i fondi è richiesta una qualche possibile applicazione in vista. Quindi perché è così importante invece investire denaro, tempo e sforzi sulla ricerca di base?

J. P. Sauvage – È un’ottima domanda e la risposta è molto semplice: tutto viene dalla ricerca di base. Tutta la tecnologia che utilizziamo nella vita di tutti i giorni, dai computer alla medicina, tutto deriva dalla scienza. La scienza, e quindi la ricerca di base, sono all’origine e solo dopo arrivano le applicazioni tecnologiche.

G. Alonci – Concordo completamente con lei. Per uno scienziato, specialmente all’inizio della sua carriera, è importante trovare la persona giusta che lo guidi e gli permetta di crescere professionalmente. Chi è stato lo scienziato che la ha influenzata di più?

Jean-Pierre Sauvage

Jean-Pierre Sauvage

J. P. Sauvage – È difficile da dire. Ho studiato con Jean-Marie Lehn (n.d.r. supervisor di Sauvage durante il dottorato, vincitore del premio Nobel per la Chimica nel 1987 e uno dei maggiori fautori dell’Istituto di Scienza e Ingegneria Supramolecolare, dove attualmente continua a gestire il suo gruppo di ricerca e dove lavorano anche Sauvage e Martin Karplus, premio Nobel per la Chimica nel 2013) e lui ovviamente ha avuto una forte influenza su di me, specialmente per il modo di affrontare i problemi, per il modo di gestire il suo gruppo di ricerca – stando molto vicino alle persone, come cerco di fare anche io – e certamente anche dal punto di vista scientifico. Un altro evento importante è stato l’incontro con Malcolm Green, quando ero post-doc in Inghilterra, a Oxford, e lui era il mio capo. Ho imparato la chimica inorganica, la chimica dei metalli di transizione, la chimica organometallica, e credo che questo abbia avuto un impatto molto grande per il futuro della mia ricerca.

G. Alonci – Come è cambiata la chimica, e la scienza in generale, dall’inizio della sua carriera?

J. P. Sauvage – Questa è davvero una domanda difficile! Beh, io ho iniziato la mia carriera, cioè sono diventato ricercatore indipendente nel 1979, quando ero relativamente giovane, 34-35 anni, e devo ammettere che era più facile ottenere i fondi. Ovviamente non era facilissimo, era comunque necessario impegnarsi per presentare bene il proprio lavoro, il proprio progetto di ricerca, ma era indubbiamente più facile di oggi.

G. Alonci – Forse anche la chimica è cambiata un po’, oggi la chimica è legata a ogni altra disciplina ed il chimico deve confrontarsi con medici, ingegneri, fisici. Ci sono anche dei nuovi campi che sono completamente interdisciplinari, come le nanotecnologie. Lei pensa che il pubblico ha compreso questa nuova chimica o vedono il chimico ancora come una persona che gioca con le provette?

nanoautomobile

nanoautomobile

J. P. Sauvage – Penso che l’immagine che il pubblico ha della chimica sia molto sfocata, non è per niente chiara. Per quanto riguarda la prima parte della tua domanda, anche alcuni decenni fa la chimica era molto interdisciplinare. Quello che è davvero cambiato è l’introduzione di nuove tecniche e nuove strumentazioni estremamente potenti, che oggi sono assolutamente obbligatorie, così come i metodi di analisi e di studio delle molecole: questo è stato veramente un grande cambiamento.

G. Alonci – Quanto è importante per uno scienziato l’essere coinvolto nella comunicazione con il grande pubblico?

J. P. Sauvage – Questo è un punto interessante: è molto importante. Sai, nella maggior parte dei casi quello che facciamo nei nostri laboratori è pagato con i soldi dei contribuenti e credo che la popolazione meriti di essere informata su ciò che è stato fatto con quel denaro. È molto importante anche che gli scienziati comprendano che alcune scoperte sono molto importanti, altre meno, ma è estremamente importante anche comunicare.

G. Alonci – Come è possibile essere uno scienziato di alto livello e ancora trovare il tempo per una famiglia e una vita personale? Spesso ai giovani scienziati viene detto che devono sacrificare qualcosa, come pensa sia possibile trovare un equilibrio?

nanoingranaggi derivanti da nanotubi di carbonio

nanoingranaggi derivanti da nanotubi di carbonio

J. P. Sauvage – Alcuni dicono che far parte della comunità scientifica è come far parte di una religione. Io non sono per nulla d’accordo: ho avuto una vita normale, ho vissuto bene con mia moglie, abbiamo avuto un figlio e lo abbiamo cresciuto senza problemi, tutte le estati siamo stati in vacanza tre settimane. Normalmente lavoravo il sabato ma mai la domenica. Penso di avere avuto una vita personale molto piacevole e normale.

G. Alonci – Grazie mille, ora l’ultima domanda e forse la più difficile. Io ho appena iniziato la mia carriera scientifica, sono solo un dottorando del secondo anno. Qual è il suo miglior consiglio per me?

J. P. Sauvage – Dovresti costruirti la tua cultura personale. Il periodo del dottorato, e del post-dottorato quando farai uno o due anni di post-doc, è il migliore per leggere più che puoi, anche in campi diversi da quelli del tuo ambito di ricerca. Quello che costruirai in questo periodo durerà per molti anni. I primi cinque anni della tua vita da scienziato saranno i più importanti per la tua carriera. Cerca di imparare più che puoi e anche se sei solo al primo o secondo anno del tuo dottorato prendi un foglio di carta e butta giù qualche idea per un possibile progetto di ricerca, anche un’estensione di qualcosa che hai già fatto ma che ti possa dare un’idea. Anche se ancora non è chiara cerca di approfondirla. Dall’inizio poniti la domanda: dovrei essere in grado di delineare un progetto? Di essere avventuroso per conto mio?

E' di seguito riportato il video originale dell'intervista:


Letture consigliate:

How molecules became machines   [a cura della Reale Accademia delle Scienze Svedese]

Institut de Sciences et d’Ingénierie Supramoléculaire   [sito web ufficiale]

 

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