Нобелівські відкриття в нас під боком. Які дослідження впливають на наше життя вже сьогодні

Якщо розібратися, за які наукові результати дають Нобелівські премії у трьох природничих номінаціях, можна побачити, що всі вони діляться на дві групи: «теоретичні» та «прикладні». У першій категорії опиняться дуже цікаві та дуже важливі наукові відкриття, але на життя пересічної людини вони ніяк не впливають і, можливо, не вплинуть ніколи. Це, наприклад, цьогорічна премія з фізики. Досліджувати чорні діри та спостерігати за їхньою «діяльністю» дуже важливо для розуміння Всесвіту. Але ні в медицині, ні в промисловості, ні в побуті це знання особливо не застосуєш.

У другій категорії опиняються дослідження, які вже вплинули на життя багатьох людей, або ж, дуже ймовірно, вплинуть найближчими роками. Як-от цьогорічні премії з хімії, а також з фізіології та медицини. Технологія редагування геному, яку розробили дві цьогорічні лауреатки з хімії, сьогодні використовується в багатьох експериментальних методах лікування і дуже ймовірно, що якісь із них або інші методики із застосуванням «генетичних ножиць» будуть дуже скоро рятувати життя багатьом людям.

Дослідження трьох лауреатів з фізіології та медицини привели до відкриття вірусу гепатиту C. А завдяки цьому були створені діагностичні системи та ліки, здатні повністю вилікувати мільйони людей, що страждають на цю хворобу.

Ми дібрали дослідження, відзначені нобелівськими преміями у 21 столітті, які вже увійшли в наше життя або дуже ймовірно скоро увійдуть в нього.

Родич алмаза

За що: «За експерименти з двовимірним матеріалом графеном»

Номінація: фізика

Коли: 2010 рік

Кому: Андрій Гейм (Нідерланди), Костянтин Новоселов (Великобританія, Росія).

Зі шкільної лави ми знаємо, що і дуже твердий алмаз, і м’який графіт олівця складаються з однаковісіньких атомів вуглецю. Але в цих двох речовинах вони з’єднані між собою по-різному. Тому їхні властивості дуже відрізняються.

Графен також складається з атомів вуглецю, але розташовані вони лише в один шар. Це означає, що графен надзвичайно тонкий, тому його називають «двовимірним кристалом». Раніше вважалося, що цей матеріал не може існувати навіть теоретично. Згодом з’ясувалося, що не лише може, але й існує в реальному світі. Коли ми малюємо простим олівцем у зошиті, то на папері лишаються тонкі шари графіту, а деякі з них, не виключено, складаються з одного шару. Це і є маленькі шматочки графену.

Ця речовина цікава не лише своєю будовою, але і властивостями. Завдяки їм графен може застосовуватися в найрізноманітніших галузях: електроніці, медицині, енергетиці тощо. Зокрема, кілька компаній розробляють графенові акумулятори, які, крім іншого, можуть використовуватися в електромобілях та смартфонах. Використання графену повинно збільшити їхню місткість, зменшити час заряджання та зробити їх легшими. Графен також використовують у світлодіодних лампах, щоб покращити їхні характеристики. Серед інших можливих застосувань цього матеріалу — фільтри, фарби, спортінвентар і навіть бронежилети.

Діти з пробірки

За що: «За розробку технології штучного запліднення»

Номінація: фізіологія та медицина

Коли: 2010 рік

Кому: Роберт Едвардс (Великобританія)

Приблизно кожна десята подружня пара не може мати дітей через медичні проблеми. Раніше більшості з них медицина ніяк не могла допомогти. В 50-их роках минулого століття за розв'язання цієї проблеми взявся британський вчений-фізіолог Роберт Едвардс. Результатом його досліджень стало народження першої в історії «дитини з пробірки» 25 липня 1978 року. Луїзі Браун сьогодні 42 роки, вона має власних дітей, зачатих природним шляхом. Станом на 2018-ий рік у світі народилося 8 мільйонів «дітей з пробірки», які нічим не відрізняються від дітей, зачатих природнім шляхом. Технології допоміжної репродуктивної медицини постійно удосконалюються, що дає змогу народжувати дітей тим людям, які раніше зробити цього не могли.

Акумулятори в наших гаджетах

За що: «За розвиток літій-іонних акумуляторів»

Номінація: хімія

Коли: 2019 рік

Кому: Джон Гудінаф (США), Стенлі Вітінгем (Великобританія), Йосіно Акіра (Японія).

Завдяки зусиллям цих трьох дослідників у 90-их роках минулого століття з’явилися промислово доступні літій-іонні акумулятори. Вони мають достатньо велику місткість і можуть багато разів перезаряджатися, завдяки чому використовуються впродовж років. Сьогодні їх використовують у смартфонах, ноутбуках та найрізноманітніших електронних пристроях, і уявити життя сучасної людини без них надзвичайно складно. Завдяки їм працюють і сучасні електромобілі.

Але це не просто дуже зручний і практичний винахід. Такі акумулятори можуть заряджатися від енергії вітру та сонця, а тому вони — в основі безвуглецевої енергетики. Перехід до такої є ключовою умовою запобігання кліматичної катастрофи.

Небезпечний папіломавірус 

За що: «За вивчення папіломавірусу, що викликає рак шийки матки»

Номінація: фізіологія та медицина

Коли: 2008 рік

Кому: Гаральд цур Гаузен (Німеччина)

Існують десятки типів папіломавірусу людини. Більшість із них не становлять серйозної небезпеки для здоров’я. Але кілька типів можуть стати причиною раку шийки матки — другого із найпоширеніших видів раку в жінок. Також вони можуть становити смертельну небезпеку і для чоловіків. Про це ми дізналися саме завдяки дослідженням Гаральда цур Гаузена.

Сьогодні ми маємо тести, завдяки яким можна виявити папіломавірус та визначити, до якого типу він належить. А також існують вакцини, які дозволяють уникнути зараження. Але навіть без вакцинації серйозних проблем можна уникнути відносно легко завдяки вчасній діагностиці.

Вірус імунодефіциту людини

За що: «За вивчення вірусу імунодефіциту людини»

Номінація: фізіологія та медицина

Коли: 2008 рік

Кому: Франсуаза Барре-Сінуссі та Люк Монтаньє (обидва з Франції)

Цю Нобелівську премію можна порівняти із цьогорічною премією з фізіології та медицини. Цьогорічні лауреати не створили ліків проти гепатиту C, але їхні зусилля в різний час привели до того, що ми дізналися, хто саме є збудником відомої хвороби. А вже згодом з’явилися і методи діагностики, й ефективні ліки.

Двоє французьких вчених, досліджуючи лімфоцити пацієнтів із різними стадіями імунодефіциту, відкрили невідомий науці вірус. А це своєю чергою дало можливість дослідити його будову, життєвий цикл і навчитися його діагностувати. Зрештою були створені різноманітні препарати, які хоча і не здатні повністю вилікувати хворобу, але дозволяють людям з ВІЛ прожити довге і повноцінне життя. Також тривають роботи зі створення вакцини проти ВІЛ, але поки вони не є успішними.

Світло в наших оселях

За що: «За винахід ефективних блакитних світлодіодів, що привели до появи яскравих та енергоощадних білих джерел світла»

Номінація: фізика

Коли: 2014 рік

Кому: Акасакі Ісаму, Амано Хіросі (обидва з Японії), Накамура Шюджі (Японія/США)

Світлодіодні лампи сьогодні широко використовуються для освітлення, зокрема в житлових приміщеннях. Для того, щоб отримати біле світло, яке вони дають, потрібні червоні, зелені та блакитні діоди. Перші два види були створені давно, але блакитний світлодіод виявився «міцними горішком» — багато хто без успіху намагався його створити. Це врешті стало можливим завдяки роботам трьох японських дослідників, які й стали нобелівськими лауреатами з фізики шість років тому.

Світлодіодні лампи, якими ми завдячуємо їм, споживають значно менше електроенергії в порівнянні з іншими видами ламп, водночас світять яскравіше та працюють значно довше. Їх можуть використовувати близько 1,5 млрд людей на нашій планеті, які не мають доступу до електричних мереж, оскільки такі лампи можуть живитися від малопотужних сонячних батарей. Решті користувачів вони допомагають заощаджувати електроенергію і роблять свій внесок у збереження довкілля.

Боротьба зі смертельними паразитами

За що: «За відкриття, що стосуються лікування малярії»

Номінація: фізіологія та медицина

Коли: 2015 рік

Кому: Ту Юю (Китай)

В Україні ми, на щастя, майже не стикаємося з малярією. Але для багатьох тропічних країн вона є справжнім лихом. За даними ВООЗ у 2018-му році на неї захворіли майже 230 мільйонів людей, з яких понад 400 тисяч померли. Найбільше від цієї хвороби страждають саме африканські країни. Традиційно для її лікування використовували хінін або широко обговорюваний у зв’язку з пандемією COVID-19 хлорохін. Але їхня ефективність із часом зменшувалася.

Китайська дослідниця Ту Юю вирішила пошукати нові ефективні ліки в давніх китайських рецептах і, як не дивно, їй це вдалося. У полині однорічному (Artemisia annua) вона знайшла речовину артемізинін, яка виявилася надзвичайно ефективною в боротьбі проти збудника малярії. Вона та її похідні лягли в основу препаратів, які успішно долають малярію.

До речі, того самого 2015-го року іншу половину Нобелівської премії з фізіології та медицини здобули японський дослідник Сатосі Омурата його ірландський колега Вільям Кемпбелл, завдяки яким людство отримало препарати для боротьби із круглими червами — паразитами людей. Ця проблема так само актуальна передусім для найбідніших країн.