Hãy thử đặt hai bàn tay cạnh nhau. Chúng gần như giống hệt, nhưng dù xoay theo cách nào, bàn tay trái cũng không thể chồng khít hoàn toàn lên bàn tay phải. Trong thế giới vi mô, các phân tử hóa học cũng tồn tại một hiện tượng y hệt.
Đó là tính bất đối xứng, hay còn gọi là tính “thuận tay” của phân tử. Đặc tính này khiến các phân tử tương tác rất khác nhau khi đi vào cơ thể sống. Vì thế, việc tìm cách kiểm soát “bàn tay” của phân tử không chỉ là một bài toán lý thuyết của hóa học, mà còn là vấn đề mang tính sống còn trong việc sản xuất dược phẩm phục vụ con người.
Nhờ công trình giải mã bí ẩn này, hai nhà khoa học Henri B. Kagan (95 tuổi, người Pháp) và Kenso Soai (76 tuổi, người Nhật Bản) đã được xướng tên tại giải Nobel Hóa học 2026.
Từ một khái niệm tưởng chừng trừu tượng, khám phá của họ đã tạo ra cuộc cách mạng thực sự trong ngành công nghiệp dược phẩm, giúp bảo vệ sức khỏe của hàng triệu người.
Trong tự nhiên, nhiều phân tử tồn tại dưới hai dạng là ảnh phản chiếu của nhau (như tay trái và tay phải) với cùng thành phần cấu tạo nhưng ngược chiều trong không gian.
Năm 1848, nhà hóa học và vi sinh vật học người Pháp Louis Pasteur – “cha đẻ” của ngành vi sinh vật học hiện đại - đã phát hiện ra điều này và nhận thấy một sự thật kinh ngạc: sự sống trên Trái Đất vô cùng "kén chọn". Các phân tử đường cấu tạo nên ADN hay các axit amin trong protein con người gần như chỉ sử dụng đúng một dạng (toàn tay trái hoặc toàn tay phải).
Trong tự nhiên thì như vậy, nhưng khi con người tổng hợp hóa chất trong phòng thí nghiệm, sản phẩm thu được thường lẫn lộn 50% "tay trái" và 50% "tay phải."
Suốt hơn một thế kỷ, việc phải làm thế nào để buộc phản ứng hóa học chỉ tạo ra một dạng phân tử duy nhất theo ý muốn vẫn là thách thức lớn đối với toàn nhân loại.
Vì sao việc bắt phân tử phải "chọn tay" lại mang tính sống còn? Câu trả lời nằm ở chính cơ thể chúng ta. Do cơ thể con người cũng được cấu tạo từ các phân tử bất đối xứng, chúng ta phản ứng rất khác nhau với hai dạng "trái - phải" của cùng một loại thuốc. Một dạng có thể là thần dược chữa bệnh, nhưng dạng phản chiếu của nó lại vô dụng, thậm chí mang độc tính chết người.
Lịch sử y học từng chứng kiến bi kịch đau xót vào đầu những năm 1960 với Thalidomide. Loại thuốc an thần dành cho phụ nữ mang thai này chứa cả hai dạng phân tử: một dạng giúp giảm ốm nghén cực kỳ hiệu quả, nhưng dạng "ảnh gương" còn lại đã gây dị tật bẩm sinh nghiêm trọng cho hàng nghìn trẻ sơ sinh trên toàn thế giới.
Bi kịch Thalidomide là hồi chuông cảnh tỉnh, buộc giới khoa học nhận ra rằng: trong sản xuất dược phẩm, việc lọc bỏ hoàn toàn dạng phân tử “sai” là vấn đề sinh tử. Và đây chính là lúc công trình của Henri B. Kagan và Kenso Soai tỏa sáng.
Vào những năm 1980, nhà hóa học Henri Kagan đã tạo ra bước đột phá khi phát hiện ra "hiệu ứng phi tuyến". Trước đây, giới khoa học tin rằng muốn có 100% sản phẩm là phân tử "tay trái", chất xúc tác cũng phải là 100% "tay trái."
Nhưng Kagan đã chứng minh: chỉ cần một lượng chất xúc tác nhỉnh hơn đôi chút ở dạng "tay trái", nó có thể định hướng và khuếch đại để sản phẩm cuối cùng nghiêng hẳn về dạng mong muốn.
Tiếp bước Kagan, vào năm 1995, nhà khoa học Kenso Soai đã thực hiện một thí nghiệm được Ủy ban Nobel ca ngợi là "ngoạn mục nhất lịch sử hóa học."
Ông tìm ra cơ chế "tự xúc tác" – nơi sản phẩm vừa sinh ra lại đóng vai trò làm chất xúc tác để tạo ra chính nó nhanh hơn. Nhờ cơ chế này, giống như một quả cầu tuyết lăn từ trên đỉnh núi, một sự chênh lệch ban đầu chỉ vỏn vẹn 2% đã được khuếch đại lên thành 99,99% chỉ gồm một dạng phân tử duy nhất.
Những nguyên lý do Kagan và Soai đặt nền móng đã cung cấp cho nền hóa học hiện đại một công cụ quyền lực để "chỉ đạo" các phản ứng hóa học. Ngày nay, kiến thức này được ứng dụng rộng rãi để sản xuất các loại thuốc với độ tinh khiết tuyệt đối, loại bỏ hoàn toàn tác dụng phụ không mong muốn.
Không chỉ định hình ngành dược phẩm, nguyên lý này còn được dùng để chế tạo hương liệu, chất tạo mùi, hóa chất nông nghiệp và các vật liệu tiên tiến.
Giải Nobel Hóa học 2026 không chỉ vinh danh nỗ lực giải mã một bí ẩn vi mô tồn tại suốt 180 năm, mà còn là minh chứng mạnh mẽ nhất cho giá trị của khoa học cơ bản: Những khám phá khởi nguồn từ câu hỏi nhỏ bé nhất về "bàn tay" phân tử, cuối cùng đã trở thành chiếc chìa khóa vĩ đại bảo vệ sinh mạng con người./.
(TTXVN/Vietnam+)